При непрерывной стимуляции волокна скелетной мышцы развиваемое им напряжение со временем ослабевает, несмотря на продолжающееся поступление стимулов ( рис. 30.27). Уменьшение мышечного напряжения, вызванное предшествующей сократительной активностью, называется мышечным утомлением.

Другие признаки утомления - уменьшение скорости укорочения и расслабления. Момент начала утомления и скорость его развития зависят от типа мышечных волокон, а также от интенсивности и длительности мышечной работы.

Если после начала утомления мышца получит отдых, особенно активный, ее способность сокращаться при возобновлении стимулов может восстановиться ( рис. 30.27). Это связано с удалением молочной кислоты и возобновлением запасов энергии в мышце. Скорость восстановления определяется длительностью и интенсивностью предшествующей деятельности. Некоторые мышечные волокна при непрерывной стимуляции быстро утомляются, но после короткого отдыха так же быстро восстанавливаются. Утомлением такого типа (высокочастотное утомление) сопровождаются высокоинтенсивные непродолжительные упражнения, например, подъем тяжелого груза. И наоборот, так называемое низкочастотное утомление развивается относительно медленно при длительном не слишком интенсивном упражнении с циклическими периодами сокращения и расслабления (например, при беге на длинную дистанцию); после этого для полного восстановления мышцы требуется гораздо более длительный отдых, часто до 24 ч.

Можно было бы объяснить утомление расходованием донора энергии - АТФ. Однако обнаружено, что содержание АТФ в мышце после утомления не намного ниже, чем в состоянии покоя, и такое снижение недостаточно для нарушения рабочего цикла поперечных мостиков . Если бы мышца продолжала сокращаться без утомления, концентрация АТФ со временем могла упасть до критического уровня, когда поперечные мостики остаются устойчиво прикрепленными (ригидная конфигурация) и происходит повреждение мышечных волокон. Следовательно, мышечное утомление могло появиться как защитный механизм, который предотвращает наступление ригидности.

В развитии утомления скелетной мышцы играют роль многие факторы. При высокоинтенсивном кратковременном упражнении утомление возникает прежде всего из-за того, что нарушается проведение потенциалов действия вдоль поперечных Т-трубочек в глубь мышечного волокна и Са2+ уже не высвобождается из саркоплазматического ретикулума . Такое нарушение проводимости обусловлено тем, что в малом объеме Т-трубочек после каждого очередного потенциала действия постепенно накапливаются ионы К+; вследствие этого мембрана Т-трубочек частично деполяризуется и, наконец, перестает проводить потенциалы действия. При отдыхе возбудимость мембраны быстро восстанавливается благодаря диффузии накопившихся ионов К+ из Т-трубочек.

Во время низкоинтенсивного длительного упражнения утомлению способствует ряд процессов, причем ни один из них нельзя признать главной его причиной. Один из очень важных факторов - накопление молочной кислоты . Поскольку от цитоплазматической концентрации ионов Н+ существенно зависит конформация (и, следовательно, активность) белковых молекул, повышение кислотности внутриклеточной среды влияет на структуру мышечных белков - актина , миозина , а также белков, задействованных в высвобождении Са2+. Чтобы состояние мышечного волокна восстановилось, нужен синтез новых белков вместо изменившихся при утомлении. И, наконец, еще один фактор - расходование мышечного гликогена ; уменьшение запаса этого важного для сокращения источника энергии коррелирует с началом утомления, хотя истощение АТФ и не является конечной причиной утомления.

Существует совершенно иной тип утомления: оно развивается не в мышце, а в определенных областях коры мозга, которые при этом перестают посылать возбуждающие сигналы к мотонейронам. Процесс носит название

Если мышцу заставить долго сокращаться, то она все меньше и меньше будет отвечать на раздражение. - это временное снижение их работоспособности, вызванное длительной нагрузкой, которое исчезает после отдыха.

Если к нервно-мышечному препарату применить косвенное (через двигательный нерв) раздражение частотой 1 раз в 1 секунду, то получится небольшое увеличение сокращений. Это увеличение сокращений называется феноменом лестницы. Считают, что этот феномен вызван поступлением дополнительного количества Са2+, который связывается с тропонином С. Важно не путать этот феномен с тетанусом - сильным и длительным сокращением мышц при высокой частоте их стимуляции. Впоследствии величина сокращений остается на одном и том же уровне. Через некоторое время раздражения величина и сила сокращений постепенно уменьшаются. Уменьшение величины и силы сокращений - и есть усталость .

Первое, что происходит при утомлении, - уменьшение величины и силы сокращений. Второе - это постоянное замедление сокращений. При этом продолжительность отдельного сокращения увеличивается, амплитуда - уменьшается. Третье - продолжительность каждого сокращения увеличивается и до начала следующего сокращения мышца не успевает расслабиться, в результате сокращается, полностью не расслабившись. Идёт уменьшение вертикальных линий на кимограмме. Происходит постепенное уменьшение амплитуды сокращений на фоне контрактуры. Четвертое - временное снижение работоспособности.

Таким образом при утомлении происходит:

1. уменьшение силы и величины сокращений;
2. увеличение продолжительности периода скрытого сокращения;
3. повышение порога раздражения, то есть мышца хуже отвечает на стимул;
4. повышение продолжительности отдельного сокращения, главным образом за счёт увеличения времени расслабления;
5. развивается контрактура;
6. кривая единичного сокращения перестаёт быть симметричной.

Если после косвенного раздражения подействовать на усталый мышцу прямым путём, то мышца окажется всё ещё способна сокращаться. Это свидетельствует о том, что первыми устают нерв, или нервно-мышечный синапс. Нервное волокно практически не устает. Можно подать миллион раздражений на нерв, утомление нерва при этом не развивается. Больше всего устает нервно-мышечный аппарат. И.М. Сеченов доказал, что восстановление работоспособности утомлённых мышц руки человека после длительного подъёма груза ускоряется, если в период отдыха работать другой рукой. Быстрое восстановление работоспособности после утомления может быть достигнуто и при других видах двигательной активности, например, при работе мышц нижних конечностей. В отличие от простого отдыха, такой отдых Сеченов называл активным. Он рассматривал эти факты как доказательство того, что усталость развивается в первую очередь в нервных центрах.

Усталость изолированной мышцы обусловлено двумя причинами. Существует две точки зрения относительно первостепенности этих причин. Согласно первой, усталость мышц - это результат накопления в мышечной ткани продуктов обмена веществ (фосфорная, молочная кислота и др.), которые оказывают угнетающее действие на работоспособность мышечных волокон. Часть этих веществ, а также ионы К+ диффундируют из волокон в околоклеточное пространство и оказывают угнетающее действие на возбудимость мембраны. Если заменить раствор Рингера, который окружает усталую мышцу, то этого будет достаточно, чтобы восстановить её работоспособность. Согласно со второй точкой зрения, утомление - следствие постепенного истощения в мышце энергетических запасов. При длительной работе изолированной мышцы происходит резкое уменьшение запасов гликогена, вследствие чего нарушаются процессы ресинтеза АТФ и креатинфосфата, необходимых для мышечного сокращения.

Работа мышц зависит не только от процессов в самих мышцах, не только от их качества, но и от работы других систем организма - нервной, дыхательной, сердечно-сосудистой. Таким образом, при оценке работы мышцы необходимо учитывать работоспособность других систем.

Спорт предусматривает тренировки всех систем. Систематическая интенсивная работа мышц способствует увеличению мышечной ткани. Это явление называется гипертрофией мышц. В основе его лежит увеличение количества миофибрил и увеличение массы цитоплазмы мышечных волокон, то есть увеличение диаметра каждого волокна. Основой является активация синтеза нуклеиновых кислот и белков , повышается содержание АТФ и креатинфосфата, гликогена. В результате сила и скорость сокращения повышаются.

Физическое утомление - временное понижение или прекращение работоспособности мышц, вызванное их работой. Утомление регистрируется на эргограмме; оно проявляется в том, что снижается высота сокращения мышцы или происходит полное прекращение ее сокращений. При утомлении мышца нередко не может полностью расслабиться и остается в состоянии длительного укорочения (контрактуры). Утомление является сначала результатом изменений функций нервной системы, и прежде всего головного мозга, нарушения передачи нервных импульсов между нейронами и между двигательным нервом и мышцей, а затем уже следствием изменения функций самой мышцы.

Мышечное утомление является результатом не только изменения функций нервной и мышечной систем, но и изменения регуляции нервной системой всех вегетативных функций.

Утомление при динамической работе наступает в результате изменения обмена веществ, деятельности желез внутренней секреции и других органов и в особенности сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Снижение работоспособности сердечно-сосудистой и дыхательной систем нарушает кровоснабжение работающих мышц, а следовательно, доставку кислорода и питательных веществ и удаление остаточных продуктов обмена веществ.

Скорость наступления утомления зависит от состояния нервной системы, частоты ритма, в котором производится работа, и от величины груза (нагрузки). Увеличение нагрузки и учащение ритма ускоряет наступление утомления.

При утомлении нередко появляется усталость - ощущение утомления, которое отсутствует, если работа вызывает интерес. Наоборот, когда работа производится без интереса, усталость наступает раньше и она больше, хотя признаки утомления отсутствуют. Способность приходить в состояние утомления называется утомляемостью. Утомление вызывается также обстановкой, в которой оно раньше возникало. Если же работа была интересной и не вызывала усталости и утомления, то обстановка, в которой она производилась, не вызывает усталости и утомления. Изменение обстановки, в которой многократно возникало утомление, или многодневный, длительный отдых приводят к исчезновению условного рефлекса на утомление.

Мышечное утомление является нормальным физиологическим процессом. Восстановление работоспособности мышц происходит уже во время выполнения работы. После окончания работы работоспособность не только восстанавливается, но и превышает исходный ее уровень до работы.

Рис. 32. Изменение работоспособности в дни отдыха после предельной работы

Утомление нужно отличать от переутомления.

Переутомление - нарушение функций организма, патологический процесс, вызванный хроническим утомлением, суммированием утомления, так как отсутствуют условия для восстановления работоспособности организма.

Важно предупредить появление переутомления. Наступлению переутомления способствуют антигигиенические условия труда, физических упражнений, внешней среды, нарушение питания.

При переутомлении появляются хронические головные боли, большая раздражительность, апатия, вялость, днем сонливость, нарушение сна ночью и бессонница, ухудшение аппетита, мышечная слабость. Нарушается координация мышечной работы и вегетативных функций, происходят снижение обмена веществ и падение веса тела, учащение, а иногда значительное замедление сердцебиений, понижение кровяного давления, уменьшение дыхательного объема и др. Нет желания заниматься трудом, физической культурой и спортом, особенно тем его видом, который вызвал переутомление.

Создание нормальных гигиенических условий физического труда и физических упражнений, переключение на новый интересный вид физического труда и спорта, перевод в другую обстановку, длительный отдых, увеличение времени пребывания на свежем воздухе и сна, улучшение питания, прием углеводов и витаминов устраняют переутомление.

Toggle navigation

Почему устают мышцы и как работают тонусные столы?

• Как работают мышцы?

Еще со школьных времен мы помним, что сам по себе скелет человека двигаться не может. Его двигают мышцы за счет их сокращения - мышца становится короче и толще и как бы тянет кость в ту или другую сторону. Чем больше мышцы сокращаются, тем сильнее они устают. Вроде бы все понятно и логично. Но если попытаться разобраться в этом сложном многоуровневом механизме, все представляется куда сложнее и интереснее.

• Почему наши мышцы устают?

Понятно, что организму в целом и мышцам в частности требуется отдых. Именно во время отдыха происходит обновление клеток. Поэтому природа распорядилась так, чтобы сигнал о необходимости отдыха поступал в мозг незамедлительно. Эту функцию, как считалось долгое время, выполняет молочная кислота. Именно она вырабатывается в мышцах во время их сокращения, и она же "оповещает" мозг. Если бы молочная кислота перестала вырабатываться, человек не испытывал бы усталости от физических нагрузок, но это могло бы привести к его гибели.

Однако совсем недавно ученые Колумбийского университета Нью-Йорка поставили роль молочной кислоты под сомнение. По их мнению, причина усталости мышц - в молекулах кальция, проникающих в клетки мышечной ткани через зазор в клеточной оболочке, который появляется в результате сокращений мускулатуры. На основании этого открытия уже пытаются создать лекарства, которые могли бы воспрепятствовать "протечке" кальция. Но, как говорится, любые эксперименты с природой не так безобидны, как может показаться на первый взгляд.

Пока до конца не понятно, что является причиной усталости мышц, но, как бы там ни было, утомляемость напрямую зависит от количества мышц, которые сокращаются во время физических нагрузок и от количества самих сокращений. Если проанализировать эффективность занятия человека на спортивном тренажере, то будет видно, что, помимо непосредственно мышцы, на которую направлена нагрузка, в процессе активное участие принимает множество других групп мышц, которые, в свою очередь, дают сигнал в мозг об усталости. Проще говоря, на обычных тренажерах мы выполняем много лишней работы и быстро утомляемся. Если нагрузку сделать целенаправленной, эффективность тренировки могла бы возрасти в несколько раз.

• Как можно избежать переутомляемсоти мышц?

Добиться такого эффекта можно, занимаясь на . Принцип их действия такой, что во время тренировки, например, мышц брюшного пресса, нагрузка направлена только на них и никуда больше. Когда вы качаете пресс обычным способом, задействованы оказываются мышцы спины, шеи, рук и ног и, соответственно, все эти мышцы устают. Общая усталость не дает возможности проработать нужные мышцы полностью. На все мышцы, кроме тех, на которые направлена тренировка, отдыхают. Следовательно, количество повторений упражнения может быть больше в несколько раз. В этом и заключается принцип действия этих «умных» тренажеров , и именно поэтому утверждение о том, что тренировка на них может быть в несколько раз эффективнее, чем на обычных тренажерах, не является преувеличением!

Предназначением мышечных тканей является помощь организму в выполнении движений. Благодаря их наличию человек перемещается, говорит и дышит. Сокращающиеся мускулы выделяют молочную кислоту, которая становится для них ядом. Таким образом, мышечная усталость возникает из-за вещества, задержавшегося в тканях. Чувство немощности появляется и вследствие выработки токсинов, производимых организмом во время физической работы. Вместе с кровью они разносятся по телу, попадают в мозг и провоцируют утомление.

Отчего утомляются мышцы?

Слабость в конечностях появляется по разным причинам. У спортсменов она связана с тренировками, у других категорий людей нездоровое ощущение в мышцах объясняется патологиями. Например, мышечная слабость часто сопутствует болезням вирусной природы.

Если рассматривать проблему со стороны опорно-двигательного аппарата, она может сигнализировать о ряде отклонений:

• артрит;
• растяжение;
• травмы лопаток;
• шейный спондилез;
• воспаление плечевой части;
• остеохондроз шейного отдела.

Эти факторы провоцируют слабость в руках.

Изнеможение мышц в ногах доктора объясняют ожирением, сахарным диабетом, грыжей поясничного отдела и радикулитом. У некоторых людей картину дополняют нервное перенапряжение и общая усталость организма. Неожиданное появление усталости в мышцах может быть признаком гормонального сбоя, что характерно для беременности и климактерического периода. Также проблема появляется вследствие ношения тесной либо ультрамодной обуви на высоком каблуке или платформе.

Чувство усталости в спине может быть связано с профессиональной деятельностью. На него жалуются продавцы, бухгалтеры и другие работники, вынужденные длительно находиться в определенном положении. Изменения в спинных мышцах становятся виновниками болей, спазмов и даже трофических язв на голени.

Неприятное ощущение иногда докучает после длительного сна, когда мускулы сдавлены или другими частями тела, или предметами одежды, например, бюстгальтером. Бывали случаи, когда усталость у женщин появлялась из-за длительного ношения тяжелой шубы. Особого лечения подобная утомляемость не требует – она уходит самостоятельно после устранения первопричины.

Связь симптомов с причинами усталости

Тягостное состояние после незначительных слабых нагрузок способно возникать как в одном мускуле, так и сразу в нескольких. Здесь важно научиться отличать истинную патологию от общего изнеможения, вялости и слабости. Когда аномалия наблюдается на одном мышечном участке, организм остается бодрым.

Развитие в разных мышцах может иметь разную природу:

1. интенсивные физические нагрузки в будни выливаются к уик-энду в слабость;
2. постоянное ношение полной сумки через плечо утомляет поясничный отдел;
3. сутулое положение искажает мускульные группы и вынуждает их привыкать к аномальному состоянию;
4. усталость в пояснице после изнурительных тренировок в совокупности с мышечным спазмом заставляет мускулы месяцами возвращаться к нормальному состоянию;
5. нарушение кальциевого обмена истощает организм, ухудшает работу внутренностей и ослабляет мускулатуру.

Как избавиться от мышечной несостоятельности

Терапевтические мероприятия направляются на устранение фактора-провокатора проблемы. Если доктор установит ее связь с миастенией – аутоиммунной нервно-мышечной патологией, он назначит физиотерапевтические процедуры (сеансы восстанавливают мышечный тонус). Из лекарственных средств пациентам прописывают:

• Оксазил;
• Калимин;
• Прозерин;
• Метипред;
• Преднизолон.

Как снять мышечное утомление, связанное с болезнями нервной системы? Невропатолог разрабатывает для пациента лечебную физкультуру, выдает направление на массажи и физиотерапию. Симптоматическая терапия подкрепляется назначением витаминных комплексов с преобладанием витамина B2, C, E, калия, аспартата магния, кальция.

Если изнеможение в мускулах появляется после длительных прогулок или спортивных занятий, вы можете сами облегчить состояние, похлопав ладонями по проблемным местам.

Если вам пришлось бегать или много ходить, не старайтесь поскорее принять сидячее положение. Энергично проработайте хлопками ладоней конечности, двигаясь от пальцев к тазобедренному суставу.

Профилактика усталости мускулов

Предотвратить усталость мускулатуры позволяют закаливание организма, подвижность, прогулки на свежем воздухе, отказ от вредных привычек. Спать необходимо не менее 8 часов и в удобной одежде (пижама или ночная сорочка). Для укрепления мышечных волокон рекомендуется обогащать рацион овощными и рыбными блюдами. Продукты желательно тушить и приправлять растительными маслами.