3.4. Физиологическая характеристика состояний организма, возникающих при мышечной работе

Во время соревнований до начала мышечной деятельности в организме происходит много изменений: повышается обмен веществ, учащается пульс и дыхание и др. Наступает предстартовое состояние, которое обусловлено изменениями в центральной нервной системе (ЦНС). В ней могут происходить разные изменения в зависимости от индивидуальных особенностей занимающегося физическими упражнениями, степени его тренированности и значения спортивного соревнования. Если возбуждение двигательных центров ЦНС умеренно повышается, то готовность человека к работе наилучшая. Предстартовое состояние такого типа называется боевой готовностью. Изменения в ЦНС обеспечивают оптимальные сдвиги в функциональном состоянии двигательного аппарата и внутренних органов.

У легковозбудимых спортсменов нервные процессы неуравновешенны и преобладающим является возбуждение. Резко повышается температура тела, учащается ЧСС, увеличивается газообмен, неблагоприятно изменятся психическое состояние. У спортсмена наступает крайняя возбудимость, что отрицательно сказывается на конечном результате. Такая разновидность предстартовой реакции называется предстартовой лихорадкой. Но бывают случаи, когда в ЦНС преобладают тормозные процессы, которые также отрицательно влияют на результат, как чрезмерная возбудимость. Это предстартовое состояние называется стартовой апатией. Она возникает, когда спортсмен не готов к борьбе, заранее отдает победу противнику.

Стартовые реакции регулируются главным образом с помощью разминки. Правильно организованная разминка (по подбору упражнений, их интенсивности и длительности) регулирует состояние нервной системы, соответственно и состояние организма в целом. Она может повышать возбуждение, и спортсмен будет в состоянии боевой готовности. В то же время излишнее нервное возбуждение можно с помощью разминки снизить, соответственно нормализуются все функции организма, повышается его работоспособность. Обычно, разминка продолжается 10–30 минут и заканчивается за 5–18 минут до старта.

В начале процесса работы функции организма постепенно приспосабливаются к режиму мышечной деятельности. В результате работоспособность возрастает, этот период работы называется врабатыванием. Физиологические системы организма настраиваются на рабочий уровень гетерохронно. Раньше всего врабатывается двигательный аппарат, несколько позже вегетативные органы, обеспечивающие доставку кислорода к рабочим мышцам. Уже на первых секундах работы скелетные мышцы могут сокращаться с большой частотой и силой. Интенсивность окислительных процессов еще малая. Лишь усиление деятельности органов кровообращения и дыхания может обеспечить окислительные процессы, которые происходят несколько позднее, когда деятельность сердца и дыхательного аппарата достигает должного уровня.

Из вегегативных показателей наиболее быстро повышается сердечный ритм, который при длительном беге достигает необходимого уровня на 3–4 минуте. Артериальное давление (систолическое) повышается в течение 2–3 минут. Повышение уровня дыхательных функций происходит в течение нескольких минут. Вначале потребность организма в кислороде полностью не удовлетворяется, в результате чего образуется кислородный долг. Затем доставка кислорода постепенно повышается и через несколько минут при длительной работе достигает требуемого уровня, наступает устойчивое состояние.

Длительность процесса врабатывания зависит от характера мышечной деятельности, степени тренированности, характера разминки. Правильно проведенная разминка укорачивает процесс врабатывания.

Когда процессы врабатывания заканчиваются и деятельность всех органов и систем организма достигают постоянного уровня, наступает устойчивое состояние. Это состояние характеризуется постоянным уровнем потребления кислорода, при котором обеспечение потребления организма кислородом полное и постоянное и называется истинным. Оно наблюдается при длительной работе. При такой работе кислородный долг может возникнуть только в период врабатывания или на дистанции в момент ускорения. Если же величина кислорода недостаточна для удовлетворения потребности организма, возникает кажущееся устойчивое состояние. В результате такой работы накапливается кислородный долг, который отрицательно влияет на работоспособность. Высокая тренированность позволяет успешно продолжать работу при возрастающем кислородном долге.

Во время врабатывания, иногда позже, в организме может временно нарушаться согласованность в деятельности двигательного аппарата и внутренних органов, что ведет к временному снижению работоспособности организма. Это состояние называется «мертвой точкой». При преодолении этого состояния работоспособность организма восстанавливается. Выход из «мертвой точки» называют «вторым дыханием».

Во время «мертвой точки» нарушается равновесие между процессами возбуждения и торможения в ЦНС; накопление молочной кислоты, углекислоты и других недоокисленных продуктов отрицательно влияющих на все функции организма, так как повышается кислотность крови и других тканей. При «мертвой точке» резко увеличивается легочная вентиляция, учащается ЧСС, дыхание. Выход из «мертвой точки» облегчается усиленным потоотделением, которое еще больше возрастает при «втором дыхании». Через пот из организма выводятся кислые продукты, в результате чего происходит восстановление кислотно-щелочного баланса и повышается работоспособность.

«Мертвая точка» наблюдается при динамической циклической работе большой и умеренной интенсивности. Уровень тренированности спортсмена влияет на проявление «мертвой точки». Чем выше этот уровень, тем менее заметно проявление «мертвой точки». Средняя частота пульса у человека, занимающегося спортом, снижается с 70–80 до 50–60 ударов в минуту.

Это можно объяснить только поведением эритроцитов. Схема процесса следующая. У человека, не занимающегося физической культурой или спортом, потребление кислорода колеблется мало и поддерживается природой на низшем уровне. «Фабрика» по изготовлению эритроцитов (костный мозг и селезенка) выпускают и поддерживают в крови минимальное количество эритроцитов для обеспечения тела кислородом и для пополнения убыли разрушающихся эритроцитов. При значительном увеличении физической нагрузки необходимость в кислороде резко возрастает. «Директор фабрики» – ЦНС – получает сигнал из мышечного отделения о резком увеличении секундного изготовления контейнеров для кислорода (эритроцитов). Но фабрика быстро перестроиться не может. Поэтому на первых порах организму приходится усиленно эксплуатировать наличные резервы, пока «завод» не начнет расширенное воспроизводство эритроцитов.

Для увеличения подачи кислорода в мышце при малом числе эритроцитов автоматически усиливается число сокращений сердца в минуту, в результате чего ускоряется циркуляция крови и эритроцитов. Усиливается и учащается дыхание для увеличения загрузки ранее имевшихся в крови эритроцитов кислородом. В результате у нетренированного человека внезапная мышечная работа сопровождается одышкой и усиленным сердцебиением.

Через 5–10 минут «фабрика» начинает справляться с повышенным выпуском эритроцитов. Мышцы начинают получать требуемое количество кислорода, и наступает благополучное состояние организма – «второе дыхание».

У тренированного человека нет резкого перепада пульса в начале бега. При ежедневных тренировках «директор фабрики» «рабочих» не распускает и по первому требованию немедленно выбрасывает нужное количество эритроцитов в кровь. Таким образом, у тренированного человека переход на «второе дыхание» наступает очень быстро. В связи с регулярными, ежедневными тренировками и требованиями добавочных эритроцитов со стороны спортсмена «директор фабрики» держит в крови, селезенке и костном мозге большой запас эритроцитов, который может быть экстренно выброшен в кровь. Это снижает загрузку сердца, и его пульсация замедляется с 70–80 до 50–60 ударов в минуту [18].

Практические рекомендации для преодоления «мертвой точки» – нужно развивать волевые качества, готовиться к продолжению работы в условиях изменившейся внутренней среды организма. Для такой подготовки необходимы специальные упражнения, которые развивают главным образом скоростную выносливость.

Для более быстрого выхода из «мертвой точки» очень полезно усилить дыхание, обращая внимание на глубину выдоха. Такое дыхание освобождает организм от избытка накопившейся углекислоты, в результате чего повышается работоспособность.

При мышечной деятельности может возникнуть утомление, при котором происходит комплексное изменение в состоянии различных функций организма. Степень выраженности этих изменений тем больше, чем интенсивнее и продолжительней была проделана работа. Утомление – это такое состояние организма, при котором его работоспособность в результате выполнения работы временно понижена. Причины утомления сложны и разнообразны. Рассмотрим главные из них при различных видах мышечной деятельности. Одной из самых утомительных работ является статическая, при которой возбуждение в мышце протекает в изометрических условиях и продолжается не более нескольких секунд. При такой работе мышечные волокна находятся в состоянии напряжения, которое обеспечивается непрерывными нервными импульсами. При таком постоянном нервном напряжении в этих центрах развивается охранительное торможение, которое ведет к расслаблению мышц. Кроме того, при статической работе возникает недостаток кровоснабжения мышц, в результате чего уменьшается доставка кислорода к мышце. В ней накапливаются недоокисленные вещества и другие продукты обмена. Все это способствует ухудшению работоспособности.

Динамическая работа менее утомительна, чем статическая. Но она бывает разная, и причины утомления при ней тоже будут разные. При динамической работе максимальной интенсивности причины утомления почти такие же, как и при статической. При динамической работе субмаксимальной интенсивности большую роль в снижении работоспособности играет накопление молочной кислоты в организме, что ведет к нарушению кислотно-щелочного баланса.

При динамической работе большой интенсивности утомление вызывают те же причины, что и при работе субмаксимальной мощности. Но на снижение работоспособности, кроме этих причин, влияет уменьшение энергетических запасов.

При динамической работе умеренной мощности основной причиной утомления является снижение энергетических запасов. Если запас углеводов в организме недостаточен, то при длительной работе резко уменьшается концентрация глюкозы в крови, что ведет к выраженному утомлению. При этом прежде всего нарушается деятельность нервных центров, что может сопровождаться временным расстройством психических функций.

Утомление у различных людей протекает по-разному. Чем выше тренированность человека, тем позднее и менее резко утомление проявляется. Правильно проведенная разминка помогает организму бороться с утомлением.

После утомительной работы необходим отдых. Если в процессе работы в организме преобладают процессы расщепления (диссимиляция), то после работы более интенсивными становятся процессы восстановления – пополнения запасов (ассимиляция). Наступает восстановительный период, в течение которого запасы восстанавливаются до исходного уровня, а затем несколько его превышают.

Длительность восстановления работоспособности зависят от уровня тренированности человека, его возраста и эмоционального состояния.

Динамика восстановления ЧСС отражает уровень обмена веществ в организме. Определение ЧСС в восстановительном периоде широко используется в спортивной практике.

Контрольные вопросы

1. Чем характеризуется предстартовое состояние?

2. В чем различие между боевой готовностью и предстартовой лихорадкой?

3. Что нужно делать для приведения организма в боевую готовность?

4. Как происходит врабатывание организма?

5. Чем характеризуется устойчивое состояние?

6. Что происходит при кажущемся устойчивом состоянии?

7. Что вы знаете о «мертвой точке»?

8. Когда наступает «второе дыхание»?

9. Какие могут причины утомления при статической работе?

10. Чем характеризуется утомление при динамической работе?

11. Отчего зависит длительность восстановления работоспособности?