Fizjologia - zmęczenie

Zasada Sieczenowa - dowiódł, że w przypadku biegaczy długodystansowych kończyny dolne najefektywniej odpoczywają poprzez pobudzenie innej części ciała. Dlatego po długotrwałych wysiłkach często masowany jest kręgosłup, co pozornie mogłoby się wydawać błędem. Ten fenomen również tłumaczy zalecenia aktywnego wypoczynku.


Rodzaje i mechanizmy powstawania zmęczenia – zmęczenie to stan organizmu rozwijający się w czasie wykonywania pracy fizycznej lub umysłowej charakteryzujący się zmniejszeniem zdolności do pracy, nasileniem się odczucia ciężkości wysiłku i osłabieniem chęci kontynuowania pracy. Zarówno objawy tego stanu jak i jego mechanizmy fizjologiczne są różnorodne i zależą od rodzaju pracy, która doprowadza do rozwoju zmęczenia. Po zakończeniu wysiłku zmęczenie utrzymuje się przez różnie długi okres zą do momentu całkowitej likwidacji zmian stanowiących jego przyczyny. Stan ten ustępuje po dostatecznie długim odpoczynku i ewentualnie po wyrównaniu towarzyszącym czasem wysiłkom zmian w składzie ciała, tj. znaczny ubytek węglowodanów, wody:

a) przyczyny i objawy zmęczenia mięśniowego (obwodowego) – w czasie wykonywania pracy mięśniowej zdolność komórek mięśniowych do skurczów stopniowo zmniejsza się. Przejawia się to zmniejszeniem siły i szybkości ich skurczów. Zmiany te częściowo kompensowane są przez rekrutowanie większej ilości jednostek motorycznych. Podczas bardzo intensywnych wysiłków, w czasie których objawy zmęczenia mięśni występują już po upływie kilku sekund pracy (np. max skurcze izometryczne, bieg sprinterski), główną przyczyną zmęczenia jest prawdopodobnie zmniejszenie się częstotliwości pobudzeń komórek mięśniowych, związane z upośledzeniem przewodzenia impulsów przez złącza nerwowo-mięśniowe. W czasie wysiłków o mniejszej intensywności w czasie


Restytucja - powrót do stanu spoczynkowego, może się odnosić do różnych rzeczy np.: tętna czy mleczanu.

Zmęczenie fizyczne jest stanem fizjologicznym objawiającym się przejściowym zmniejszeniem sprawności ruchowej organizmu. Zmęczenie stanowi mechanizm zabezpieczający organizm przed nadmiernym wysiłkiem i tym samym przed nadmiernym zaburzeniem homeostazy ustroju. Zmęczenie fizyczne spowodowane jest intensywną pracą mięśni, w następstwie której zachodzą określone zmiany biochemiczne. Zmiany czynnościowe dotyczą także układu nerwowego i humoralnego przez co zakłócona zostaje homeostaza.
Zmęczenie jest spowodowane następującymi czynnikami:
- niedotlenienie pracujących tkanek;- gromadzenie się metabolitów beztlenowej przemiany materii;- wyczerpanie się zasobów glikogenu w mięśniach;
- odwodnienie miocytów;
- przesunięcia jonowe;
- hipoglikemia;
- zmiany w stanie czynnościowym OUN (znużenie neuronów → indukcja hamowania impulsu).




Znużenie jest subiektywnym objawem zmęczenia. Stopień znużenia najczęściej odpowiada stopniowi rzeczywistego obniżenia zdolności do ruchu i pracy. Istnieją jednak sytuacje w których te relacje są zaburzone. Znużenie wywołane jest bowiem przez czynniki psychiczne (emocjonalne). Człowiek ma zdolność wywołania u siebie stanu znużenia przy równoczesnym braku zmęczenia rzeczywistego (mięśni), np. brak psychicznej motywacji do wysiłku fizycznego (brak psychicznego zainteresowania ruchem w danej chwili) przy równoczesnej jego realizacji. Znużenie jest wówczas powodem małej wydajności i efektywności ruchu (pracy). Sytuacja odmienna: istnieje rzeczywiste zmęczenie mięśni przy równoczesnej podbudowie psychicznej, przejawiającej się celowością i chęcią wykonania efektywnego i wydajnego ruchu (pracy). Wówczas wykonany ruch (praca) nie przejawią obniżenia wydajności i efektywności. Wykonywaniu pracy (ruchu) towarzyszy napięcie emocjonalne związane z zainteresowaniem pracą, świadomością wielkiego celu. Są to przykłady które udowadniają wpływ I i II układu sygnałów oraz czynności myślowych na przebieg zmęczenia i znużenia oraz pośrednio (przez układ nerwowy) na samą pracę mięśni.
Na przebieg rozwoju zmęczenia oddziałują troficzne wpływy układu nerwowegoPrzy drażnieniu nerwów współczulnych nasileniu ulegają procesy oksydacyjne, synteza ATP, zwiększeniu ulega rezerwa zasadowa i przewodnictwo elektryczne. Drażnienie nerwów współczulnych pobudza także przewodzenie impulsu z połączeniach synaptycznych.
W mięśniu zmęczonym zmniejsza się amplituda skurczów, wydłuża się faza rozkurczu, rozkurcz staje się niepełny, rozwija się przykurcz. Zmniejsza się pobudliwość (zwiększa się próg pobudliwości), wydłuża się okres pobudzenia utajonego (czas od chwili pobudzenia mięśnia do początku skurczu). Zmęczenie dotyczy w pierwszej fazie płytki ruchowej (synapsy mięśniowo-nerwowej).
Teorie zmęczenia
1. Teoria wyczerpania (Verworn`a i Schiff`a) - zmęczenie jest następstwem zużycia materiałów energetycznych w pracującym mięśniu. Badania wykazały, że zmęczenie mięśnia pojawia się przed wyczerpaniem się substancji energiodajnych (glikogenu, glukozy).
2. Teoria zakwaszenia (Pflüger`a) - zmęczenie jest wynikiem nagromadzenia się metabolitów przemian beztlenowych (kwasy, kreatyna, dwutlenek węgla).
3. Teoria neurogenna Pawłowa, Sjeczenowa, Orbelli`ego i Krestownikowa - zmęczenie jest efektem znużenia nerwowego i zahamowania przekaźnictwa nerwowego oraz nerwowo-mięśniowego. Stan zmęczenia jest wywołany zmianami głównie w układzie nerwowym. Duży udział w rozwoju zmęczenia bierze kora mózgowa i wegetatywny układ nerwowy.
4. Teoria zatrucia - zmęczenie jest rezultatem nagromadzenia się w pracującym mięśniu swoistych toksyn zmęczenia. Obecnie teoria ma historyczne znaczenie, bowiem obok typowych i znanych metabolitów nie wyodrębniono przewidywanych toksyn zmęczenia z mięśni intensywnie pracujących.
5. Teoria niedotlenienia - zmęczenie mięśnia podczas pracy jest wywołane narastającym niedotlenieniem (hipoksja w mięśniu) z powodu intensywnego wykorzystywania tlenu do oddychania wewnątrzkomórkowego.
Żadna z wymienionych teorii nie wyjaśnia w pełni przyczyn zmęczenia. Obecnie dominuje koncepcja syntetycznego podejścia do procesu zmęczenia, tzn. wyjaśniania jego przyczyn za pomocą wszystkich teorii, z wyłączeniem teorii zatrucia, która nie została udowodniona. Wraz z rozwojem biologii molekularnej pojawiają się kolejne teorie zmęczenia (np. teoria dehydratacji, teoria elektrolitowa, teoria mediatorowa, teoria łańcuchowa = wzajemnych powiązań), rozpatrujące ten proces na poziomie cząsteczkowym. Żadna jednak nie może być przyjęta bezkrytycznie i tak naprawdę można je podciągnąć do wcześniej opublikowanych już teorii (np. szeroko pojętej teorii neurogennej czy wyczerpania).

Wypoczynek
Wypoczynek jest to ogólnoustrojowy zespół procesów i czynności zmierzających do przywrócenia homeostazy ustroju. Celem wypoczynku jest zatem zniesienie stanu zmęczenia.
W czasie wypoczynku nasileniu ulegają procesy anaboliczne, regeneracyjne, których zadaniem jest uzupełnienie materiałów zapasowych, usunięcie z tkanek metabolitów toksycznych i zbędnych, przywrócenie równowagi wodno-elektrolitowej i kwasowo-zasadowej. Procesy anaboliczne pochłaniają znaczne ilości energii, zatem wypoczynek jest procesem metabolicznie (wewnątrzkomórkowo) bardzo aktywnym, wymagającym prawidłowego odżywiania organizmu.
Wypoczynek może być bierny lub czynny.
Wypoczynek bierny polega na zaniechaniu wszelkich wysiłków fizycznych (sen) lub ograniczeniu ich do normalnych, codziennych (koniecznych) czynności życiowych.
Wypoczynek czynny to proces przywracania homeostazy przy zastosowaniu optymalnego ruchu (rekreacja - aktywny wypoczynek). Ruch powinien dotyczyć innych grup mięśni niż te zmęczone. Zasadą takiego wypoczynku jest przełączanie pracy jednych mięśni na pracę innych mięśni.
Z tematem wypoczynku czynnego związany jest eksperyment i tzw. efekt Sjeczenowa.
Sjeczenow doświadczalnie wykazał, że najskuteczniejszym odpoczynkiem jest, nie chwilowy spokój (spoczynek) pracującej ręki, lecz odpoczynek polegający na wprawieniu w ruch drugiej ręki. Zdolność do ruchu zginaczy prawej ręki ulega zwiększeniu przy jednoczesnym napięciu statycznym prostowników lewej ręki.
Zaobserwowany proces nosi nazwę efektu Sjeczenowa. Wg Sjeczenowa mechanizm działania tego efektu polega na bodźcowym pobudzaniu mięśnia zmęczonego do “odnowy biologicznej” przez inny pracujący mięsień. Wpływ na mięsień zmęczony odbywa się za pośrednictwem OUN. Z punktu widzenia bioenergetycznego ta koncepcja jest pozbawiona sensu, nie jest więc aktualna. Efekt Sjeczenowa sprowadza się raczej do psychicznej sugestii, zatem samo uczucie wypoczynku jest wówczas tylko pozorne. Oczywiście tego efektu nie można uogólnić i odnieść do wszystkich sytuacji. Nie jest to uniwersalne prawo, (dla wszystkich mięśni i sytuacji zmęczenia) jak niektórzy autorzy sugerują.
W latach czterdziestych XX wieku Folbort ogłosił inną koncepcję wyjaśniającą wypoczynek czynny. Zdaniem Folbort`a odpowiednio zastosowane ćwiczenia ruchowe określonych grup mięśni wytwarzają impulsy wzbudzające ośrodki korowe do wyzwalania procesów hamowania w mięśniach zmęczonych. Procesy hamowania umożliwiają mięśniom zmęczonym powrót do homeostazy. Koncepcja Folbert`a nie powinna być przyjmowana bezkrytycznie, bowiem nie została rzetelnie udowodniona.
Ponadto wypoczynek czynny nie jest w każdym przypadku zmęczenia efektywny i wskazany. Dobór właściwego rodzaju wypoczynku zależy od uprawianej dyscypliny sportu, rodzaju intensywnie wykonywanych ruchów oraz stopnia i rozległości zmęczenia. Wypoczynek czynny może być zastosowany przy umiarkowanym zmęczeniu psychicznym i zmęczeniu fizycznym lekkim.
W poważniejszych stanach zmęczeniowych zaleca się odpoczynek bierny z zastosowaniem odpowiednio dobranych zabiegów dodatkowych.