Утомление мышц. Причины утомления изолированной мышцы, нервно-мышечного препарата, утомления в естественных условиях. Утомление нерва
Утомление мышц. Причины утомления изолированной мышцы, нервно-мышечного препарата, утомления в естественных условиях
Утомлениемназывается временное понижение работоспособности клетки, органа или целого организма, наступающее в результате работы и исчезающее после отдыха.
Если длительно раздражать ритмическими электрическими стимулами изолированную мышцу, к которой подвешен груз, то амплитуда ее сокращений постепенно убывает, пока не дойдет до нуля. Полученная таким образом кривая называется кривой утомления.
Наряду с изменением амплитуды сокращения при утомлении нарастает латентный период сокращения и увеличиваются пороги раздражения и хронаксия, то есть понижается возбудимость. Эти изменение возникают не сразу после работы, а спустя некоторое время, в течение которого наблюдается увеличение амплитуды одиночных сокращений мышцы. Этот период называется периодом врабатывания. При дальнейшем длительном раздражении развивается утомление мышечных волокон.
Понижение работоспособности изолированной из организма мышцы при ее длительном раздражении обусловлено двумя основными причинами: первой из них является то, что во время сокращений в мышце накапливаются продукты обмена веществ (в частности, молочная, фосфорная кислоты и т. д.), оказывающие угнетающее влияние на работоспособность мышцы. Часть этих продуктов, а также ионы калия диффундируют из волокон наружу в околоклеточное пространство и оказывают угнетающее влияние на способность возбудимой мембраны генерировать потенциалы действия.
Если изолированную мышцу, помещенную в раствор Рингера, довести длительным раздражением до полного утомления, то достаточно только сменить омывающую ее жидкость, чтобы восстановить сокращения мышцы.
Другой причиной развития утомления изолированной мышцы является постепенное истощение в ней энергетический запасов. При длительной работе изолированной мышцы происходит резкое уменьшение запасов гликогена, вследствие чего нарушаются процессы ресинтеза АТФ и креатинфосфата, необходимых для осуществления сокращения.
Утомление нервно-мышечного препарата обусловлено следующими причинами. При длительном раздражении нерва нарушение нервно-мышечной передачи развивается задолго до того, как мышца, а тем более нерв в силу утомления утрачивает способность к проведению возбуждения. Объясняется это тем, что в нервных окончаниях при длительном раздражении уменьшается запас "заготовленного" медиатора. Поэтому порции ацетилхолина, выделяющиеся в синапсах в ответ на каждый импульс, уменьшаются и постсинаптические потенциалы снижаются до подпороговых величин.
Наряду с этим при длительном раздражении нерва происходит постепенное понижение чувствительности постсинаптической мембраны мышечного волокна к ацетилхолину. В результате уменьшается величина потенциалов концевой пластинки. Когда их амплитуда падает ниже некоторого критического уровня, возникновение потенциалов действия в мышечном волокне прекращается. По этим причинам синапсы быстрее утомляются, чем нервные волокна и мышцы.
Следует отметить, что нервные волокна обладают относительной неутомляемостью. Впервые Н.Е. Введенский показал, что нерв в атмосфере воздуха сохраняет способность к проведению возбуждений даже при многочасовом непрерывном раздражении (около 8 часов).
Относительная неутомляемость нерва отчасти зависит от того, что нерв тратит при своем возбуждении сравнительно мало энергии. Благодаря этому процессы ресинтеза в нерве в состоянии покрывать его относительно малые расходы при возбуждении даже в том случае, если это возбуждение длится много часов.
Необходимо отметить, что утомление изолированной скелетной мышцы при ее прямом раздражении является лабораторным феноменом. В естественных условиях утомление двигательного аппарата при длительной работе развивается более сложно и зависит от большего числа факторов.
1. В организме мышца непрерывно снабжается кровью, и, следовательно, получает с ней определенное количество питательных веществ (глюкоза, аминокислоты) и освобождается от продуктов обмена, нарушающих нормальную жизнедеятельность мышечных волокон.
2. В целом организме утомление зависит не только от процессов в мышце, но и от процессов, развивающихся в нервной системе, участвующих в управление двигательной деятельностью.
Так, например, утомление сопровождается дискоординацией движений, возбуждением многих мышц, которые не участвуют в совершении работы.
studfiles.net
Восстановление и нервная система. ч.-1 | Полезности | Do4a.com
Каждый слышал о многовековой аксиоме бодибилдинга: «Ваши мышцы не растут, когда вы тренируетесь, они растут во время отдыха», или «Если вы недотренировываетесь, ваш прогресс будет очень медленным, но если вы перетренировываетесь, ваш прогресс будет нулевым». Распространённым объяснением важности восстановления является то, что если вы тренируетесь слишком часто, вы просто не даёте своим мышцам достаточно времени, чтобы полностью восстановиться. В некотором смысле, так оно и есть, однако, способность отдельных мышечных волокон восстанавливаться – это не всё, что входит в процесс, который люди называют восстановлением. Это верно в том случае, когда вы тренируетесь используя сплиты на отдельные части тела, как это делает большинство бодибилдеров. Чтобы проиллюстрировать относительную незначительность мышечного восстановления, давайте представим марафонца, который ежедневно пробегает 10 миль. Конкурентные пловцы будут регулярно плавать 2 и более часов в день. Культуристы перед соревнованиями будут 6 дней в неделю по 45 минут заниматься кардио. Как вы понимаете, это и есть различный объём нагрузки на отдельные группы мышц.
Можно подумать, что была значительная усталость, индуцированная в мышцах, после выполнения 4500+ последовательных беспрерывных повторений в течение 45 минут на беговой дорожке, климбере или эллиптическом тренажёре. Тогда почему же эти люди могут без всяких проблем делать кардио, а только 30 повторений или около того при умеренно тяжёлой тренировке с весом на отдельные части тела может потребовать восстановления около недели? Итак, одной из главных причин является то, что такие тренировки, как бодибилдерские, сильно задействуют нервную систему. Многие культуристы уделяют значительное внимание восстановлению, но лично я считаю, что большинству следует уделять большее внимание нервной системе и её влиянию на восстановление.
Что такое нервная система?
Я не собираюсь распыляться громкими научными терминами о нервной системе и о том, за что она отвечает. Что вам действительно следует знать, так это то, что ваша нервная система включает в себя мозг, спинной мозг и соединяется с вашими мышцами с помощью периферической нервной системы. Таким образом, центральная нервная система управляет вашими мышцами. Когда вы напрягаете мышцы, посылается сигнал в мозг и спинной мозг, где они в конечном итоге подключаются к отдельным блокам мышечной моторики через то, что называется нервно-мышечными соединениями. Ваши мышцы получают этот сигнал, концентрируются и таким образом происходит напряжение. В действительности, это просто.
Нервная усталость
Возможно это вас удивит, но нервная система может устать. Эта усталость имеет первостепенное значение с точки зрения тренировок. Нервная усталость может исходить как из центральной нервной системы, («мозга» - коры головного мозга, мозжечка и др.) или местных нервов (нервных синапсов), которые соединяют мышцы с нервной системой. Усталость центральной нервной системы, по-видимому, в основном вызвана действием различных факторов стресса (в том числе и тренировками) под действием нейротрансмиттеров и гормонов в головном мозге, таких как дофамин, серотонин, адреналин и кортизол. В действительности, любой тип стресса может повлиять на восстановление нервной системы, включая недосып, вечеринки, а также использование стимуляторов.
Когда центральная нервная система устаёт, это негативно сказывается на силе и функционировании многих основных мышечных групп, так как батарея, которая запускает мышцы, села. Мало того, что вы чувствуете себя немного разбитыми, управление, функции и выносливость ваших мышц ста
do4a.com
Утомление мышц. Причины утомления изолированной мышцы, нервно-мышечного препарата, утомления в естественных условиях
Утомлениемназывается временное понижение работоспособности клетки, органа или целого организма, наступающее в результате работы и исчезающее после отдыха.
Если длительно раздражать ритмическими электрическими стимулами изолированную мышцу, к которой подвешен груз, то амплитуда ее сокращений постепенно убывает, пока не дойдет до нуля. Полученная таким образом кривая называется кривой утомления.
Наряду с изменением амплитуды сокращения при утомлении нарастает латентный период сокращения и увеличиваются пороги раздражения и хронаксия, то есть понижается возбудимость. Эти изменение возникают не сразу после работы, а спустя некоторое время, в течение которого наблюдается увеличение амплитуды одиночных сокращений мышцы. Этот период называется периодом врабатывания. При дальнейшем длительном раздражении развивается утомление мышечных волокон.
Понижение работоспособности изолированной из организма мышцы при ее длительном раздражении обусловлено двумя основными причинами: первой из них является то, что во время сокращений в мышце накапливаются продукты обмена веществ (в частности, молочная, фосфорная кислоты и т. д.), оказывающие угнетающее влияние на работоспособность мышцы. Часть этих продуктов, а также ионы калия диффундируют из волокон наружу в околоклеточное пространство и оказывают угнетающее влияние на способность возбудимой мембраны генерировать потенциалы действия.
Если изолированную мышцу, помещенную в раствор Рингера, довести длительным раздражением до полного утомления, то достаточно только сменить омывающую ее жидкость, чтобы восстановить сокращения мышцы.
Другой причиной развития утомления изолированной мышцы является постепенное истощение в ней энергетический запасов. При длительной работе изолированной мышцы происходит резкое уменьшение запасов гликогена, вследствие чего нарушаются процессы ресинтеза АТФ и креатинфосфата, необходимых для осуществления сокращения.
Утомление нервно-мышечного препарата обусловлено следующими причинами. При длительном раздражении нерва нарушение нервно-мышечной передачи развивается задолго до того, как мышца, а тем более нерв в силу утомления утрачивает способность к проведению возбуждения. Объясняется это тем, что в нервных окончаниях при длительном раздражении уменьшается запас "заготовленного" медиатора. Поэтому порции ацетилхолина, выделяющиеся в синапсах в ответ на каждый импульс, уменьшаются и постсинаптические потенциалы снижаются до подпороговых величин.
Наряду с этим при длительном раздражении нерва происходит постепенное понижение чувствительности постсинаптической мембраны мышечного волокна к ацетилхолину. В результате уменьшается величина потенциалов концевой пластинки. Когда их амплитуда падает ниже некоторого критического уровня, возникновение потенциалов действия в мышечном волокне прекращается. По этим причинам синапсы быстрее утомляются, чем нервные волокна и мышцы.
Следует отметить, что нервные волокна обладают относительной неутомляемостью. Впервые Н.Е. Введенский показал, что нерв в атмосфере воздуха сохраняет способность к проведению возбуждений даже при многочасовом непрерывном раздражении (около 8 часов).
Относительная неутомляемость нерва отчасти зависит от того, что нерв тратит при своем возбуждении сравнительно мало энергии. Благодаря этому процессы ресинтеза в нерве в состоянии покрывать его относительно малые расходы при возбуждении даже в том случае, если это возбуждение длится много часов.
Необходимо отметить, что утомление изолированной скелетной мышцы при ее прямом раздражении является лабораторным феноменом. В естественных условиях утомление двигательного аппарата при длительной работе развивается более сложно и зависит от большего числа факторов.
1. В организме мышца непрерывно снабжается кровью, и, следовательно, получает с ней определенное количество питательных веществ (глюкоза, аминокислоты) и освобождается от продуктов обмена, нарушающих нормальную жизнедеятельность мышечных волокон.
2. В целом организме утомление зависит не только от процессов в мышце, но и от процессов, развивающихся в нервной системе, участвующих в управление двигательной деятельностью.
Так, например, утомление сопровождается дискоординацией движений, возбуждением многих мышц, которые не участвуют в совершении работы.
studfiles.net
7. Тонус нервного центра
Тонус нервного центра — состояние некоторого уровня активности нейронов, обеспечивающей их готовность к рефлекторной деятельности и проявляющейся в постоянной эфферентной импульсации низкой частоты к органам-эффекторам. Тонус нервных центров обусловлен небольшим уровнем афферентных сигналов от различных рецептивных полей (т.е. имеет рефлекторную природу), а также действием на нейроны метаболитов и других гуморальных раздражителей из клеточной микросреды. Проявлением тонуса нервных центров является спонтанная электрическая активность нейронов и некоторая фоновая активность эффекторов, например, тонус скелетной мускулатуры, гладких мышц сосудов и т.п.;
8. Пластичность нервных центров
Пластичность нервных центров — способность перестраивать функциональные свойства для более эффективной регуляции функций, осуществления новых, ранее несвойственных этому центру рефлексов или восстановления функций после повреждения части нейронов центра. Пластичность обеспечивает изменение эффективности и направленности связей между нервными клетками, является рабочим механизмом обучения. В основе пластичности лежат функциональные особенности синапсов и мембран нейронов («тренировка» синапсов, посттетаническая потенциация, периодичность функционирования синапсов и нейронов, пространственная и временная суммация постсинаптических потенциалов), а также наличие многочисленных дублирующих систем нейронов и нервных волокон;
9. Утомление нервных центров
Утомление нервных центров — снижение эффективности их деятельности в виде повышения порогов возбуждения, связанное с утомлением синапсов и метаболическими сдвигами типа энергетического истощения в нервных клетках. Утомление формируеся при чрезмерной продолжительности действия раздражителей или их интенсивности, напряженном умственном труде или физической работе.
studfiles.net
Ж) Утомление нервных центров
В отличие от нервных волокон нервные центры легкоутомляемы. Утомление нервного центра проявляется в постепенном снижении и в конечном итоге полном прекращении рефлекторного ответа при продолжительном раздражении афферентных нервных волокон.
Утомление нервных центров связано прежде всего с нарушением передачи возбуждения в межнейронных синапсах. Такое нарушение может быть обусловлено резким уменьшением запасов синтезированного медиатора в нервных окончаниях, уменьшением чувствительности к медиатору постсинаптической мембраны нервной клетки, уменьшением ее энергетических ресурсов.
Не все рефлекторные акты в равной мере и с одинаковой быстротой приводят к развитию утомления. Некоторые рефлексы в течение длительного времени могут протекать, не сопровождаясь развитием утомления. К таким рефлексам относятся, например, проприоцептивные тонические рефлексы, при которых происходит длительное поддержание мышечного тонуса.
З) Рефлекторный тонус нервных центров
Электрофизиологические исследования показывают, что не только при осуществлении того или иного рефлекса, но и в состоянии относительного покоя из нервных центров на периферию к соответствующим органам и тканям поступают разряды нервных импульсов.
Различие состоит лишь в том, что при осуществлении рефлекторной реакции на раздражение эти разряды имеют большую частоту (например, в двигательных нервных волокнах при сильных произвольных движениях— от 50 до 100 импульсов в секунду) и посылаются более или менее одновременно по большому числу эфферентных волокон, а в покое частота разрядов и число одновременно работающих единиц очень малы.
Редкие импульсы, непрерывно, поступающие из нервных центров на периферию, обусловливают тонус скелетных мышц, тонус гладких мышц кишечника, сосудистый тонус.
Такое постоянное возбуждение нервных центров носит название тонуса нервных центров. В его поддержании участвуют как афферентные импульсы, поступающие непрерывно от периферических рецепторов в центральную нервную систему, так и различные гуморальные раздражители (гормоны, СО2 и др.).
Зависимость функции нервных центров от снабжения их кислородом
Нервные клетки отличаются интенсивным обменом веществ и потреблением кислорода. Так, 100 г ткани головного мезга собаки потребляют кислорода в 22 раза больше, чем 100 г мышечной ткани, находящейся в покое, и в 10 раз больше, чем 100 г печени. Мозг человека поглощает приблизительно 40—50 мл кислорода в минуту, что составляет примерно одну восьмую всего количества кислорода, потребляемого телом в состоянии покоя.
Потребляя большие количества кислорода, нервные клетки высокочувствительны к его недостатку. Поэтому уменьшение доставки кислорода к центральной нервной системе быстро влечет за собой нарушения ее функций. Этим объясняется тот факт, что полное или частичное прекращение кровообращения мозга (например, при тромбозе или разрыве кровеносного сосуда) ведет к тяжелым расстройствам деятельности нервной системы и к гибели нервных элементов. Даже кратковременная остановка мозгового кровообращения или кратковременное резкое падение давления в кровеносных сосудах головного мозга вызывает у человека немедленную потерю сознания. Особенно сильно страдают в случае прекращения кровоснабжения клетки коры больших полушарий головного мозга: уже через 5—6 минут они подвергаются необратимым изменениям и погибают. Центры ствола мозга менее чувствительны к недостатку кислорода: их функция восстанавливается даже после 15—20 минут полного прекращения кровообращения. Центры спинного мозга еще более выносливы: их функция может восстанавливаться даже через 20—30 минут после полного прекращения притока к ним крови.
При гипотермии, т е. искусственном понижении температуры тела, когда снижается обмен веществ организма, центральная нервная система дольше переносит недостаток кислорода.
Координация рефлекторных процессов
Каждый рефлекс представляет собой реакцию всей центральной нервной системы, зависит от ее состояния в данный момент и от всей совокупности межцентральных соотношений и взаимодействий. Взаимодействие нейронов, а следовательно, и нервных процессов в центральной нервной системе, обеспечивающее ее согласованную деятельность, носит название координации.
Установлен ряд общих закономерностей — принципов координации.
А) Конвергенция
Импульсы, приходящие в центральную нервную систему по различным афферентным волокнам, могут сходиться (конвергировать)к одним и тем же промежуточным и эффекторным нейронам. Этот факт лег в основу принципа конвергенции, установленного Шеррингтоном. Конвергенция нервных импульсов объясняется тем, что на теле и дендритах каждого нейрона в центральной нервной системе оканчиваются аксоны множества других нервных клеток. В спинном и продолговатом мозге конвергенция имеет сравнительно ограниченный характер: на вставочных и моторных нейронах конвергируют преимущественно афферентные импульсы, возникающие в различных участках рецептивного поля только одного и того же рефлекса. В отличие от этого в высших отделах центральной нервной системы — подкорковых ядрах и коре больших полушарий — наблюдается конвергенция импульсов, исходящих из разных рецептивных зон. Поэтому один и тот же нейрон может возбуждаться импульсами, возникающими при раздражении и слуховых, и зрительных, и кожных рецепторов.
Конвергенция объясняет пространственную суммацию возбуждений и явление окклюзии.
Б) Иррадиация возбуждения
Импульсы, поступающие в центральную нервную систему при сильном и длительном раздражении, вызывают возбуждение не только нейронов данного рефлекторного центра, но и других нервных центров. Это распространение возбуждения в центральной нервной системе получило название иррадиации.
Морфологические и электрофизиологические исследования показали, что возможность иррадиации возбуждений в центральной нервной системе обусловлена многочисленными ветвлениями отростков (аксонов и дендритов) нервных клеток и цепями вставочных нейронов, объединяющих друг с другом различные нервные центры. Особую роль в механизме иррадиации возбуждения играет ретикулярная формация.
Иррадиации возбуждения препятствуют многочисленные тормозные нейроны и синапсы, входящие в состав различных рефлекторных центров.
Если под влиянием столбнячного токсина происходит нарушение тормозного процесса относительно изолированно в какой-либо группе вставочных нейронов, то эта группа превращается в источник мощного возбуждения, которое достигает мотонейронов в разных отделах центральной нервной системы. Образно говоря, такая группа вставочных нейронов выполняет роль «станции универсального отправления» импульсов (Г. Н. Крыжановский). Такой механизм играет важную роль в иррадиации возбуждений, приводящей к судорожным припадкам.
В) Реципрокная (сопряженная) иннервация
При возбуждении центра сгибательной мускулатуры одной конечности происходит торможение центра разгибательной мускулатуры той же конечности и возбуждение центра мышц-разгибателей второй конечности.
Таким образом, центры мышц-антагонистов — сгибателей и разгибателей — находятся при выполнении многих двигательных актов в противоположном состоянии. Лишь при этом возможно точное движение сгибания или разгибания. Анализ подобных явлений привел к представлению о реципрокной, или сопряженной, иннервации мышц-антагонистов. Согласно этому представлению, возбуждение центра одной группы мышц сопровождается реципрокным (сопряженным) торможением центров антагонистической мускульной группы.
Г) Последовательная смена возбуждения торможением и торможения возбуждением
При исследовании механизмов координации рефлекторных актов часто встречаются контрастные изменения состояния нервного центра, возникающие после прекращения возбуждающего или тормозящего раздражения. Эти изменения состоят в том, что вслед за торможением наблюдается усиленное возбуждение («положительная последовательная индукция»), а вслед за возбуждением — торможение («отрицательная последовательная индукция»).
Контрастное усиление возбуждения вслед за торможением и торможения вслед за возбуждением И. П. Павлов наблюдал при изучении условнорефлекторной деятельности и назвал их явлениями последовательной корковой положительной или отрицательной индукции.
Д) Феномен «отдачи» и ритмические рефлексы
Феномен отдачи. Феномен отдачи состоит в быстрой смене одного рефлекса другим противоположного значения. Так, по прекращении раздражения, вызвавшего сильный сгибательный рефлекс, наступает резкое разгибание согнутой конечности. Это объясняется тем, что при сгибании конечности центр разгибания находится в состоянии реципрокного торможения; к этому центру, однако, непрерывно притекают слабые возбуждающие импульсы от расслабленной и растянутой мышцы. Как только рефлекторное сгибание закончилось и прекратилось торможение в центре разгибателей, возникает сильное их возбуждение. Причиной его является поток импульсов от растянутой разгибательной мускулатуры, точнее от ее рецепторов.
Благодаря такому механизму один рефлекс может вызвать противоположный ему второй, за которым появится третий, за ним четвертый и т. д.
Цепные и ритмические рефлексы. Сложные рефлекторные акты, в которых конец одного рефлекса обусловливает возникновение другого, получили название цепных рефлексов. Часто при цепных рефлексах происходит чередование в определенной последовательности одних и тех же отдельных простых рефлекторных актов, которые ритмически повторяются. Такие рефлексы называются ритмическими. К ним относятся рефлексы типа шагания, почесывания и др. При этих рефлексах, которые могут наблюдаться и у спинальных животных, происходит последовательная смена движений сгибания и разгибания одной или нескольких конечностей в определенном ритме. Смена движений, составляющих отдельные фазы ритмического цепного рефлекса, обеспечивается последовательной индукцией, а также вторичными центростремительными импульсами от работающих мышц.
Е) Принцип обратной связи
Всякий двигательный акт, вызываемый тем или иным афферентным раздражением, сопровождается возбуждением рецепторов мышц, сухожилий и суставных сумок — проприорецепторов, от которых нервные импульсы поступают в центральную нервную систему. Если совершаемое человеком движение контролируется зрением, то к проприоцептивным импульсам присоединяются также зрительные сигналы. В случае же, когда результатом движения является возникновение какого-либо звука (например, при нажатии пальцем на клавиш рояля), в центральную нервную систему поступают и слуховые сигналы.
Подобные афферентные импульсы, рождающиеся в организме в результате деятельности органов и тканей, получили название вторичных афферентных импульсовв отличие от тех, которые первично вызвали данный рефлекторный акт.
Вторичные афферентные импульсы непрерывно сигнализируют нервным центрам о состоянии двигательного аппарата, и в ответ на эти сигналы из центральной нервной системы к мышцам поступают новые двигательные импульсы, включающие следующую фазу движения или изменяющие его в соответствии с условиями деятельности.
Читайте также:
lektsia.com
ФИЗИОЛОГИЯ УТОМЛЕНИЯ
Физиологические механизмы утомления при умственной и физической работе. В результате возбуждения, деполяризации и реверсии в нейронах увеличивается содержание ионов натрия и уменьшается — ионов калия. Предполагается, что дендриты предохраняют нейроны от переутомления, так как во время развития утомления на поверхности дендритов происходит выталкивание из нейрона ионов натрия и накачивание внутрь нейрона ионов калия. При этом ионы натрия диффундируют из тела нейрона в дендриты, а ионы калия — из дендритов в тело нейрона. Торможение восстанавливает работоспособность нейронов, так как гиперполяризация повышает их возбудимость.
Нарушения обмена ионов при утомлении связаны с истощением энергетических запасов, обеспечивающих прохождение ионов через мембраны, и изменениями обмена медиатора.Переход от состояния покоя к возбуждению при поступлении пресинаптических импульсов увеличивает выделение синтезированного ацетилхолина в нейроне примерно в 70 раз и его синтез — в 7 раз. Особенно велик синтез ацетилхолина из холина и глюкозы в коре больших полушарий, в подкорковых центрах и в промежуточном мозге. Чем выше пресинаптический потенциал, тем больше выделение ацетилхолина. При гиперполяризации величина преси-наптического потенциала (ВПСП) увеличивается и возрастает выделение и разрушение ацетилхолина. Величина ВПСП приблизительно пропорциональна количеству медиатора, действующего на нейрон. Поэтому, умножая величину ВПСП на частоту импульсов в единицу времени, можно определить количество медиатора, выделяемого и разрушаемого при ритмическом раздражении. Установлено, что запас ацетилхолина в нейроне достаточен примерно для 10 тыс. импульсов. Однако ацетилхолин поступает только из тех пузырьков, которые непосредственно прилегают к пресинаптической мембране. Следовательно, несмотря на постоянную замену этих опустошаемых пузырьков, истощение запасов ацетилхолина может превосходить его мобилизацию, особенно при частых импульсах, быстро следующих друг за другом. В результате наступление утомления зависит от нарушения передачи нервных импульсов в синапсах. Нейроны больших полушарий обладают следующими свойствами, отличающими их от нейронов спинного мозга.
1. Лабильность двигательных нейронов коры больших полушарий примерно в 6 раз больше лабильности нейронов спинного мозга, что объясняется быстрой мобилизацией медиатора в пресинаптических окончаниях. Это обеспечивает быструю смену возбуждения торможением и наоборот, а следовательно, высокую частоту нервных импульсов, возникающих при кратковременном раздражении.
2. Постсинаптическое торможение в нейронах больших полушарий значительно сильнее и продолжительнее, чем в спинном мозге. Это обеспечивает вследствие подавления торможением посторонних реакций избирательность реакций при обучении. Иррадиация импульсов в двигательных нейронах коры больших полушарий тормозится также гиперполяризациониым ТПСП подкорковых центров и промежуточного мозга.
3. В двигательных нейронах коры больших полушарий и подкорковых центров импульсы возбуждения возникают на шипиках (мельчайших ответвлениях) дендритов, что позволяет предполагать особую роль шипиков в обучении.
При тренировке усиленное функционирование нейронов коры больших полушарий приводит к увеличению на синапсах шипиков участков, на которые действует медиатор, к повышению их эффективности и к более быстрой мобилизации медиатора.
Указанные особенности строения и свойств нейронов больших полушарий головного мозга обусловливают сравнительно медленное наступление умственного и физического утомления при переключении с одного вида умственной деятельности на другой и особенно при периодической ее смене физическими упражнениями или физической работой, или при замене работы одних мышц работой других (активный отдых). Наоборот, утомление развивается быстро при однообразной, монотонной умственной работе, вызывающей возбуждение одних и тех же нейронов, или при работе одних и тех же мышц. Активный отдых замедляет наступление умственного и физического утомления, благодаря действию на утомленные нейроны торможения, возникающего в них при одновременной отрицательной индукции со стороны соседних очагов возбуждения, которые появляются при замене одного вида деятельности другим. Торможение возникает также благодаря последовательной отрицательной индукции в группе нейронов, в которых развилось утомление.Наступлению утомления при умственной работе способствуют гиподинамия — малая подвижность и адинамия — неподвижность при сидении на рабочем месте. Адинамия вследствие резкого уменьшения притока в нервную систему центростремительных импульсов из внешних рецепторов и проприорецепторов резко снижает тонус нервной системы. Поэтому переключение с умственной работы на физическую снимает утомление. Физическое утомление связано также с понижением функций проприорецепторов, возбуждающихся при сокращениях скелетных мышц и являющихся начальным звеном рефлекторной регуляции их напряжения и интенсивности сокращения. Понижение функции проприорецепторов приводит к потере работоспособности двигательного анализатора в больших полушариях, что проявляется в расстройствах движений при утомлении.
В развитии физического утомления большое значение имеют также изменения функционального состояния вегетативной нервной системы, которые проявляются в функциональных нарушениях регуляции обмена веществ, кровообращения, дыхания и других вегетативных функций. Скорость развития утомления зависит главным образом от работоспособности системы кровообращения, в особенности сердца, и дыхательной системы.
Таковы врожденные — безусловиорефлекторные механизмы утомления. Кроме того, утомление вызывается и путем образования приобретенных — условных рефлексов.Похожие материалы:
Безусловные и условные рефлексы
Временные нервные связи
Сон
Динамический стереотип
nauka03.ru
Центральное и нервно-мышечное утомление
ЦНС и периферическая нервная система раполагают двумя основными процессами для модуляции мышечной функции - возбуждения и торможения. Во время тренировки эти два процесса постоянно чередуются. Для стимуляции ЦНС посылает нервный импульс работающей мышце, заставляя ее сокращаться и выполнять работу. Скорость, мощность и частота нервного импульса непосредственно зависит от состояния ЦНС.
Нервные импульсы наиболее эффективны (о чем свидетельствует хорошая техника выполнения движения), когда преобладает контролируемое возбуждение. В противном случае, в результате утомления нервная клетка находится в подавленном состоянии и мышечное сокращение осуществляется медленне и слабее. Сила сокращения зависит непосредственно от электрической активации посредством нервных импульсов, посылаемых ЦНС, и от количества двигательных единиц, включившихся в работу; но по мере повышения утомления количество подключаемых двигательных единиц заметно снижается.
Нервные клетки не могут постоянно поддерживать рабочую мощность продолжительное время. Под воздействием напряженного тренинга или требований, предъявляемых во время соревнования, рабочая мощность снижается. Если высокая интенсивность сохраняется, несмотря на усталость, то нервные клетки приходят в состояние заторможенности, чтобы защитить себя от внешних раздражителей. Поэтому утомление следует рассматривать как способ организма защитить от повреждения сократительный механизм мышцы.
Скелетные мышцы развивают силу, активизируя свои двигательные единицы и регулируя частоту их возбуждения, а эти факторы должны постепенно нарастать, чтобы повысить мощность генерируемой силы. Организм может до некоторой степени преодолеть утомление, сигнализируя двигательным единицам, чтобы они изменили частоту своего возбуждения, таким образом позволяя мышцам в состоянии некоторого утомления более эффективно поддерживать развитие силы. Если продолжительность длительного максимального сокращения увеличивается, то частота возбуждения двигательных единиц уменьшается и подавление становится более заметным.
Учеными и исследователями в свое время было доказано, что во время 30-секундного максимального произвольного мышечного сокращения от начала и до конца, частота возбуждения снижается на 80%. Когда продолжительность сокращения увеличивается, активация большего количества двигательных единиц идет на убыль, снижая процент возбуждения ниже порогового уровня. Любое продолжение мышечного сокращения ниже этого уровня было возможно только посредством коротких вспышек фазового возбуждения, которые не пригодны для постоянного действия.
Вышеупомянуты открытия (Марсден, Медоуз и Мертон в 1971 году, и Гримби в 1992 году) являются серьезным предупреждением тем, кто содействует распространению теории о том, что больших объемов мышечной массы и силы можно достичь, только выполняя каждый подход до полного мышечного истощения. Тот факт, что в процессе мышечного сокращения частота возбуждения снижается, полностью дискредитирует этот распространенный и ошибочный метод...
Анализируя функциональную нагрузку на ЦНС во время утомления, следует учитывать ощущаемое атлетами утомление и их способность преодолевать предел физических возможностей, обретенных в тренировках. Когда физические возможности атлетов выше уровня утомления, ощущаемого ими при тестировании или во время соревнований, это повышает их мотивацию и в результате - способность это утомление преодолеть.
Локальное мышечное утомление и утомление ЦНС
Большинство проведенных исследований указывают на следующие причины и локализацию утомления. Двигательный нерв является первым. Нервная система проводит нервные импульсы к мышечным волокнам через двигательные нервы. Нервный импульс обладает определенными характеристиками - силой, скоростью, частотой. Чем сильнее нервный импульс, тем сильнее мышечное сокращение, которое повышает способность поднимать более тяжелые отягощения. Поскольку утомление значительно влияет на силу нервных импульсов, то повышение уровня утомления приводит к снижению силы мышечного сокращения. Вот почему более продолжительные интервалы для отдыха (вплоть до 5-7 минут) необходимы для восстановления ЦНС во время тренировки в фазе максимальной силы RM1.
Вторым звеном утомления является нервно-мышечный синапс - место контакта нерва с мышечным волокном, в котором осуществляется передача нервных импульсов к работающей мышце. Этот вид мышечного утомления в значительной степени обусловлен увеличением поступления сиигналов от нервных окончаний через синапсы посредством химических трансмиттеров (переносчиков). После выполнения подхода двухминутный интервал для отдыха обычно обепечивает восстановление электрических свойств нерва до нормального уровня. Тем не менее, после выполнения работы, требующей мощных мышечных сокращений (такой как во время работы в фазе максимальной силы RM1), для достаточного восстановления необходим интервал продолжительностью больше 5 минут.
И наконец,сократительные элементы, актин и миозин, также являются звеньями мышечного утомления.Это утомление имеет отношение к следующим факторам:
Другие энергетические источники, доступные для мышцы, включая гликоген, запасаемый в печени, не могут полностью обеспечивать потребность в энергии работающей мышцы. Внимание! У Вас нет прав для просмотра скрытого текста. Ключевые теги: утомление ЦНС, локальное утомление |
www.skyrace.club
Поиск по сайту
Email рассылка
Узнавай первым
об обновлениях на сайте по Email БЕСПЛАТНО! Как только на сайте появятся новые посты, видео или фото, Ты сразу же будешь извещен об этом одним из первых.
Новое на сайте
Новое на форуме
Нет сообщений для показа
