Лекция № 6. Биохимическая характеристика Состояния утомления и последующее восстановление. Явление суперкомпенсации

Состояние утомления.

Выполнение организмом напряженной или длительной работы, физической (жим штанги, вспашка огорода) или умственной (шахматный тур, компьютерное программирование) вызывает в обмене веществ изменения, организм их чувствует как утомление. Утомление – состояние нормальное (а не патологическое, как после допинга) для здорового организма и, главное, временное. «Автоматическое» снижение работоспособности в состоянии утомления выполняет защитную функцию для организма (особенно, неразумного). При выполнении физической работы интенсивной или длительной (а не ленивого поворачивания себя с боку на бок) во внутренней среде организма накапливаются продукты обмена мышечной деятельности, проявляются неблагоприятные биохимические и функциональные сдвиги. Из них наиболее заметные и симптоматичные для состояния утомления следующие:

1. Нарушение в работе ЦНС: уменьшение концентрации АТФ в нервных клетках и снижение скорости синтеза ацетилхолина в синапсах, замедление формирования и передачи двигательных импульсов к работающим мышцам, развитие факторов охранительного торможения.

2. Угнетение деятельности желез внутренней секреции: уменьшение выработки гормонов, снижение активности некоторых ферментов. В первую очередь снижается активность миофибриллярной АТФ-азы, отвечающей за образование спайки при преобразовании химической энергии в механическую работу. Снижение скорости расщепления АТФ автоматически уменьшает мощность миофибриллярной работы. Второй фактор – уменьшение активности ферментов аэробного окисления и нарушение нормального фосфорилирования. Организм вынужден поддерживать ресинтез АТФ до необходимого уровня за счет вторичного гликолиза (что ведет к закислению внутренней среды) и усиления распада белков (а это – причина повышенного содержания мочевины в крови).

3. Снижение и исчерпание запасов энергетических субстратов (креатинфосфата, гликогена), сопровождающееся накоплением продуктов распада (молочной кислоты, кетоновых тел). В этом случае наблюдается резкое изменение состава внутриклеточной среды, нарушение регуляции процессов энергообеспечения мышц, а также наблюдаются изменения в работе систем дыхания и кровообращения.

В целом утомление рассматривается как сложное многофакторное явление. В каждом конкретном случае первопричиной утомления и, соответственно, снижения работоспособности, является какое-либо «слабое звено» сложной биологической системы – живого организма. В зависимости от степени тренированности, режимов мышечной деятельности, а также от индивидуальных особенностей организма определяющей в развитии утомления становится та система организма, которая наименее «готова» и не выдерживает заданной нагрузки. Конкретно, какая система «подводит» и является главной причиной утомления, определяют на основе исследований: измерений нагрузки, расчета усилий, анализа затрат и выполненной работы. Результаты важны для оптимизации тренировочного процесса и выявления «слабого звена».

Установлено, что при мощной работе (интенсивной, кратковременной, когда в энергообеспечении превалирует КрФ-реакция) основной причиной утомления является возникновение охранительного торможения в центральной нервной системе (ЦНС), вызванное изменением соотношения АТФ/АДФ, снижением активности фермента миозиновой АТФ-азы (из-за накопившихся продуктов обмена). При работе относительно умеренной (с преобладанием гликолиза) и продолжительной (в аэробном режиме) причины утомления – исчерпание внутримышечных запасов гликогена, накопление продуктов неполного окисления жиров (кетоновые тела), снижение возбудимости мышц из-за выхода калия в межклеточное пространство.