Утомлению предшествует предутомление, под которым подразумевают существенное снижение функциональной активности со стороны некоторых органов и систем организма, но компенсированное за счет других функций, вследствие чего общая работоспособность почти не меняется. Данную стадию утомления называют компенсированной, за которой следует стадия декомпенсированного утомления. При длительной физической или умственной нагрузке при нарушении режима труда и отдыха проявления усталости суммируются, переходя в хроническое утомление – состояние, пограничное с патологическим, когда очередной трудовой цикл характеризуется устойчивыми симптомами усталости, для ликвидации которых требуется дополнительный отдых. При его отсутствии развивается переутомление – патологическое состояние организма, характеризующееся постоянным ощущением усталости, вялостью, нарушением сна и аппетита, болями в области сердца и другими симптомами, для ликвидации которых дополнительного отдыха недостаточно, а требуется специальное лечение. Основным проявлением переутомления является снижение спортивных достижений, автоматизма, координированности движений, появление грубых ошибок при выполнении специальных физических упражнений.
После прекращения упражнений происходят обратные изменения в деятельности тех функциональных систем, которые обеспечивали выполнение данного упражнения. Вся совокупность изменений (физиологических, биохимических и структурных), обеспечивающих переход организма от рабочего состояния к уровню покоя, объединяется понятием восстановления, т. е. возврата организма к исходному гомеостатическому уровню. Время, необходимое для этого, называется периодом восстановления, во время которого происходит смещение обмена веществ от катаболических процессов к процессам анаболизма. То есть в процессе мышечной работы расходуются кислородный запас организма, фосфагены (АТФ и креатинфосфаты), углеводы (гликоген мышц и печени, глюкоза крови) и жиры. После работы происходит их восстановление. Исключение составляют жиры, восстановления которых может и не быть [51].
Основные процессы восстановительного периода исследователи выделяют следующие: 1) ликвидация кислородного долга;
2) восстановление запасов кислорода; 3) восстановление фос-фагенов; 4) восстановление гликогена; 5) устранение молочной кислоты [38, 51, 80 и др.].
1. Ликвидация кислородного долга. Восстановительные процессы, происходящие в организме после работы, находят свое энергетическое отражение в повышенном (по сравнению с предрабочим состоянием) потреблении кислорода – кислородном долге. Кислородный долг – это избыточное потребление кислорода сверх предрабочего уровня покоя, которое обеспечивает энергией организм для восстановления до предрабочего состояния, включая восстановление израсходованных во время работы запасов энергии и устранение молочной кислоты. Скорость потребления кислорода после работы снижается на протяжении первых 2–3 мин очень быстро (быстрый, или алактатньй, компонент кислородного долга), а затем более медленно (медленный, или лактатный, компонент кислородного долга), пока не достигает (через 3060 мин) постоянной величины, близкой к предрабочей.
Быстрый (алактатный) компонент кислородного долга связан главным образом с использованием кислорода на быстрое восстановление израсходованных за время работы высокоэнергетических фосфагенов в рабочих мышцах.
Медленный (лактатный) компонент кислородного долга связан в большой мере с послерабочим устранением лактата (молочной кислоты) из крови и тканевых жидкостей. Кислород в этом случае используется в окислительных реакциях, обеспечивающих ресинтез гликогена из лактата крови (главным образом, в печени и отчасти в почках) и окисление лактата в сердечной и скелетных мышцах. Кроме того, длительное повышение потребления кислорода связано с необходимостью поддерживать усиленную деятельность дыхательной и сердечно-сосудистой систем, обмена веществ в период восстановления [38, 51].
2. Восстановление запасов кислорода. Кислород находится в мышцах в форме химической связи с миоглобином. Эти запасы очень невелики: каждый килограмм мышечной массы содержит около 11 мл кислорода. Следовательно, общие запасы «мышечного» кислорода (из расчета на 40 кг мышечной массы у спортсменов) не превышают 0,5 л. В процессе мышечной работы он может быстро расходоваться, а после работы быстро восстанавливаться. Скорость восстановления запасов кислорода зависит лишь от доставки его к мышцам. Сразу после прекращения работы артериальная кровь, проходящая через мышцы, имеет высокое парциальное напряжение (содержание) кислорода, так что восстановление кислорода, связанного с миоглобином, происходит, вероятно, за несколько секунд. Таким образом, уже через несколько секунд после прекращения работы кислородные запасы в мышцах и крови восстанавливаются [51].
3. Восстановление фосфагенов. Фосфагены, особенно АТФ, восстанавливаются очень быстро: до 70 % израсходованных фос-фагенов уже на протяжении первых 30 с после прекращения работы. А их полное восполнение заканчивается за несколько минут, причем почти исключительно за счет энергии аэробного метаболизма, т. е. благодаря кислороду, потребляемому в быструю фазу кислородного долга. Соответственно, чем больше расход фосфагенов за время работы, тем больше требуется кислорода для их восстановления (для восстановления 1 моля АТФ необходимо 3,45 л кислорода) [38, 51].
4. Восстановление гликогена. Израсходованный за время работы гликоген ресинтезируется из молочной кислоты на протяжении 1–2 ч после работы. Расходуемый в этот период восстановления кислород определяет вторую, медленную, или лактатную, фракцию кислородного долга. Однако полное восстановление гликогена в мышцах может длиться до 2–3 дней. Скорость восстановления гликогена и количество его восстанавливаемых запасов в мышцах и печени зависят от двух основных факторов: степени расходования гликогена в процессе работы и характера пищевого рациона в период восстановления. После очень значительного (более 3/4 исходного содержания), вплоть до полного, истощения гликогена в рабочих мышцах его восстановление в первые часы при обычном питании идет очень медленно и для достижения предрабочего уровня требуется до 2 суток. При пищевом рационе с высоким содержанием углеводов (более 70 % суточного калоража) этот процесс ускоряется – уже за первые 10 ч в рабочих мышцах восстанавливается более половины гликогена, к концу суток происходит его полное восстановление, а в печени содержание гликогена значительно превышает обычное. В дальнейшем количество гликогена в рабочих мышцах и печени продолжает увеличиваться и через 2–3 суток после «истощающей» нагрузки может превышать предрабочее в 1,5–3 раза – феномен суперкомпенсации [51].
5. Устранение молочной кислоты. В период восстановления происходит устранение молочной кислоты из рабочих мышц, крови и тканевой жидкости, причем тем быстрее, чем меньше образовалось молочной кислоты во время работы. Важную роль играет послерабочий режим. Так, после максимальной нагрузки для полного устранения накопившейся молочной кислоты требуется 60–90 мин в условиях полного покоя (пассивное восстановление). Однако если после такой нагрузки выполняется легкая работа (активное восстановление), то устранение молочной кислоты происходит значительно быстрее.
Существует четыре основные пути устранения молочной кислоты: 1) окисление до углекислого газа и воды (так устраняется примерно 70 % всей накопленной молочной кислоты); 2) превращение в гликоген (в мышцах и печени) и глюкозу (в печени) – около 20 %; 3) превращение в белки (менее 10 %); 4) удаление с мочой и потом (1–2%). При активном восстановлении доля молочной кислоты, устраняемой аэробным путем, увеличивается. Хотя окисление молочной кислоты может происходить в самых разных органах и тканях (скелетных мышцах, мышце сердца, печени, почках и др.), наибольшая ее часть окисляется в скелетных мышцах, что объясняет, почему легкая работа способствует более быстрому устранению лактата после тяжелых нагрузок [51, 80].
В периоде восстановления выделяют 4 фазы:
1) быстрого восстановления (характерна для кратковременных нагрузок, длится 5 мин, включает восстановление фосфагенов и ликвидацию кислородного долга);
2) замедленного восстановления (устранение кислородного долга замедляется и продолжается от 0,5 до 6-12 ч, восстанавливается частично уровень гликогена);
3) суперкомпенсации, или перевосстановления (характеризуется высокой активностью ферментативных систем организма после мышечной работы, ведущих к ускоренному образованию АТФ и других биохимических и функциональных показателей; длительность фазы зависит от продолжительности работы и глубины произошедших изменений; удержание данной фазы во многом зависит от уровня анаболических гормонов в организме);
