Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Влияние физической нагрузки анаболической направленности на точность двигательных действий

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Влияние физической нагрузки анаболической направленности на точность двигательных действий"

- / с::т

и;, о

На правах рукописи

Кадри Мухамед Мондер

ВЛИЯНИЕ ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ АНАБОЛИЧЕСКОЙ НАПРАВЛЕННОСТИ НА ТОЧНОСТЬ ДВИГАТЕЛЬНЫХ ДЕЙСТВИЙ

03.00.13 - физиология человека и животных

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Ростов-на-Дону

1999

Работа выполнена в Российской государственной Академии физиче ской культуры (г. Москва).

Научный руководитель - д.п.н., проф. С.В.Голомазов Научный консультант - д.б.н., проф. В.И.Тхоревский

Официальные оппоненты: д.б.н., проф. П.Н.Ермаков (Ростовский

государственный университет, г.Ростов-на-Дону).

Ведущая организация - Кубанская государственная академия физиче ской культуры (г. Краснодар).

Защита состоится 29 июня 1999 года на заседании диссертационной Совета Д.063.52.08 по биологическим наукам в Ростовском государственной университете (344006, Ростов-на-Дону, Большая Садовая, 105, ауд. 203).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ростовского гос университета (Ростов-на-Дону, ул. Пушкинская, 140).

Автореферат разослан «__»____ 1999 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета,

д.б.н., проф. А.А.Буриков (Ростовский государственный педагогический университет, г.Ростов-на-Дону).

д.б.н., профессор

Т.И.Бондаренко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Изучение характера влияния физической нагрузки на точность движений представляет интерес как минимум в двух аспектах. С одной стороны, по настоящего времени не выявлены основные механизмы, определяющие изменения точности движений на фоне развивающегося утомления, с другой стороны, в литературе имеются указания на то, что даже значительная физическая нагрузка не обязательно сопряжена со снижением эффективности движений, в частности, их точностных характери-:тик.

Одним из наиболее важных направлений в изучении механизмов утомления являйся исследование влияния биохимических сдвигов в двигательном аппарате на эффективность движения. Известно, что интенсивная двигательная деятельность, характерная, »пример, для спорта, наиболее часто связана со значительными биохимическими избиениями в двигательном аппарате. С другой стороны, наряду с биохимическими изме-1СИИЯМИ в исполнительных органах (мышцы), утомление может быть связано с центральными нервными процессами, роль которых в формировании движений, особенно целевых, рсшычайно велика. В целом утомление может быть связано как с биохимическими изменениями в мышечной ткани и нервно-мышечных соединениях, так и с изменениями >умкционального состояния управляющих структур мозга, а также несоответствия про-раммы управления движением текущему состояния исполнительного аппарата.

Практически отсутствие детальных экспериментальных исследований в этой об-асти, с одной стороны, определяется значительными методическими трудностями, а с ругой делает чрезвычайно важной любую попытку, предпринимаемую в этом направле-и н.

Цель и задачи исследования. Проблема влияния физической нагрузки на эффектность двигательных действий человека является актуальной как в теоретическом, так в прикладном аспектах, затрагивает различные области его деятельности. Одним из шболее перспективных направлений исследования этой проблемы является изучение шяния биохимических изменений, происходящих в организме человека, на точность жжения. При этом точность движений должна оцениваться с точки зрения их времен-»IX, пространственных и силовых характеристик, каждая из которых может иметь собст-иную детерминацию.

Учитывая это, целью работы было определение влияния общей и локальной интенсивной физической нагрузки и связанных с ней биохимических изменений на точность двигательных действий.

Для реализации поставленной цели были сформулированы следующие задачи исследования:

1. Определить влияние локального мышечного утомления на точность движений человека в период восстановления.

2. Выяснить влияние концентрации продуктов анаболизма на точность двигательных действий.

3. Установить аналитическую зависимость точности реализации различных двигательных задач от характера и величины локальной двигательной нагрузки,

4. Определить возможность переноса тренированности точности движений при различном характере локальной нагрузки.

В качестве рабочей гипотезы было выдвинуто предположение о том, что изменение точности двигательных действий под влиянием физической нагрузки может быть сопряжено с изменениями как центрального (программного), так и периферического (исполнительного) характера, что должно привести к появлению ошибок разного рода в точности движений. В первом случае (изменения программного характера) должны возникать систематические ошибки, а во втором (изменения в исполнительном органе -мышце) - случайные. Их изучение требует соответствующей организации экспериментов. Кроме того, изменение эффективности движения под влиянием нагрузки может быть связано или не связано с величиной предъявляемого стимула, что потребовало учета при анализе стимула различных динамических и кинематических характеристик.

Научная новизна результатов исследования. Впервые проведены исследования, позволяющие сопоставить биохимические изменения в организме человека и точность двигательных действий после физической нагрузки. Впервые проведено исследование изменений отдельных характеристик движения под влиянием общей и локальной физической нагрузки. Проанализировано влияние локальной физической нагрузки на точность двигательных действий при различных вариантах тренировки. Впервые изучено влияние локальной двигательной нагрузки на изменение отдельных характеристик точности - амплитуды, скорости, усилия.

Экспериментально показано, что увеличение концентрации лактата приводит к снижению целевой точности выполняемых движений, однако только ее случайной, но не

систематической компоненты. Показано, что скорость восстановления точности движений после предварительной утомляющей нагрузки ближе к скорости восстановления ЛТФ, чем КФ, на основании чего сделан вывод о том, что изменение точности под влиянием локальной нагрузки в большей мере определяется исчерпанием АТФ, чем КФ или накоплением продуктов метаболизма (лактата). Экспериментально показано, что изменения точности после нагрузки не затрагивают ее отдельных характеристик (амплитуды, скорости, усилия), на основании чего сформулирована гипотеза о том, что управление этими двумя классами явлений осуществляется на основе привлечения различных центральных и периферических механизмов.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Точность выполнения движения, а также его отдельных характеристик (ампли-1уды, скорости, усилия) полностью не определяется исчерпанием в работающем органе энергетических продуктов (АТФ, КФ), а также накоплением продуктов обмена (лактата) в широком диапазоне утомляющих нагрузок.

2. Управление точностью движения в целом и его отдельными характеристиками эсуществляется на основе различных центральных и периферических механизмов.

3. Точность реализации отработанных движений определяется адекватностью тренировочным условий их реализации и соответствием двигательной программы функциональному состоянию исполнительных органов.

Теоретическое и практическое значение работы. На основании полученных экс-1ери ментальных результатов, свидетельствующих об отсутствия выраженного влияния югрузки на основные компоненты точности двигательных действий при сохранении ус-ювий, аналогичных тренировочным, выдвинута гипотеза о том, что основными фактора-ш, определяющими изменение точности движений после физической нагрузки, являются 1С биохимические изменения в исполнительном аппарате, а неадекватность его функцио-:ального состояния ранее выработанной двигательной программе. Наличие знаний об собенностях изменения точности под влиянием физической нагрузки, а также характера ереноса тренированности, позволит более целенаправленно планировать физическую агрузку при обучении и тренировке сложнокоординированным двигательным действи-м, что определяет практическую значимость работы.

Апрбация работы. Материалы диссертации докладывались на заседаниях Ученого звета Российской государственной Академии физической культуры (г. Москва, 1995 г.), 1 конференции по вопросам физической культуры и спорта (г.Краснодар, 1994 г.), на

аседании лаборатории «Нейрофизиологические механизмы психической деятельности): НИИ нейрокибернетики им. А.Б.Когана Ростовского госуниверситета (Ростов-на-Дону 1998 г.)..

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 статей.

Структура и объем диссертации. Работа изложена на 123 страницах машинописного текста и состоит из введения, 4 глав (обзор литературы, методика исследования, результаты исследования, обсуждение результатов), выводов и библиографического указателя. В тексте диссертации имеется 13 таблиц и 26 рисунков. В списке цитированной литературы 237 источников, из них 44 на иностранных языках.

ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследование выполнено на кафедре биомеханики Российской государственной Академии физической культуры. В обследованиях принимали участие испытуемые-добровольцы, спортсмены высокой квалификации (22 человека, из которых 5 женщин и 17 мужчин) в возрасте от 18 до 24 лет.

В качестве тестового задания испытуемые выполнили броски дротиков в мишень, расположенную горизонгально перед ними на полу на расстоянии 2 м 20 см. Регистрировались отклонения точек попаданий от центра мишени в сагитгальном и латеральном направлениях. Непосредственно перед контрольными экспериментами каждый из обследуемых тренировался выполнению бросков в течение нескольких дней. Тренировки заканчивались тогда, когда кривая эффективности бросков, оцениваемая по точности попадания в центр мишени, выходила на плато, свидетельствуя о достижении спортсменом максимальной индивидуальной эффективности выполнения двигательной задачи.

Перед началом каждого контрольного эксперимента после разминки у всех испытуемых производился забор крови из пальца и регистрировалась ЧСС. Затем им предлагалось выполнить упражнение анаэробно-гликолитической направленности, состоящее в выжимании гири весом 5 кГ в быстром темпе над головой до отказа. Регистрировалось количество раз поднятия груза и время выполнения упражнения. После этого испытуемые выполняли 5 серий бросков (по 30 секунд каждая с интервалом между бросками 3 секунды) на 3,9, 15, 21 и 27 минутах восстановления.

Для измерения воспроизведения усилий использовалась тензодинамометрическая установка, на которой измерялась максимальная сила при сгибании руки в локтевом сус-

таве, а также воспроизводились различные по величине усилия (от максимальных до минимальных).

Для изменения воспроизведения скорости движения в суставе использовалась гониометрическая установка, содержащая в своем составе потенциометр ПТП 11 и позволяющая в автоматическом режиме регистрировать мгновенную скорость перемещения при амплитуде 120 радиан. Поскольку испытуемые выполняли движения с равной амплитудой, результаты анализировались в условных единицах.

Точность воспроизведения амплитуды оценивалась в положении сидя, при фиксированном плече без зрительного контроля по 18 попыткам (без нагрузки и с дополнительной нагрузкой на агонисты и антагонисты). Для стандартизации исходного положения левая рука испытуемого располагалась в начале амплитуды движения.

При изучении влияния локальной нагрузки на мышцы-агонисты и антагонисты испытуемые осуществляли поднятие гири весом 5 кГ либо из-за головы, либо сгибанием руки в локтевом суставе до отказа.

Рассчитывались: систематическая ошибка воспроизведенных усилий, скорости и 1мплитуды, вариативность, динамика изменений усилий во времени, а также показатели гистематической и случайной ошибок.

При изучении переноса тренированности три группы испытуемых выполняли бро-:кн теннисного мяча в горизонтально расположенную мишень на высоте 50 см от полз из [оложсиия сидя. Точность оценивалась по вероятности попадания в мишень. Предвари-ельно они тренировались выполнению бросков в течение 30 дней (от 15 до 21 трениров-н для каждого испытуемого).

1 группа (б человек) - контрольная, тренировалась в метании теннисного мяча без ополнителыюй нагрузки.

2 группа (4 человека) тренировалась с предварительной (перед выполнением каж-ои серии из 7 бросков) нагрузкой на мышцы агонисты.

3 группа (3 человека) также получила перед каждой серией из 7 попыток нагрузки, э на мышцы антагонисты.

В экспериментальных группах тренировки проводились следующим образом: пе-:д выполнением серии из семи попыток испытуемому давалась дополнительная нагрузка виде движения с максимальной интенсивностью с отягощением до отказа, затем сразу >сле нагрузки, испытуемые выполняли тренировочные попытки. Точность оценивалась в юцентах попаданий.

Испытуемые 3-х групп в начале и в конце .эксперимента тестировались в 3-х уело виях: без нагрузки, с нагрузкой на мышцы агонисты и с нагрузкой на мышцы антагонисты. •

Влияние условий эксперимента на точность выполняемых движений и их отдель пых характеристик оценивалось с использованием многомерного дисперсионного анализа.

Концентрация молочной кислоты в крови испытуемых определялась по методу А.Штрома. В центрифужные пробирки наливали по 0,5 мл трихлоруксусной кислоты (ТХУ) и добавляли 0,05 мл крови, взятой из безымянного пальца руки испытуемого. Пробирки помещали в центрифугу на 15 мин при скорости ее вращения 3000 об/мин. Надоса-дочную жидкость в количестве 0,1 мл помещали в обычные пробирки и добавляли в них по 0,1 мл четырехпроцентного раствора Си (ОН)2, затем по 2,5 мл концентрированной Нг 804. Содержимое пробирок помещали в водяную "баню" и кипятили 3 минуты, в пробирки добавляли параоксидифенил (ПОДФ).

До возникновения сине-сиреневого окрашивания пробирки стояли при комнатной температуре 10-15 минут. Для завершения окислительно-восстановительной реакции пробирки вновь помещали в кипящую воду на 90 сек. После остывания раствор колори-метрировали на фотоэлектроколориметре ФЭК-56М-44.1 с зеленым светофильтром.

В контрольную пробирку вместо крови добавляли 0,5 мл лактата лития с концентрацией 100 мг%.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ II ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

В таблице 1 приведены результаты исследования точности бросков дротика в динамике восстановления после предельной по интенсивности общей физической нагрузки. Их анализ показывает, что систематическая ошибка в латеральном направлении практически не изменилась на протяжении всего периода восстановления. Сравнение показателей точности по ^критерию не выявило статистически существенных различий при сравнении точности на разных минутах восстановления.

Изучение характеристик дальности бросков показало, что существует.статистически существенное изменение центра попаданий на 3-й минуте восстановления по сравнению с контрольными результатами, а также по отношению к показателям точности, достигаемым на 9, 15, 21 и 27 минутах восстановления. Анализ случайных ошибок метания позволил прийти к заключению об увеличении разброса попаданий как после нагрузки,

так и до 1 мин периода восстановления в 1,2 - 1,5 раза. Сравнение по И- критерию показало наличие статистически существенных различий.

Таблица 1

ПОКАЗАТЕЛИ ТОЧНОСТИ МЕТАНИЯ НА РАЗНЫХ МИНУТАХ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПОСЛЕ АНАЭРОБНО-ГЛИКОЛИТИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ

Направление До начала Минуты восстановления

3 9 15 21' 27

X -0,19 -0,25 -0,23 -0,30 -0,17 -0,20

бх 4,01 3,97 4,27 3,55 3,86 3,98

У 1,05 -0,16 0,83 1,13 0,97 1,03

бу 0.98 1,50 1,27 1,31 1,19 1,03

Условные обозначения:

X, У - групповые средние арифметические, вычисленные по индивидуальным гредним;

бх, бу - групповые средние дисперсии, вычисленные по индивидуальным сигмам.

Таким образом, локальное утомление мышц после нагрузки анаэробно-лнколиткческой направленности было сопряжено с наличием систематической ошибки (альности метания дротика, однако только на первых минутах восстановления.

В таблице 2 приведены значения частоты сердечных сокращений (ЧСС) и концен-рации лактата в динамике восстановления точности метания дротика после нагрузки. Сонцентрация лактата повышалась вплоть до 9-й минуты, а затем постепенно снижалась очти до полного восстановления к 27-й минуте. Аналогичен характер восстановления [СС. В целом полученные нами результаты хорошо соответствуют сведениям, содержа-щмея в литературе относительно динамики этих показателей при нагрузке анаэробно-чиколитической направленности.

Исследование точности метаний дротика после утомляющей нагрузки на мышцы-антагонисты, участвующие в реализации этого движения, показало, что результаты могут быть описаны элипсом рассеивания точек попадания, свойственным для подобных случаев (Рис. 1). В целом наблюдалось появление незначительных систематических ошибок в латеральном направлении. Распределение ошибок точек попаданий в обоих направлениях носило характер, не отличающийся от нормального распределения. Последнее является свидетельством того, что разброс точек попадания действительно носил случайный характер. Рассеивание по дальности статистически существенно отличалось от рассеивания вправо и влево.

Таблица 2

КОНЦЕНТРАЦИЯ ЛАКТАТА В КРОВИ И ЧСС ИСПЫТУЕМЫХ ПОСЛЕ НАГРУЗКИ В ДИНАМИКЕ ВОССТАНОВЛЕНИЯ

Время восстановления,мин X средн. Межиндивидуальный разброс

Концентрация лактата (мг%)

После разминки 38 36-43

3 158 136-205

9 184 170-209

15 155 139-181 М

21 130 104-157

27 93 85-100

ЧСС на протяжении восстановления

После разминки 83 79-87

Сразу же после нагрузки 193 180-199

3 124 118-134

9 107 105-110

15 96 93-102

21 85 81-90

27 80 75-85

При выполнении попыток после нагрузки на агонисты имело место смещение центра элипса рассеивания по дальности с уменьшением дальности бросков. Эти изменения были статистически достоверны. Имевшие место незначительные изменения в латеральном направлении были статистически несущественны. Изменений кучности попаданий в обоих направлениях не отмечалось.

После нагрузки на антагонисты наблюдалось смещение центра элипса рассеивания по дальности, а также отсутствие изменений в положении центра рассеивания в латеральном направлении. Незначительные изменения кучности точек попадания в обоих направлениях также были статистически несущественны.

Таким образом, под влиянием локальной нагрузки при метаниях в цель имели место систематические ошибки, характеризующие укорочение (нагрузка на агонисты) или, напротив, удлинение (нагрузка на антагонисты) дальности полёта снаряда. В то же время нагрузка как на агонисты, так и на антагонисты не оказывала сколь-нибудь существенного влияния на случайные ошибки.

Рис. 1. Изменение элипса рассеивания попаданий дротика в центр мишени при метании без нагрузки и после предварительной локальной нагрузки на мышцы агонисты и антагонисты.

Анализ динамики восстановления точности метания после локальной нагрузки показал, что изменения имели место как в сагиттальном, так и в латеральном направлениях. По мере восстановления происходило чётко выраженное повышение показателей точности, которые достигали исходного уровня, характерного для метания дротика без нагрузки, к 20 сек восстановления. Обращает на себя внимание тот факт, что восстановление точности происходит в о/шо и то же время как .при нагрузке на агонист, так и на антагонист, причём, именно этот интервал времени был характерен для всех испытуемых, несмотря на имевшие место индивидуальные различия.

В исследованиях с применением методики биопсии (взятие проб мышечной ткани) до и после упражнений, вызывающих локальное мышечное утомление, было установлено (Л.Хермансен, Д.Хальтман, 1972), что концентрация АТФ уменьшается на 15-25% и восстанавливается в течении 40-50 с. В течение этого же времени концентрация креатинфос-фата (КРФ) не изменяется и составляет 15-30% от исходного уровня. Через 60 с восстановления запасы КРФ восстанавливаются до 60%, через 90 с - до 90%. Известно, что АТФ необходима для функционирования механизма мышечного сокращения. Уменьшение концентрации АТФ снижает вероятность образование актин-миозиновых мостиков, что может привести к нарушению мышечной активности. Этот механизм, видимо, лежит в основе снижения точности бросков в первые 20 с восстановления после локального мышечного утомления. Улучшение точности к 20 с может быть связано как с ресинтезом АТФ, так и корректировкой программы управления точностным двигательным действием, поскольку визуальный контроль обеспечивает необходимую при этом обратную связь.

Большая величина случайной ошибки (кучность) в опытах с локальным утомлением мышц в течение первых 20 с восстановления подкрепляет предположение о наличии этапа перепрограммирования в первые 20 с восстановления.

Поскольку предварительный анализ показал, что для точности метания состояние мышц-антагонистов несущественно, при анализе влияния предварительной нагрузки на точность воспроизведения усилий мы ограничились нагрузкой только на мышцы агони-сты. Для оценки степени влияния различных факторов (величины нагрузки, индивидуальных особенностей испытуемых) был использован трёхфакторный дисперсионный анализ. Полученная зависимость дисперсии воспроизведения усилий от величины воспроизводимой силы носила несколько неожиданный и трудно интерпретируемый характер в виде части синусоиды с экстремумом, приходящимся на среднюю величину усилий. Наиболее точно испытуемые воспроизводили усилия в зоне минимальных и максимальных усилий. Характер кривой имел очень хорошую воспроизводимость у разных испытуемых.

Результаты дисперсионного анализа показали полное отсутствие влияния физической нагрузки на точность воспроизведения усилий, что является на первый взгляд неожиданным. Этот факт свидетельствует о том, что кратковременная локальная мышечная нагрузка, по-видимому, не оказывает сколь-нибудь существенного влияния на чувствительность рецепторов Гольджи.

Некоторые результаты, характеризующие изменение дисперсии воспроизведения угловой скорости, приведены на рисунке 2. Они свидетельствовали о том, что зависимость случайной ошибки воспроизведения от величины скорости имеет строго линейный характер независимо от того, выполнялось ли движение с нагрузкой или без неё.

Изменения систематической ошибки при увеличении нагрузки носили случайный характер, тогда как дисперсия показателей воспроизведения скорости увеличивалась. Угол наклона кривой, отражающей зависимость величины систематической ошибки от

а

*-♦ без нагрузки

60 -

с нагрузкой на агонист с нагрузкой на антагонист

10 -

20 -

30-

40-

50 -

X

т-гт

м I II I I I '

I | | I I I I I I I I I I I I I I I I I | I | 1 I I I I 11 I I н

300 400 500 600

О

100

200

Рис. 2. Средние значения стандартных отклонений воспроизведения скорости без предварительной нагрузки, с нагрузкой на агонист и антагонист

величины нагрузки был индивидуален для каждого испытуемого. Проверка достоверное™ различий по 1 - критерию значений, получаемых без предварительной нагрузки и с на грузкой, выявило статистически существенные различия.

Результаты экспериментов свидетельствуют о том, что локальная физическая на грузка статистически существенно снижает случайный компонент точности воспроизведения скорости движения, причём это снижение в равной мере наблюдается как при на грузке на мышцы агонисты, так и на мышцы антагонисты. Систематическая ошибка вс всех опытах отсутствовала.

Утомление мышц отражается, таким образом, на дискоординации сочетанной активности мышц-антагонистов. Возникновение ошибок в двигательных действиях связано, по видимому, с невозможностью быстрого внесения коррекции в программу столь непродолжительного по времени эксперимента. Отсутствие систематической ошибки говорит о том, что в нервные центры поступает корректная информация с мышечных веретен и суставных рецепторов.

Таким образом, снижение точности воспроизведения скорости связано с изменением состояния мышц, а тот факт, что систематическая ошибка отсутствует, говорит о нормальном функционировании проприорецепторов.

На рисунке 3 представлены величины стандартных отклонений, имевшие место при воспроизведении амплитуды движений различной величины. В целом полученные результаты свидетельствовали об отсутствии статистически существенного влияния обоих видов нагрузки на показатели систематических и случайных ошибок воспроизведения заданной амплитуды движения. Если бы изменение функционального состояния мышц играло существенную роль для выполнения движения заданной амплитуды, следовало ожидать появления систематических ошибок разной направленности в зависимости от того, какая группа мышц получила предварительную нагрузку. Отсутствие таких изменений и лишь некоторое увеличение случайных ошибок говорит в пользу того, что локальное утомление не отразилось на суставной чувствительности. Увеличение разброса индивидуальных результатов воспроизведения свидетельствует об оптимальном процессе перепрограммирования движения с учётом нового состояния исполнительного аппарата.

Таким образом, результаты анализа кривых восстановления точности движений при воспроизведении скорости, усилий и амплитуды показали отсутствие сколь-нибудь выраженного влияния нагрузки. Графики, характеризующие восстановление точности движений после нагрузки, практически не отличались от тех, которые были получены для воспроизведения изучаемых характеристик без нагрузки. Статистический анализ влияния

предварительной утомляющей нагрузки на точность воспроизведения изучаемых характеристик (в частности, точность воспроизведения амплитуды движения) спустя 20 сек после ее окончания показал отсутствие сколь-нибудь существенной связи между ними. •

Рис. 3 Стандартные отклонения воспроизведения движений с различной амплитудой

Приведенные выше результаты свидетельствуют о том, что после предварительной окольной нагрузки в целом наблюдается некоторое снижение точности движений. Полого совпадения динамики точности и динамики восстановления энергетических ресурсов ри этом не отмечалось. Последнее может свидетельствовать либо об исчерпании энерге-ичсских ресурсов, что само по себе может влиять на саму возможность выполнения точ-ого движения, либо о том, что испытуемые в этом случае встречаются с незнакомыми ля них условиями, то есть, с отсутствием опыта работы на определённом уровне наличия иергоресурсов.

Проверка высказанных предположений осуществлялась в специально проведенном ормирующем (педагогическом) эксперименте по переносу тренированности при разных )риантах локальной нагрузки. При его проведении обследуемые осуществляли броски

теннисного мяча в цель до и после тренировки. Результаты, показанные испытуемыми всех трёх групп (см. раздел «Методика исследования») без предварительной тренировки, свидетельствовали о статистически существенном снижении точности после предварительной нагрузки. После определённого периода тренировки в группе, тренировавшейся в бросках без предварительной нагрузки, не наблюдалось переноса тренированности в точности бросков, которые выполнялись с нагрузкой как на группу мышц агонистов, так и на группу мышц антагонистов. Одновременно наблюдалось существенное повышение точности выполнения бросков (на 7%) в тех условиях, в которых испытуемые тренировались.

Группа, тренировавшаяся в бросках с предварительной нагрузкой на мышцы- аго-нисты, имела прирост точности в условиях тестирования без предварительной нагрузки лишь на 1%, тогда как в тех условиях, в которых она тренировалась - на 6%.

В группе испытуемых, тренировавшихся с предварительной нагрузкой на мышцы антагонисты, наблюдалась незначительная прибавка точности без предварительной нагрузки (1,5%). Также не наблюдалось существенных изменений точности в данной группе при тестировании с предварительной нагрузкой на мышцы агонисты. Однако, одновременно наблюдался значительный прирост в условиях тестирования, аналогичных условиям тренировки (на 8,7%).

В контексте полученных нами результатов попытаемся еще раз вернуться к сформулированным нами выше гипотезам относительно механизмов, определяющих точность выполняемых движений. Одна из них сводилась к тому, что точность движений лимитируется биохимическими факторами, среди которых определяющими являются те, которые либо расходуются в процессе интенсивной мышечной работы, либо, напротив, накапливаясь, приводят к развитию состояния утомления. Она может быть отнесена к группе так называемых гуморальных теорий утомления.

Вторая гипотеза связывает наблюдаемые рядом авторов изменения точности движений под влиянием нагрузки с рассогласованием в деятельности центральных механизмов, управляющих движением, отсутствием адекватных новым условиям функционирования моторных программ.

В доступной нам литературе практически не встречается работ, посвященных изучению локальной двигательной нагрузки на точность выполняемых движений, возможности переноса точности при смене двигательных программ. Новизна выполненного исследования значительно затрудняет развернутый анализ полученных результатов в контексте сведений, содержащихся в литературе, поскольку таковые просто отсутствуют.

Одно из наиболее очевидных предположений относительно возможных механизмов изменения точности движений под влиянием двигательной нагрузки (утомления) могло состоять в том, что определяющим при этом может являться накопление в мышечной ткани продуктов обмена, в частности, лактата. Однако проведенное нами сопоставление динамики концентрации лактата и динамики точности после нагрузки позволяет заключить, что концентрация лактата коррелирует лишь с изменением случайной компоненты точности. Изменение точности дальних бросков, по-видимому, связано с увеличением (или, напротив, снижением) концентрации других продуктов метаболизма.

Известно, что увеличение концентрации лактата связано с повышением в растворе концентрации ионов водорода, которые влияют на механизм мышечного сокращения и распространение электрического потенциала в мышечном волокне. Последнее может приводить к изменению состояния исполнительного аппарата в целом, которое требует корректировки программы двигательного действия для поддержания ее характеристик на заданном уровне. Такая корректировка может быть проведена отчасти на основе визуального контроля, однако, как оказалось, последний позволяет минимизировать лишь систематические ошибки точности движений, что не исключает необходимости выработки или поиска новой программы, соответствующей новым условиям, поскольку такой контроль не затрагивает случайной компоненты точности бросков.

Если предположить, что изменение точности связано с исчерпанием быстрых энергетических ресурсов (например, фосфорсодержащих соединений), то динамика восстановления показателей точности должна в определённой мере сочетаться с динамикой восста-ювления фосфорсодержащих высокоэнергетических соединений, например, АТФ и КФ.

На рисунке 4 приведены классические данные по восстановлению АТФ и КФ после шгрузки (Л.Хермансен, Д.Хальтман, 1972). Обращает на себя внимание тот факт, что КФ юсстанавливается значительно медленнее и к 20-й сек после нагрузки это восстановление оставляет не более 10-20% от исходного уровня, в то время как АТФ восстанавливается начительно быстрее. Анализ полученных нами результатов показывает, что скорость осстановления точности движений после предварительной утомляющей нагрузки гораз-,о ближе к скорости восстановления АТФ, чем КФ. Это даёт основание для предположе-ия о том, что изменение точности под влиянием локальной нагрузки в большей мере оп-еделяется исчерпанием АТФ, чем КФ или накоплением продуктов метаболизма.

Особого внимания заслуживает тот факт, что локальная нагрузка оказывает влия-ие на точность метаний, но не оказывает влияния на показатели скорости, усилия и ам-

плитуды. Сопоставление результатов влияния локальной нагрузки на воспроизведение силы, скорости и амплитуды (проведенное на основе анализа соответствующих аналити-

л

с; о Е £

2 -

1 -

ч

\

\

\

\

ч

>

>3 \

о

* о Чх

с

\

я

н

о

Ю

<9

а

АТФ

восстановление

1 2

время, мин

время, мин

Рис. 4. Снижение за время восстановления концентрации фосфагенов после субмаксимальной анаэробной работы до отказа (Л.Хермансен, Д.Хальтман, 1972)

ческих зависимостей) показало отсутствие сколь-нибудь существенного влияния величины нагрузки на эти характеристики движения. Есть основания полагать, что управление точностью движения в целом и таких его отдельных характеристик, как сила, скорость и амплитуда, осуществляется на основе привлечения различных центральных и периферических механизмов и должно быть отнесено к разным классам явлений.

Нами было показано, что локальная двигательная нагрузка связана с одинаковыми изменениями ощущений при воспроизведении амплитуды вне зависимости от её величины. При воспроизведении скорости зависимость носит значительно более сложный характер: при малых скоростях точность ощущения изменяется незначительно, а при больших влияние нагрузки весьма существенно. Что касается точности воспроизведения усилий, нами не выявлены сколь-нибудь существенные влияния нагрузки на оценивающие их показатели.

При выполнении сложнокоординированного движения, каковым является метание фотика, мы наблюдали изменение систематической ошибки, связанное со скоростью выброса снаряда, и не наблюдали изменений в показателях кучности (т.е., случайной ошиб-сн). Можно предположить, что это связано с изменением чувствительности аппаратов, шределяющих именно скорость движения, но не с ощущениями, определяющими распо-южение звеньев кинематической цепи.

Особого внимания заслуживает то обстоятельство, что одинаковые изменения точ-юсти наблюдаются как при нагрузке на агонисты, так и при нагрузке на антагонисты. Это озволяет думать, что тот и другой виды нагрузки создают условия, в которых двигатель-ая программа не адекватна состоянию мышечного аппарата.

Исследование переноса тренированности показало, что предварительная нагрузка в словиях отсутствия предварительных тренировок приводит к существенному снижению эчности двигательных действий. В группе, тренировавшейся в бросках теннисного мяча ез предварительной нагрузки, также не отмечалось переноса тренированности, посколь-у точность бросков после нагрузки как на мышцы-агонисты, так и на мышцы-агонисты также снижалась. Одновременно наблюдалось существенное повышение )чности выполнения бросков в тех условиях, в которых испытуемые тренировались, т.е., :з предварительной нагрузки. Группа, тренировавшаяся в бросках с предварительной 1грузкой на мышцы-антагонисты, также имела прирост точности только в аналогичных щовиях, а не в условиях предварительной нагрузки на мышцы-агонисты, т.е., только в х условиях, которые не отличались от тренировочных.

Таким образом, изучение влияние концентрации молочной кислоты (лактата) 1 периферической крови на точность движений показало, что ее увеличение в целом при водит к некоторому снижению целевой точности. Однако поскольку проведенное сопос тавление динамики концентрации лактата и динамики точности после нагрузки показа ло наличие взаимосвязи лишь с изменением случайной компоненты точности, было вы сказано предположение о том, что изменение точности дальних бросков в целом, по видимому, связано с увеличением (или, напротив, снижением) концентрации других продуктов метаболизма. Проведенное сопоставление динамики восстановления точности движений с динамикой восстановления фосфорсодержащих соединений, в частности АТФ и КФ, показало, что изменение точности под влиянием локальной нагрузки в большей мере определяется исчерпанием АТФ, чем КФ. Поскольку точность движений сохранялась на высоком уровне даже после существенных предварительных (утомляющих) нагрузках, но только в условиях, аналогичных тренировочным, нами выдвинута гипотеза о том, что основным фактором, определяющим изменение точности движений после физической нагрузки, является не общее утомление, а неадекватность функционального состояния исполнителя ранее выработанной двигательной программе. Это позволяет говорить о том, что воспроизведение отработанных моторных программ и новых принадлежат к равным классам двигательных заданий и связаны с различными центральными механизмами управления движением. Точность воспроизведения двигательной программы, по-видимому, зависит главным образом от состояния сенсорных систем, в частности, от текущего состояния рецепторов (суставных, сухожильных), которое существенно не изменяется после локальной двигательной нагрузки. При выполнении сложнокоординирован-ных движений, реализация которых предполагают участие зрительной системы и соответствующих обратных связей, задействованы более сложные механизмы управления. Если при воспроизведении программа будущего движения задаётся строго определённым положением, которое испытуемый имеет возможность сопоставить с последующими действиями, уже имея предварительный опыт в виде первой попытки, то он имеет возможность вносить соответствующие коррекции с учётом состояния мышечного аппарата. В тех случаях, когда программа будущего действия строится только на основе обратной зрительной афферентации, может возникать несоответствие между зрительным восприятием и состоянием мышечного аппарата, т.е., эта двигательная программа не адекватна текущему состоянию двигательного аппарата. Соответствие восстанавливается и наблюдается существенное повышение точности движения, когда восстановление фосфорсодержащих ком-

понентов в мышечной ткани сопряжено с реализацией ранее выработанного движения в тех же условиях, в которых оно формировалось в процессе тренировок.

ВЫВОДЫ

1. Разработана экспериментальная модель, позволяющая исследовать изменение точности движений и параметры его отдельных характеристик (амплитуды, скорости, усилия) после локальных и общих физических нагрузок.

2. Выявлено специфическое влияние локального мышечного утомления на точ-юсть метаний с навесной траекторией. Показано, что появление систематических оши->ок при метании имеет место только в латеральном направлении и не влияет на показате-14 кучности в первые 20 с восстановления после нагрузки.

3. Показано, что скорость восстановления точности движений после предваритель-:ой утомляющей нагрузки коррелирует со скоростью восстановления АТФ в работающих [ыпщах, а не креатинфосфата.

4. Наличие статистически значимой связи концентрации лактата в периферической рови со случайной ошибкой при выполнении точных движений после нагрузки и отсут-гиие связи с систематической указывает на то, что концентрация лактата не является актором, определяющим точность метания.

5. Изменение точности движений после локального мышечного утомления проявится как в тех случаях, когда нагрузке подвергались мышцы-агонисты, так и в тех слу-!ях, когда нагрузка была направлена на мышцы-антагонисты. Это свидетельствует о 'ществснной роли мышц-антагонистов в управлении точностью выполняемых движений.

6. Экспериментально показано отсутствие статистически значимого влияния вели-1ны локальной мышечной нагрузки на воспроизведение силы, скорости и амплитуды шжений. Последнее указывает на то, что управление точностью движения в целом и его дельными характеристиками осуществляется на основе привлечения различных цен-альных и периферических механизмов.

7. Анализ динамики восстановления точности воспроизведения усилий, скорости и плитуды движения после локального мышечного утомления свидетельствует об отсут-зии существенного влиянии утомления на функциональные свойства кинестетического ализатора.

8. При тренировке метаний с дополнительной мышечной нагрузкой локальногс характера повышение точности выполнения движений наблюдается только в тех же условий, в которых проходила его тренировка. При изменении условий реализации движения переноса тренированности не наблюдается.

9. Отсутствие значимой взаимосвязи всех компонентов точности выполнения движения с биохимическими изменениями в исполнительных органах и величиной нагрузки указывает на то, что определяющим является наличие отработанных программ управления движением и их адекватность условиям его реализации, в частности, состоянию исполнительных органов.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

1. Состояние исполнительного аппарата как фактор, определяющий точность целевого программируемого двигательного действия. Теория и профилактика физической культуры. Из-во кубанской гос. Академии физической культуры, 1994, N1, С. 27-30.( со-авт. 1 оломазов C.B., Кадри М.М., Селуянов В.Н., Шейх М.)

2. Influence du caractere de la change physique et de la distance sur la precision du Tir en appui en Handball en tant qu'action motrice. Institut Supérieur du Sport et de 1' education physique. Tunis, 1994. p. 37-44.

3. Introduction a la méthodologie de recherche. Brochure a lintention des étudiants en E.P.S., ISSEP de 1996. 7 p.

4. Le questionnaire. Methodologie de recherche. Tunis, 1997. 2 p.

5. L' échantillonnage. Methodologie de recherche. Tunis, 1997. 2 p.

Печ. лист. 1. Формат 60*84/16. Заказ № 46. Тираж 100 экз. Подписано в печать 20.05.99, Сдано в набор 20.05.99,Бумага офсстная. Гарнитура «Тайме», печать офсетная. Компьютерный набор и верстка. Издательско-полиграфический комплекс БИОС РГУ 3440У1, г.Росгов-на-Дону, ул. Зорге 28/2, переход 3-4 этажей, телефон: 22-38-45 (7 линия)

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Кадри, Мухамед Мондер, Ростов-на-Дону

РОССИЙСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ

На правах рукописи

КАДРИ МУХАМЕД МОНДЕР

ВЛИЯНИЕ ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ АНАБОЛИЧЕСКОЙ НАПРАВЛЕННОСТИ НА ТОЧНОСТЬ ДВИГАТЕЛЬНЫХ ДЕЙСТВИЙ

03.00.13 - физиология человека и животных Диссертация

на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель - д.п.н., проф. С.В.Голомазов Научный консультант-д.б.н., проф. В.И.Тхоревский

Ростов-на-Дону

ОГЛАВЛЕН ИЕ

ВВЕДЕНИЕ ......................................................................................... 4

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ................................................................ 8

1.1. Проблема утомления при мышечной работе................................... 8

1.1.1. К определению понятия «утомление».............................. 8

1.1.2. Механизмы и теории утомления................................... 16

1.1.3. Стадии утомления.....................................................29

1.1.4. Биохимические и нейрофизиологические процессы

при мышечной работе.............................................. 32

1.2. Проблема утомления в спортивной физиологии .............................. 37

1.2.1 Утомление при мышечной работе ....................................37

1.2.2. Изменение электрической активности мышц

при утомлении.......................................................... 39

1.2.3. Энергообмен и работоспособность при предельной интенсивности работы................................................ 44

1.2.4. Влияние нагрузки на точность движений......................... 45

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ................................................. 50

2.1. Организация исследования...................................................... 50

2.2. Испытуемые......................................................................... 50

2.3. Методика проведения эксперимента.......................................... 50

2.3.1. Методика исследования влияния локальной нагрузки

на точность двигательных действий.............................. 51

2.3.2. Методика исследования переноса тренированности......... 53

2.4. Методика проведения биохимического анализа крови................... 58

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.............................................. 59

3.1. Интегральная оценка выполняемых движений............................... 59

3.2. Влияние физической нагрузки анаэробно-гликолитической направленности на точность метаний............................................59

3.3. Взаимосвязь локальной нагрузки и точности двигательных

действий........................................................................... 65

3.4. Динамика восстановления точности метания после утомляющей нагрузки............................................................................ 70

3.5. Влияние локальной нагрузки на точность воспроизведения

усилий разной величины....................................................... 75

3.6. Влияние локальной нагрузки на точность воспроизведения

скорости........................................................................... 81

3.7. Влияние локального утомления на воспроизведение амплитуды разной величины................................................................. 88

3.8. Сравнительный анализ динамики восстановления точности движений при воспроизведении скорости, усилий и амплитуды .... 92

3.9. Перенос тренированности точности двигательного действия

при различных вариантах локальной нагрузки.......................... 96

ГЛАВА 4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ....................... 98

ВЫВОДЫ..........................................................................................104

Список литературы..............................................................................106

ВВЕДЕНИЕ

Значительная часть бытовых, трудовых и спортивных двигательных действий, выполняемых человеком, предполагает необходимую степень точности их реализации, которая, с одной стороны, во многих случаях является основным показателем эффективности, а с другой, определяется целым комплексом причин. Одной из них является физическая нагрузка и развитие связанного с ней состояния физического утомления.

С теоретической точки зрения характер влияния физической нагрузки на целевую точность представляет интерес как минимум в двух аспектах. С одной стороны, до настоящего времени не выявлены основные механизмы, определяющие изменения точности движений на фоне развивающегося утомления, с другой стороны, имеются достаточно веские основания считать, что даже значительная физическая нагрузка не обязательно сопряжена со снижением эффективности движений, в частности, их точностных характеристик.

Одним из наиболее важных направлений в теории утомления является изучение влияния биохимических сдвигов в двигательном аппарате на эффективность движения. Известно, что интенсивная двигательная деятельность, характерная, например, для спорта, наиболее часто связана со значительными биохимическими изменениями в двигательном аппарате. С другой стороны, наряду с биохимическими изменениями в исполнительных органах (мышцы), утомление может быть связано с центральными нервными процессами, роль которых в формировании движений, особенно целевых, чрезвычайно велика. В последнем случае утомление может быть связано как с биохимическими изменениями в мышечной ткани и нервно-мышечных соединениях, так и с реорганизацией внутрицентральных связей, неоптимальной для высокоэффективной двигательной активности. Более того, даже при отсутствии сколь-нибудь существенной реорганизации внутрицентральных взаимодействий изменение состояния мышечного аппарата вследствие развития в нем неблагоприятных биохимических изменений может сделать ранее адекватную двигательную программу малоэффективной в новых условиях ее реализации. Практически отсутствие детальных экспериментальных исследований в этой области, с одной стороны, определяется значительными методическими трудностями, а с другой делает чрезвычайно важной любую попытку, предпринимаемую в этом направлении.

Цель и задачи исследования. Проблема влияния физической нагрузки на эффективность двигательных действий человека является актуальной как в теоретическом, так и в прикладном аспектах, затрагивает различные области его деятельности. Одним из наиболее перспективных направлений исследования этой проблемы является изучение влияния биохимических изменений, происходящих в организме человека, на точность движения. При этом точность движений должна оцениваться с точки зрения их временных, пространственных и силовых характеристик, каждая из которых может иметь собственную детерминацию.

Учитывая это, целью работы было определение влияния общей и локальной интенсивной физической нагрузки и связанных с ней биохимических изменений на точность двигательных действий.

Для реализации поставленной цели были сформулированы следующие задачи исследования:

1. Определить влияние локального мышечного утомления на точность движений человека в период восстановления.

2. Выяснить влияние концентрации продуктов анаболизма на точность двигательных действий.

3. Установить аналитическую зависимость точности реализации различных двигательных задач от характера и величины локальной двигательной нагрузки,

4. Определить возможность переноса тренированности точности движений при различном характере локальной нагрузки.

В качестве рабочей гипотезы было выдвинуто предположение о том, что изменение точности двигательных действий под влиянием физической нагрузки может быть сопряжено с изменениями как центрального (программного), так и периферического (исполнительного) характера, что должно привести к появлению ошибок разного рода в точности движений. В первом случае (изменения программного характера) должны возникать систематические ошибки, а во втором (изменения в исполнительном органе - мышце) - случайные. Их изучение требует соответствующей организации экспериментов. Кроме того, изменение эффективности движения под влиянием нагрузки может быть связано или не связано с величиной предъявляемого стимула, что потребовало учета при анализе стимула различных динамических и кинематических характеристик.

Научная новизна результатов исследования. Впервые проведены исследования, позволяющие сопоставить биохимические изменения в организме человека и точность двигательных действий после физической нагрузки. Впервые проведено исследование изменений отдельных характеристик движения под влиянием общей и локальной физической нагрузки. Проанализировано влияние локальной физической нагрузки на точность двигательных действий при различных вариантах тренировки. Впервые изучено влияние локальной двигательной нагрузки на изменение отдельных характеристик точности - амплитуды, скорости, усилия.

Экспериментально показано, что увеличение концентрации лактата приводит к снижению целевой точности выполняемых движений, однако только ее случайной, но не систематической компоненты. Показано, что скорость восстановления точности движений после предварительной утомляющей нагрузки ближе к скорости восстановления АТФ, чем КФ, на основании чего сделан вывод о том, что изменение точности под влиянием локальной нагрузки в большей мере определяется исчерпанием АТФ, чем КФ или накоплением продуктов метаболизма (лактата). Экспериментально показано, что изменения точности после нагрузки не затрагивают ее отдельных характеристик (амплитуды, скорости, усилия), на основании чего сформулирована гипотеза о том, что управление этими двумя классами явлений осуществляется на основе привлечения различных центральных и периферических механизмов.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Точность выполнения движения, а также его отдельных характеристик (амплитуды, скорости, усилия) полностью не определяется исчерпанием в работающем органе энергетических продуктов (АТФ, КФ), а также накоплением продуктов обмена (лактата) в широком диапазоне утомляющих нагрузок.

2. Управление точностью движения в целом и его отдельными характеристиками осуществляется на основе различных центральных и периферических механизмов.

3. Точность реализации отработанных движений определяется адекватностью тренировочным условий их реализации и соответствием двигательной программы функциональному состоянию исполнительных органов.

Теоретическое и практическое значение работы. На основании полученных экспериментальных результатов, свидетельствующих об отсутствия выраженного

6

влияния нагрузки на основные компоненты точности двигательных действий при сохранении условий, аналогичных тренировочным, выдвинута гипотеза о том, что основными факторами, определяющими изменение точности движений после физической нагрузки, являются не биохимические изменения в исполнительном аппарате, а неадекватность его функционального состояния ранее выработанной двигательной программе. Наличие знаний об особенностях изменения точности под влиянием физической нагрузки, а также характера переноса тренированности, позволит более целенаправленно планировать физическую нагрузку при обучении и тренировке сложнокоординированным двигательным действиям, что определяет практическую значимость работы.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на заседаниях Ученого совета Российской государственной Академии физической культуры (г. Москва, 1995 г.), на конференции по вопросам физической культуры и спорта (г.Краснодар, 1994 г.), на заседании лаборатории «Нейрофизиологические механизмы психической деятельности» НИИ нейрокибернетики им. А.Б.Когана Ростовского госуниверситета (Ростов-на-Дону, 1998 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 статей.

ГЛАВА 1.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. ПРОБЛЕМА УТОМЛЕНИЯ ПРИ МЫШЕЧНОЙ РАБОТЕ 1.1.1. К ОПРЕДЕЛЕНИЮ ПОНЯТИЯ «УТОМЛЕНИЕ»

Анализ современных и существовавших в прошлые годы представлений о механизмах утомления чрезвычайно важно предварить рассмотрением имеющихся в литературе определений этого термина. Прежде всего, потому, что разными авторами их насчитывается несколько сот, что чрезвычайно затрудняет анализ проблемы в целом. При анализе большинства существующих определений прежде всего бросается в глаза их описательный характер. Чаще всего под ним подразумевали состояние организма, которое выражалось в снижении работоспособности, появлении усталости в результате проделанной работы. По А.А.Ухтомскому (1934), важным критерием утомления является снижение эффективности регуляции функций. Он характеризовал утомление как "упадок деятельности после более или менее длительной работы". Он отмечал также и более общие проявления утомления, такие как увеличение числа ошибок как результат расстройства координации, неспособности к усвоению и созданию полезных (новых) навыков, расстройство старых автоматических навыков.

В Большой Советской Энциклопедии утомление определяется как совокупность изменений в физическом и психическом состоянии человека и животного, развивающихся в результате деятельности и ведущих к временному снижению ее эффективности. Субъективное ощущение утомления называется усталостью.

Развернутое определение термина дает В.В.Розенблат в своей книге "Проблемы утомления" (1961). Утомление - это вызванное интенсивной или длительной работой временное уменьшение работоспособности, выражающееся в снижении количественных и качественных показателей и в ухудшении координации рабочих функций.

В.И.Медведев (1977) определяет утомление как совокупность изменений в физическом и психическом состоянии человека и животного, развивающихся в результате деятельности и ведущих к временному снижению ее эффективности.

Ж.Шеррер (1973) подчеркивает, что утомление приводит к снижению работоспособности либо к уменьшению экономичности функций организма, снижению полезного действия при сохранении относительно высокого уровня работоспособности.

Я.М.Коц (1986) рассматривает процесс утомления как совокупность изменений, происходящих в различных органах, системах и организме в целом в период выполнения физической работы и приводящих к невозможности ее продолжения.

Многие ученые особо выделяют тот факт, что при утомлении отмечается увеличение энергетических затрат на единицу произведенной работы как следствие повышения физиологической стоимости работы (В.В.Розенблат, 1961, 1975, 1983, В.М.Волков, А.В.Ромашов, 1972, В.В.Михайлов с соавт., 1972, Р.Азйгапё, 1972 и др.).

Н.Н.Яковлев (1983) считает, что утомление - это состояние организма, возникающее вследствие напряженной или длительной деятельности. Оно характеризуется снижением работоспособности и субъективно воспринимается человеком как чувство местной ("устала" рука) или общей усталости. Это определение, по мнению Н.Н.Яковлева, имеет два существенных момента: во-первых, утомление может возникнуть после относительно кратковременной напряженной работы (развивается быстро); во-вторых, утомление может возникнуть и от длительной работы (развивается медленно). Утомление, отмечает Н.Н.Яковлев, это целостная реакция организма, развивающаяся при ведущей и интегрирующей роли центральной нервной системы. При этом, чем тяжелее работа, тем большее значение приобретают изменения, происходящие в работающих мышцах. Утомление и усталость, по мнению Н.Н.Яковлева, не одно и то же: утомление - процесс объективный, а усталость - субъективное восприятие утомления. Чувства усталости и утомления являются защитной реакцией организма, предохраняющей его от чрезмерных степеней функционального истощения, опасных для жизни.

Н.В.Зимкин (1984) считает, что в настоящее время утомлению можно дать лишь общее определение. По его мнению, утомление - это состояние организма, возникающее в результате деятельности, и проявляющееся возникновением чувства усталости, дискоординацией (нарушением оптимальных соотношений физиологических и биохимических функций в структуре функциональных систем) и

9

во многих случаях сопровождается снижением эффективности работы. Определить момент возникновения предутомления бывает трудно, тем более, что он при разных видах деятельности различен.

Определение утомления как временного снижения работоспособности, наступающего в результате работы, является неполным (М.Я.Горкин, В.Д.Моногаров, 1966). Подчеркивается, что в конце периода устойчивой работоспособности наблюдается момент своеобразных "ножниц", когда работоспособность удерживается на постоянном уровне, а ряд физиологических функций резко усиливается. Это характеризует начальную фазу утомления. Этот период работы был назван компенсированным утомлением. При продолжении работы даже повышенная деятельность систем организма не может обеспечить устойчивой работоспособности, которая довольно быстро снижается. Этот период был назван декомпенсированным утомлением.

А.Н.Крестовников (1951) понимал под утомлением "снижение работоспособности как целого организма, так и его отдельных систем". Он полагал, что при рассмотрении признаков утомления можно говорить "о преимущественном утомлении либо центральной нервной системы, либо мышечной, сердечно-сосудистой и дыхательной систем и, наконец, об утомлении всего организма". А.Н.Крестовников подчеркивал, что организм - цельная динамическая система и изменения, наступающие в одной из систем, влияют на весь органи