Специальные тонические мышечные волокна, имеющие множественную иннервацию и работающие на основе низкочастотного локального возбуждения (ПСП), вообще слабы и соответственно тратят мало энергии. Поэтому при небольшом энергетическом обес­печении (в них относительно мало гликогена и митохондрий) они могут долго работать.

Утомление изолированных скелетных мышц, выражающееся в снижении их силы и далее в отказе от функции, имеет в качестве своей основной причины накопление в мышцах (внутри волокон и в межклеточных щелях) ряда продуктов метаболизма, прежде всего молочной кислоты (L-лактата), а также H3PO4. Эти вещества на­рушают функции мышечных и нервных элементов и в особенности нервно-мышечную передачу. В свою очередь, накопление L-лактата (недоокисленного продукта) зависит от нехватки O2. Что касается энергетических ресурсов мышцы (гликогена, креатинфосфата), то они при обычных условиях утомления не исчерпываются.

УТОМЛЕНИЕ И НЕУТОМЛЯЕМОСТЬ

Проблема утомления и восстановления, в разработку которой Г.В.Фольборт внес столь существенный вклад, продолжает оставаться одной из наиболее актуальных в теоретическом и практическом отношении. Четыре правила Фольборта, признанные И.П.Павловым, сыграли большую роль в формировании исходных позиций нескольких поколений физиологов и не утратили своего значения по настоящее время. Первое из них гласит: «Работоспособность органа не является его постоянным свойством, а определяется в каждый данный момент уровнем, около которого колеблется баланс процессов истощения и восстановления». После длительной или напряженной деятельности работоспособность снижается, что подтверждено как жизненной практикой, так и многочисленными экспериментами на мышцах и железах.

Вместе с тем известно, что, в отличие от скелетных мышц, или пищеварительных желез, кардио-респираторная система функционирует непрерывно на протяжении всей жизни организма. Физиологическую неутомляемость сердца И.М.Сеченов положил в основу научного обоснования восьмичасовой длительности рабочего дня еще в 1895 г., когда его фактическая длительность составляла от 12 до 14 ч. При этом И.М.Сеченов исходил из того, что ритмическая деятельность сердца состоит их систолы и диастолы, длительность которых при частоте пульса 75 уд./мин соотносится как 3/5. Длительность диастолы становится достаточной для полного восстановления сократительной способности миокарда.

Деятельность дыхательного центра продолговатого мозга и главной дыхательной мышцы – диафрагмы могут служить еще одним примером относительной физиологической неутомляемости. В отличие от соотношения длительности систолы и диастолы в миокарде, соотношение длительности фаз вдоха и выдоха менее экономно: при нормальном спокойном дыхании с частотой 12 циклов в минуту составляет 5/6 или даже 9/10. Тем не менее, несмотря на более короткий период отдыха и дыхательный центр и диафрагма в обычных условиях работают в режиме физиологической неутомляемости.

Одним из механизмов неутомляемости системы, состоящей из утомляющихся элементов, может быть структурная организация, предусматривающая наличие дежурных единиц. Такая система требует определенной избыточности функциональных единиц, каждая из которых получает возможность восстановления своего энергетического потенциала за время, значительно превышающее длительность фазы отдыха в системе. Патологические процессы, связанные с деструкцией части органа или с хирургическим удалением, снижают число резервных функциональных единиц, создают предпосылки для утомления физиологически неутомляемых образований. Вторым механизмом неутомляемости следует считать одновременное протекание филогенетически наиболее древних анаэробных и более молодых – аэробных процессов освобождения энергии, типичное для миокарда или нейронов продолговатого мозга. Развитие утомления в физиологически неутомляемых системах проявляется в нарушениях ритма и является признаком обратимых или необратимых патологических изменений. В системе дыхания нарушения ритма проявляются в частом возникновении вставочных вдохов, укорочении дыхательных периодов, частой смене характера дыхания. Фазовый анализ кардио- и пневморитма позволяет осуществлять раннюю диагностику утомления в системе дыхания и кровообращения.

ОТДЫХ И ПРОФИЛАКТИКА УТОМЛЕНИЯ

Труд и отдых - две стороны единого процес­са жизнедеятельности организма. Отдых - состояние покоя или такого вида деятельнос­ти, которое снимает утомление и способству­ет восстановлению работоспособности. Еще И.М.Сеченов установил, что деятельность одних мышечных групп или конечностей способствует устранению утомления, возни­кающего при работе, в других мышечных группах. Это явление получило название ак­тивного отдыха.

Активный отдых - это отдых, заполнен­ный каким-либо видом деятельности, отлич­ным от выполняемого труда. При утомлении легкой или средней степени смена работы приводит к более быстрому и полному вос­становлению работоспособности по сравне­нию с отдыхом в покое. Активный отдых ис­пользуется и при умственном труде. Смена напряженной интеллектуальной деятельнос­ти другим ее видом или легким физическим трудом приводит к быстрому снятию утомле­ния, исчезновению ощущения усталости.

Механизмы активного отдыха, согласно одной из гипотез, связаны с явлениями ин­дукции в нервных центрах: активные центры, управляющие деятельностью, используемой в качестве активного отдыха, «наводят», инду­цируют и углубляют процессы торможения в утомленных центрах, чем способствуют более быстрому восстановлению их функциональ­ных возможностей. Согласно другой гипоте­зе, эффекты активного отдыха развиваются в результате дополнительной афферентации от новых групп рецепторов, посредством чего повышается общий тонус ЦНС, ускоряются восстановительные процессы. Вероятно, обе эти гипотезы дополняют друг друга.

В профилактике развития утомления, сни­жении его глубины большую роль играет ра­циональная организация труда и отдыха, учи­тывающая специфику работы. Так, прекра­тив физическую работу, человек сразу вы­ключается из трудового процесса, а потому достаточно эффективными могут оказаться приемы пассивного отдыха, особенно при тя­желом физическом труде.

При умственной работе мозг склонен к инерции, продолжению мыслительной дея­тельности в заданном направлении. После окончания работы «рабочая доминанта» пол­ностью не угасает, что вызывает более дли­тельное утомление ЦНС, чем при физичес­ком труде.

Правильная организация труда включает внутрисменные перерывы на отдых, исполь­зование так называемой функциональной музыки. Сменность работы в различное время суток нежелательна, поскольку разви­вается десинхроноз.

Работоспособность человека в значитель­ной мере определяется процессами восста­новления, протекающими на разных этапах жизнедеятельности.

ВОССТАНОВЛЕНИЕ

Восстановление - процесс возвращения по­казателей гомеостазиса и структурных эле­ментов организма к исходному состоянию после прекращения работы, устранение про­дуктов интенсивного обмена веществ.