Под характером работы подразумевается: режим деятельности мышц – изометрический, изотонический, ауксотонический; объем задействованной мышечной массы – локальная, региональная, глобальная мышечная работа; интенсивность и продолжительность мышечной работы – аэробный, анаэробный и смешанный режимы; уровень мотивации, факторы внешней среды и т. д.
Под локализацией утомления понимается выявление той ведущей физиологической системы, функциональные изменения в которой определяют наступление этого состояния. При этом предлагается рассматривать три основные группы систем, обеспечивающих выполнение любого упражнения [Я. М. Коц, 1986]: регулирующие системы – центрально-нервная, вегетативная, нервная и гормонально-гуморальная; система вегетативного обеспечения мышечной деятельности – дыхания, крови и кровообращения; исполнительная система – двигательный аппарат. Несмотря на многократно прозвучавшее здесь слово «система», подобный подход отражает как раз отсутствие системных позиций и знаний в физиологии, превалирующее сегодня в мировой науке.
Структуру той или иной мышцы составляют различные по функциональным особенностям и организации деятельности двигательные единицы (ДЕ), которые, как и мышечные волокна, имеют свои функциональные отличия. P. E. Burke (1975) предложил разделить двигательные единицы исходя из сочетания двух свойств – скорости сокращения и устойчивости к утомлению. Им было выделено четыре типа двигательных единиц (табл. 4).
Типы двигательных единиц
Есть мнение [А. А. Гидиков, 1975; Д. Козаров, Ю. Т. Шапков, 1983], что у человека наиболее надежно различаются лишь ДЕ, относящиеся к двум крайним типам – медленные, устойчивые к утомлению (S) и быстрые, быстро утомляемые (FF).
В развитии утомления различают скрытое (преодолеваемое) утомление, при котором сохраняется высокая работоспособность, поддерживаемая волевым усилием. Экономичность двигательной деятельности в этом случае падает, работа выполняется с большими энергетическими затратами. Это компенсируемая форма утомления. При дальнейшем выполнении работы развивается некомпенсированное (полное) утомление. Главным признаком этого состояния является снижение работоспособности. При некомпенсированном утомлении угнетаются функции надпочечников, снижается активность дыхательных ферментов, происходит вторичное усиление процессов анаэробного гликолиза [В. В. Розенблат, 1975; В. Д. Моногаров, 1986].
В спортивной практике приобретают особое значение диагностика и изучение показателей, которые сопровождают и сигнализируют об утомлении. Отличают несколько наиболее общих направлений: увеличение числа ошибок «как результат расстройства координации движений»; неспособность к созданию и усвоению новых полезных навыков; расстройство старых ранее приобретенных навыков; увеличение энергетических, прежде всего углеводных, трат на единицу произведенной работы и т. д. [Л. Б. Лектман, 1952; В. С. Фарфель, Я. М. Коц, 1968; Ф. М. Талышев, 1972]. Принято различать четыре основные вида утомления (табл. 5).
Классификация видов утомления (В. М. Волков, 1977)
Как известно, запасы аденозинтрифосфата (АТФ) в мышцах незначительны, их едва хватает на 1 с напряженной мышечной работы. Запасов креатинфосфата (КрФ), используемого для ресинтеза АТФ при работе максимальной интенсивности, хватает всего на 6–8 с [В. С. Мищенко, 1990]. Снижение скорости ресинтеза АТФ может явиться причиной наступающего утомления.
В скелетной мышце человека после максимальной кратковременной работы до отказа концентрация КрФ падает почти до нуля, а концентрация АТФ – примерно до 60–70 % значения в состоянии покоя.
В состоянии утомления снижается концентрация АТФ в нервных клетках и нарушается синтез ацетилхолина в синаптических образованиях, в результате чего нарушается деятельность ЦНС по формированию двигательных импульсов и передаче их к работающим мышцам; замедляется скорость переработки сигналов, поступающих от проприо– и хеморецепторов; в моторных центрах развивается охранительное торможение, связанное с образованием гамма-аминомасляной кислоты [В. В. Меньшиков, Н. И. Волков, 1986; В. С. Мищенко, 1990].
При утомлении в процессе выполнения физических нагрузок угнетается деятельность желез внутренней секреции, что ведет к уменьшению выработки гормонов и снижению активности ряда ферментов. Прежде всего это сказывается на миофибриллярной АТФ-азе, контролирующей преобразование химической энергии в механическую работу. При снижении скорости расщепления АТФ в миофибриллах автоматически уменьшается и мощность выполняемой работы. В состоянии утомления уменьшается активность ферментов аэробного окисления и нарушается сопряжение реакций окисления с ресинтезом АТФ. Для поддержания необходимого уровня АТФ происходит вторичное усиление гликолиза, сопровождающееся закислением внутренних сред и нарушением гомеостаза. Усиливающийся катаболизм белковых соединений сопровождается повышением содержания мочевины в крови.