Восстановление, понятие и значение.
После окончания мышечной работы наступает восстановительный, или послерабочий, период. Он характеризуется степенью изменения функций организма и временем, которое необходимо для их восстановления до исходного уровня. Изучение восстановительного периода необходимо для оценки тяжести конкретной работы, определения ее соответствия возможностям организма и установления длительнос ти необходимого отдыха.
Биологическая роль послерабочего периода состоит не только в восстановлении уровня измененных функций и энергетических ресурсов организма, но и в функциональных и структурных перестройках, т. е. в формировании эффекта тренированности.
Строго говоря, после физической нагрузке имеет место не восстановление функций до исходных данных в буквальном смысле слова, а переход к новому состоянию, отличному от дорабочего. Ведь если предположить, что происходит только восстановление, то нельзя понять характер увеличения силы, скорости и выносливости под влиянием тренировки. Поэтому не случайно многие исследователи пытались заменить термин “восстановление” понятиями следовой” процесс” или “последействие”.
Восстановительный период рассматривают как конструктивный. В это время возникает суперкомпенсация в процессах обмена веществ в гладкой и скелетной мускулатуре. Явление суперкомпенсации проявляется в большем накоплении энергетических резервов в скелетных мышцах, в накоплении пластических материалов, обуславливающих их гипертрофию. Все эти изменения – непременное условие повышения функциональных возможностей организма, составляющее содержание состояния тренированности. Возникновение функциональных и морфологических изменений в организме под влиянием нагрузки, которые реализуются в восстановительном периоде, - условие развития и совершенствования организма человека.
Физиологические механизмы восстановления.
В период восстановления развертывается своеобразный спектр различных реакций. Последействие работы характеризуется усилением кровообращения (увеличены частота сердечных сокращений, минутный объём крови, максимальное артериальное кровяное давление, расширена капиллярная сеть в работающих мышцах, уменьшено количество депонированной крови), повышением температуры работавших мышц, их тонического напряжения и возбудимости, изменением состояния центральной нервной системы и анализаторов, а также желез внутренней секреции.
3
Известно, что природа восстановительного периода с точки зрения физиологического механизма заключается в так называемых следовых явлений в тканях и центральной нервной системе. Следовые процессы – это общее свойство функционирования различных структур живого организма. Они достаточно полно представлены на различных “этажах” организации мышечной и нервной ткани. Принципиальная сущность следовых явлений в центральной нервной системе и в тканях вскрыта в трудах И. М. Сеченова, И. П. Павлов, Н.Е. Введенского.
Развивая положения своих учителей, А. А. Ухтомский сравнивал одиночный нервный импульс с кометой, хвост которой тянется после прохождения головной части. Этот “хвост” – следовый процесс – неоднороден. Для него характерны фазные изменения возбудимости. Они определяют судьбу последующей реакции ткани. При оптимальных раздражениях каждая “волна возбуждений наиболее полно утилизирует положительное последействие предшествующей волны”. Важно и другое принципиальное положение. Следовые реакции могут смещаться в процессе деятельности, в ходе выполнения рабочего движения.
В учении о доминанте следовым явлением отведена заметная роль. Для понимания следовых реакций в условиях мышечной деятельности важно представление о доминанте как функциональном объединении, состоящем не только из коркового, но и субкортикальных, вегетативных и гуморальных компонентов. Одной из основных черт доминанты является инертность, т. е. способность удерживать и продолжать начавшееся возбуждение и тогда, когда первоначальный стимул к возбуждению миновал. Оказалось, что сохранение доминантных свойств очагом возбуждения в сенсомоторной области после выключения раздражения, вызвавшего доминанту, нередко достигает 20-30 мин. Таким образом следовый процесс, созданный доминантным очагом, может быть достаточно стойким и инертным, что позволяет удерживать возбуждение и тогда, когда источник раздражения удален.
Для объяснения механизмов следовых реакций в нервной системе нередко используют представления о циркуляции (ревербации) импульсов в цепях нейронов. По мнению Л. Л. Воронина (1964), гипотеза о циркуляции импульсов находит подтверждение в исследованиях на разных уровнях нервной системы, в том числе и в коре головного мозга.
Следовые реакции в коре больших полушарий были широко изучены при исследовании феномена последовательной индукции. Известно, что под этим понимается возникновение противоположного по знаку нервного процесса, следующего за окончанием действия раздражителя. Следовый процесс мог характеризоваться “положительной фазой индукции” (положительная индукция) или “отрицательной фазой индукции” (отрицательная индукция). И хотя представления И. П. Павлова о механизме индукции как движении нервных процессов в коре головного
4
мозга не соответствуют современным данным, некоторые закономерности отмеченного феномена представляют интерес для характеристики следовых процессов. Оказалось, что как положительное, так и отрицательное проявление индукции находится в зависимости от силы первичного нервного процесса и его концентрации. Так, при слабом тормозном процессе, а также при чрезмерной его концентрации трудно получить достаточно выраженный эффект в виде положительной индукции. Необходим какой-то оптимум интенсивности нервного процесса, чтобы наблюдать индукционное последействие. Таким образом, отмечены временный. Преходящий характер следовых реакций, зависимость их от упроченности основных нервных процессов.
Для понимания природы восстановительного периода представляет интерес так называемое трофическое направление в изучении процессов последействия. В 1890 г. И. П. Павлов опубликовал статью “Баланс азота в слюнной подчелюстной железе при работе (материалы к учению о восстановлении функционирующей железистой ткани)”. В ней великий физиолог вскрыл ряд интересных закономерностей, не потерявших значения и в настоящее время. Вот некоторые из них:
1. В работающем органе наряду с процессами разрушения и истощения происходит процесс восстановления. Причем в противовес прежним представлениям К. Бернара (1878) он наблюдается не только после окончания работы, но и, главное, уже в процессе деятельности;
2. Взаимоотношения истощения и восстановления определяются интенсивностью работы: во время интенсивной работы восстановительный процесс не в состоянии полностью компенсировать расходы железы, поэтому полное возмещение потерь наступает позднее, во время отдыха;
3.Восстановление израсходованных ресурсов происходит не до исходного уровня, а с некоторым избытком (явление избыточной компенсации).
Исследуя последействие утомительных мышечных нагрузок, Н. Н. Яковлев “на биохимическом уровне” подтвердил положение И. П. Павлова о возможности сверхвосстановления источников энергии в период отдыха. Он установил, что после мышечной работы на определенных этапах восстановления отмечается суперкомпенсация гликогена.
Основные закономерности восстановления.
Восстановление функций после работы характеризуется рядом существенных особенностей, которые определяют не только процесс восстановления, но и преемственную взаимосвязь с предшествующей и последующей мышечной деятельностью, степень готовности к повторной
5
работе. К числу таких особенностей следует отнести: 1) неравномерное течение восстановительных процессов;
2) фазность восстановления мышечной работоспособности;
3) гетерохронность восстановления различных вегетативных функций;
4) неодновременное восстановление вегетативных функций, с одной
стороны, и мышечной работоспособности, с другой.
Неравномерность восстановительных процессов. Согласно А. Хиллу, процесс восстановления, в частности ликвидация кислородной задолженности, имеет экспоненциальный характер. Причем вначале восстановления идет быстро, а затем медленно (“ползком”). В наиболее отчетливой форме подобный двухфазный период восстановления выражен после тяжелой работы; после умеренной работы ликвидация кислородного долга носит, как правило, однофазный характер, т. е. имеет место только фаза быстрого восстановления потребления кислорода к исходным данным.
По А. Хиллу, подобное фазное восстановление – результат влияния двух факторов:
1) несоответствия между кислородным запросом в период восстановления и интенсификацией функции кровообращения. После работы происходит быстрое восстановление сердечно – сосудистой системы и снабжение кислородом становится неадекватным потребностям в нем – ликвидация кислородного долга заменяется;
2) поведения молочной кислоты. Первая, быстрая, фаза ошибочно связывалась с процессом окислительного ресинтеза молочной кислоты в мышцах, вторая, медленная, - с окислительным удалением молочной кислоты, диффундировавшей из мышцы.
В настоящее время неравномерное восстановление функций прослежено не только по величине потребления кислорода, но и по величине других послерабочих реакций. Оказалось, что фазность восстановления зависит и от тяжести работы, и от характера мышечной деятельности (динамические упражнения различной интенсивности, статические и силовые упражнения). Так после выполнения упражнений максимальной интенсивности за первые 5 мин. ликвидация кислородного долга происходила почти в пять раз быстрее, чем за последующие 13 мин. периода восстановления.