Утомление мышц профилактика мышечного утомления: Профилактика утомления Статьи

Профилактика утомления Статьи

« Назад Наталья ЯКОВЛЕВА, депутат муниципального совета МО УРИЦК, кандидат медицинских наук, главный врач СПб ГБУЗ «Город­ская поликлиника № 91», Владимир КУЛГАНОВ, доктор медицинских наук, профессор-консультант СПб ГБУЗ «Городская поликлиника № 91» Чтобы предупредить отрицатель­ные психологические и физиологи­ческие изменения в организме чело­века, надо знать причины усталости и нейтрализовать их отрицательное влияние. Длительное напряжение может вызвать утомление, то есть такое физиологическое состояние, которое наступает вследствие напряженной и длительной деятельности организма и проявляется во временном сниже­нии его работоспособности. Уставший человек порой допускает неточности в восприятии информации и проявля­ет нервозность в работе. Утомление, являясь физиологической реакцией организма на работу, ведет к неэко­номному расходованию энергии и уменьшению резервных сил. В основе этого состояния лежит истощение нервных структур. Утом­ление является важным для организ­ма фактором, так как препятствует крайнему его истощению, переходу в патологическое состояние, являясь сигналом необходимости прекратить работу и перейти к отдыху. Наряду с этим оно играет существенную роль в жизнедеятельности человека, способ­ствуя тренировке функций организма, их совершенствованию и развитию. Хроническое утомление может привести к возникновению различных заболеваний, в первую очередь неврозов, основными признаками ко­торых являются: ощущение усталости перед началом работы, повышенная раз­дражительность, исчезно­вение интереса к работе и окружающим событиям, снижение аппетита и паде­ние массы тела, нарушение сна и понижение общей не­специфической реактивно­сти организма. Так что же делать? Как избежать перенапряжения нервной системы? Обычная логика рассуждений здесь такая: поскольку полностью избежать нервных нагрузок нельзя и трудно исключить влияние стрессов, то снимать напряжение луч­ше всего, используя простые заповеди здорового образа жизни. Они помогут вам снимать психоэмоциональное на­пряжение, не прибегая к лекарствам. Все пути и способы, которые ведут к более позднему развитию утомле­ния, сохранению и повышению трудо­способности, делятся на две группы — специфические и неспецифические. К первой следует отнести рациональ­ное распределение людей по специ­альностям, их обучение и тренировку, а также разумную компоновку и обо­рудование рабочих мест. Неспецифические методы поддер­жания высокой работоспособности в основном обусловлены воспитанием и тренировкой общих качеств и функ­ций организма, повышением неспе­цифической его реактивности. К числу таких методов в первую очередь от­носятся рациональный режим труда и отдыха, физическая культура, закали­вание, психогигиена и другие. Одним из важных средств восста­новления трудоспособности человека является физическая культура. Недо­статок физической активности небла­гоприятно действует на состояние их здоровья. При уменьшении двигатель­ной активности снижается общая рабо­тоспособность, сопротивляемость ор­ганизма к различным инфекционным заболеваниям и факторам внешней среды. Важную роль в профилактике утомления играют фи­зические упражнения. Удовлет­воряя потребность человека в движениях, они укрепляют здо­ровье, совершенствуют защит­ные механизмы, увеличивают приспособляемость организма к внешней среде. К важным функциям физической культуры можно отнести рекреа­тивную, дистрактивную и компенса­торную. Физическое воспитание вы­рабатывает у людей решительность, смелость, настойчивость в достиже­нии цели, а также психологическую устойчивость. Рекреативная функция удовлет­воряет в отдыхе. В этом плане воз­можности физического воспитания огромны. Своими средствами оно обеспечивает как пассивный, так и активный отдых. С этой функцией тесно связана другая — дистрактивная, состоящая в отвлечении людей от профессиональных забот. Она позволяет переключить их внима­ние на другие объекты, значительно разгрузить физическое и психологи­ческое напряжение. Именно в этих целях разработаны специальные комплексы физических упражнений и занятий для различных категорий специалистов с учетом характера их деятельности. ПЯТИМИНУТКА БОДРОСТИ Комплекс № 1 Исходное положение — сидя на стуле.  Руки за голову. Сильно прогнув­шись назад, покачаться, опираясь ногами об пол, 3 — 4 раза.  Сидя на краю стула, руки на по­ясе, ноги широко расставлены, опи­раются на всю ступню. Повороты ту­ловища вправо и влево, не отрывая ног от пола, по 2 — 3 раза.  Сидя на краю стула, ноги на ши­рине плеч. Разводя руки в стороны ладонями вверх, сильно прогнуться. Опустить руки и голову вниз, рассла­биться, 3 — 4 раза.  Из упора на сиденье поднять ноги в «угол», 3 — 8 раз. Или, держа ноги на весу, отжаться на руках, 3 — 6 раз.  Круговые движения головой вправо и влево, по 3 — 4 раза.  Сидя на краю стула, ноги ши­роко расставлены. Руки развести в стороны, прогнуться. Сгибая руки за голову, выполнить наклоны пооче­редно вправо и влево, по 2 — 3 раза.  Сидя на стуле, поочередно мас­сажировать ноги (поглаживающие, затем сдавливающие и потряхиваю­щие движения рук направлять толь­ко вверх по голени). Комплекс № 2 Исходное положение — стоя за стулом.  Руки на спинке стула. Поднять­ся на носки, опуститься на всю ступ­ню, 8 — 10 раз.  Сильно прогнувшись назад, руки вверх, ногу отставить назад на носок, смотреть в потолок. Опустить руки и голову, приставить ногу, рас­слабить плечи. Повторить 4 раза, по­очередно меняя ноги.  Руки на спинке стула. Начав с полуприседаний, перейти на глу­бокие приседания, 8 — 10 раз.  Руки на поясе. Поворот тулови­ща вправо, затем влево, 2 — 3 раза. Комплекс № 3 В комплекс входят упражнения с предметом (две гантели весом до 0,5 кг). Упражнения взять по выбору из комплексов № 1 и № 2. При появлении чувства усталости в качестве восстанавливающего сред­ства рекомендуется проведение физ­культурных микропауз. Для борьбы с утомлением, развившимся в динами­ке деятельности, с целью стимуляции работоспособности рекомендуется выполнять комплексы упражнений дыхательной гимнастики. Дефицит двигательной активности приводит к снижению тонуса мышц, ухудшению деятельности внутренних органов, снижает работоспособность. В этих условиях физическая культура может выполнять компенсаторную функцию, задачей которой является сохранение необходимой физиче­ской и умственной активности. При проведении ультрафиоле­товых облучений необходимо учи­тывать, что чувствительность кожи к этим лучам изменяется при неко­торых заболеваниях, физиологиче­ских состояниях и условиях. В районах, где имеется недоста­ток солнечной энергии, рекоменду­ется проводить два курса облуче­ния: осенью (октябрь — декабрь) и зимой — весной (январь, март). Особое значение приобретает облучение ультрафиолетовым излу­чением на Крайнем Севере в период полярной ночи. В этих широтах долж­но широко применяться не только периодическое облучение ультра­фиолетом, но также использование источников света, обогащенных уль­трафиолетовым компонентом. Из водных процедур используют наружное применение воды,при ко­торых она оказывает равномерное раздражающее действие на всю по­верхность тела (душ, бассейн). Более эффективным раздражителем, по­вышающим тонус организма, явля­ется душ, который оказывает терми­ческое и механическое воздействие. Довольно эффективными сред­ствами повышения работоспособ­ности являются купание, плавание в бассейне. При этом термическое раздражение выражено довольно сильно, поскольку большая часть поверхности тела приходит в со­прикосновение со значительной массой воды. Кроме того, возникают еще механические раздражения от движения воды. Наконец, присоеди­няется еще также термическое дей­ствие воздуха. Длительность пребы­вания в воде при купании зависит от температуры воды, особенностей организма и привычки. Во всяком случае, плавание надо заканчивать до появления ощущения похолода­ния и до появления дрожи. После приема гидропроцедур необходимо тщательно досуха вы­тереть все тело и растереть его по­лотенцем или простыней до неболь­шого покраснения. Водные процедуры можно исполь­зовать и для закаливания организма. При их проведении надо учитывать, что теплопроводность воды почти в 30 раз выше, чем воздуха, вследствие этого вода и воздух одинаковой тем­пературы вызывают разную реакцию кожной поверхности тела. Воздушные ванны эффективны благодаря тому, что воздух, обмы­вая открытые части тела и находясь в движении, создает постоянную смену температур и тем самым то­низирует рецепторы кожи. Начинать воздушные ванны рекомендуется с 20 градусов Цельсия, доходя посте­пенно до более низких температур. При ощущении прохлады их сле­дует сочетать с движением — ходь­бой, легкой гимнастикой и т.п. Такие воздушные ванны обладают более сильным раздражающим действием. После них рекомендуется принимать душ, обливание или обтирание. Воз­душные ванны необходимо по воз­можности продолжать и в холодный период года, особенно зимой и вес­ной. Снижение температуры воздуха нужно компенсировать ускорением упражнений или проделыванием та­ких из них, которые одновременно охватывают большие группы мышц. Мышечную нагрузку при этом нужно дозировать постепенно. Консультации будут проходить каждый четверг с 15.00 до 17.00 по адресу: ул. Партизана Германа, д. 22 (помещение Муниципального совета МО УРИЦК). Просим записываться на консультацию заранее. Тел.: 735-86-51.  Уважаемые жители! Лекции доктора медицинских наук профессора Кулганова Владимира Александровича будут проводиться по адресу: ул. Отважных, д. 8, конференц-зал поликлиники № 91 (4-й этаж). ДАТА, ВРЕМЯ ТЕМА ЛЕКЦИИ 26.02.2014, 15.00 — 16.00 Предупреждение желудочно-кишечных заболеваний 05.03.2014, 15.00 — 16.00 Острые респираторно-вирусные заболевания и их профилактика  Консультации будут проходить каждый четверг с 15.00 до 17.00 по адресу: ул. Партизана Германа, д. 22 (помещение Муниципального совета МО УРИЦК). Просим записываться на консультацию заранее. Тел.: 735-86-51. Комментарии Комментариев пока нет

Утомление мышц | Биология. Реферат, доклад, сообщение, краткое содержание, лекция, шпаргалка, конспект, ГДЗ, тест

Тема:

Скелетные мышцы

Утомление мышц наступает при выполнении тяжёлой работы тем быст­рее, чем большими будут нагрузки на мышцу и скорость её сокращения. В ста­тических условиях усталость наступает раньше, чем в динамических. При рит­мичном режиме работы усталость наступает позже.

Причиной быстрого утомления бывает недостаток кислорода в воздухе, нетренированность или болезненное состояние человека, разные злоупотребле­нии, неправильный распорядок дня, недоедание. Это происходит потому, что при мышечном сокращении тратится много энергии, а для окисления глюкозы необходим кислород. У нетренированных людей или таких, у кого больное сердце, кровь не успевает снабжать мышцы достаточным количеством кислорода. Глюкоза в таких услови­ях расщепляется не полностью, образуется продукт её недоокисления — молочная кислота, которая, накапливаясь в мыш­цах, вызывает в них боль на протяжении нескольких дней.

Средством предотвращения утомления является чередо­вание труда и отдыха, рациональное питание и нормальный сон, исключение разных злоупотреблений.

Выдающийся российский физиолог, основатель физиоло­гической школы Иван Сеченов доказал, что возобновление работоспособности уставших мышц руки человека после длительной работы ускоряется, если в период отдыха работать другой рукой. В отличие от обычного отдыха И. Сеченов назвал такой отдых активным. Материал с сайта http://worldofschool.ru

Важную роль в возникновении утомления мышц играет центральная нервная система. Доказательством этого служат опыты с гипнозом (внушением), проведённые на добровольцах. Находясь в состоянии гипноза, ис­пытуемый может длительное время ритмично и быстро поднимать тяжёлую гирю, если ему внушить, что в руках у него лёгкая корзина. И наоборот, если внушить исследуемому, что в его руке — тяжёлая гиря, вместо лёгкой корзины, у него быс­тро наступает мышечное утомление.

На этой странице материал по темам:

• Утомление и отдых мышц кратко

• Правила для предотвращения утомления мышц

• Доклад на тему утомление мышц

• Доклад утомление мышц кратко

• Утомление мышц это краткое содержание

Вопросы по этому материалу:

• Объясните причины возникнове­ния и физиологические механизмы утомления мышц.

(PDF) Профилактика состояния утомления. Организационные и индивидуальные методы

расположение управляемых частей, физическая нагрузка, высота рабочей

поверхности (Стадниченко, 2005). В зависимости от вида трудовой

деятельности к рабочей позе могут быть предъявлены специфические

требования. Так, почти половину смены врач-лаборант вынужден проводить в

фиксированной позиции за микроскопом, или же электромонтёру необходимо

выполнять работу, стоя в достаточно малоподвижной позе. Естественно, что

такое положение приводит к очень скорому появлению утомления.

Если, в виду рабочих условий, нет возможности изменить позу на более

свободную, то нужно, по крайней мере, попытаться оптимизировать рабочие

движения. Для этого следует исключить лишние, малоэффективные действия,

которые только больше утомляют работника — это перекладывание предметов

из одной руки в другую, постоянное поддерживание руками обрабатываемой

детали, а также повороты, наклоны и приседания, в которых нет необходимости

(Зинченко с соавт., 1979). С целью ограничения излишних движений стоит

также соблюдать порядок на рабочем столе, размещая документы, книги,

технику или инструменты так, чтобы всегда можно было максимально быстро

найти нужную вещь, в противном случае её поиск может вызвать волнение и

займёт рабочее время.

В случае, если возможность менять позу всё же есть, оптимальным будет

выбор позы, поддержание которой обеспечивается за счёт минимума активных

напряжений мышц (Стадниченко, 2005). В целом, основным правилом является

избегание излишней нагрузки и напряжения, способных вызвать

преждевременное утомление.

Стоит учитывать также, что при поддержании даже самой рациональной

позы развивается и накапливается напряжение определённых мышечных групп,

так что её продолжительное сохранение может неблагоприятно влиять на

работоспособность человека и развитие утомления (Казантинова, 2013). Таким

образом, в процессе труда необходимо перераспределять нагрузку на разные

группы мышц, меняя рабочую позу.

Существует огромное количество иных эргономических требований к

компонентам деятельности, каждый из которых мог бы послужить темой для

Утомление реферат по медицине — Docsity

ОГЛАВЛЕНИЕ Введение…………………………………………………………………….. 2 Работоспособность………………………………………………………….3 Парадоксы утомления……………………………………………………… 7 Диапазон оптимальной деятельности……………………………………..8 Утомление и функциональные резервы организма……………………… 11 Мышечное утомление с позиции теории функциональных систем……. . 12 Динамика утомления. Переутомление……………………………………. 13 Механизмы развития утомления………………………………………….. 16 Утомление и неутомляемость……………………………………………… 18 Отдых и профилактика утомления………………………………………… 19 Восстановление…………………………………………………………….. 21 Диагностика утомления……………………………………………………. 23 Литература…………………………………………………………………..26 ВВЕДЕНИЕ Возрастание роли человеческого фактора в эпоху ускорения научно- 0 0 1 Fтехнического прогресса определяет необходимость усиления внимания к ре шению 0 0 1 Fряда теоретических и прикладных проблем физиологического обеспе чения 0 0 1 Fвысокой работоспособности человека и сохранения его профессиональ ного здоровья. Одно из центральных мест среди этих проблем занимает проблема утомления. Полтора века интенсивных исследований этой проблемы в области физиологии труда и спорта, решая одни вопросы, выдвигают другие. Проблема содержит и сегодня ряд спорных вопросов, а некоторые установившиеся положения заслуживают обсуждения в свете новых фактов и идей. С точки зрения самой сущности рассматриваемого понятия, утомление F 02 D функциональное состояние организма, процесс снижения работоспособности под влиянием труда или состояние сниженной работоспособности? Многие авторы под утомлением понимают временное снижение работоспособности под влиянием воздействия нагрузки. Однако работоспособность зависит не только от 0 0 1 Fфункционального состояния организма (в частности, утомле ния), но и от уровня профессиональной подготовленности, мотивации, интереса к работе и других факторов, не связанных непосредственно с содержанием рабочей нагрузки. Отсюда необходимо уяснить соотношение понятий утомления и работоспособности. Если понимать под утомлением функциональное состояние организма, то в его определение, по-видимому, следует ввести как внутренние (состояние функций), так и внешние (эффективность и качество труда) его проявления. При определении понятия утомления ряд авторов рассматривает его в двух аспектах: как функциональное состояние определенной категории специалистов и как состояние, развивающееся под влиянием конкретного вида деятельности, если она определяет специфические причины и признаки его развития. Дискуссионным является вопрос о формах и стадиях развития утомления (переутомления), о принципах классификации этого состояния. В области изучения механизмов утомления несомненный интерес 0 0 1 Fпред ставляют суждения о роли регуляторных и энергетических процессов и, в 2 новолуния. Причем у женщин овуляция и падение тонуса приходятся чаще всего на полнолуние. Сезонные колебания работоспособности заметили давно. В переходное время года, особенно весной, у многих людей появляются вялость, утомляемость, снижается интерес к работе. Это состояние называют весенним утомлением. 0 0 1 FМноголетние циклы работо способности были открыты ленинградским ученым В. 0 0 1 FИ. Шапошниковой. Она установила, что у спортсме нов наибольшие достижения отмечаются через два года на третий. Упомянем и о теории определения трех биоритмов F 02 D физического, 0 0 1 Fэмоционального и интел лектуального со дня рождения. Эти циклы действительно существуют, причем они имеют связь с показателями обмена веществ. Но их трудно прогнозировать с момента рождения из-за многочисленных привходящих факторов, 0 0 1 F 0 0 1 Fвызываю щих физические, эмоциональные, психические стрес сы. Например, при 0 0 1 Fнапряженных тренировках спортс менов или во время студенческой сессии 0 0 1 Fамплитуда соответствующих биоритмов была все время на подъ еме, а частота увеличивалась. Это свидетельствует о том, что психологические факторы сильнее 0 0 1 Fприрод ных датчиков ритма. 0 0 1 FВ последние годы обнаружены ритмы функцио нирования нервной, 0 0 1 Fмышечной и сердечно-сосудис той систем продолжительностью 5 F 0 2 D 16 дней. Их 0 0 1 Fвыраженность зависит от тяжести труда. У людей тяжело го физического труда они равны 5 F 02 D 0 0 1 F 8 дням, у работ ников умственного труда F 0 2 D 8 F 0 2 D 16 дням. 0 0 1 FА как влияет на работоспособность возраст? Уста новлено, что в 18 F 0 2 D 20 лет у человека наблюдается самая высокая интенсивность интеллектуальных и 0 0 1 Fлоги ческих процессов. К 30 годам она снижается на 4%, к 40 F 0 2 D на 13, к 50 F 0 2 D на 20, а в возрасте 60 лет F 02 D на 25%. По данным ученых Киевского института 0 0 1 F 0 0 1 Fгерон тологии, физическая работоспособность максималь на в возрасте от 20 до 30 лет, к 50 F 02 D 0 0 1 F 60 годам она сни жается на 30%, а в следующие 10 лет составляет лишь около 60% юношеской. 5 Все сказанное подводит к выводу, что чрезвычайно важно научиться выбирать 0 0 1 F 0 0 1 Fоптималь ное время для того или иного вида работы, совпадаю щее с пиком 0 0 1 Fсуточной, недельной, месячной работо способности. Оценка физической работоспособности проводится с помощью специальных 0 0 1 Fтестов. В последние десятилетия наибольшее рас пространение получили такие, 0 0 1 Fкак Гарвард ский степ-тест и PWC 0 0 1 F-170. Помимо этих ме тодик, в условиях реального производства используют оценку работоспособности по 0 0 1 Fпроизводственным показателям. Психофизи ологические методы включают в себя 0 0 1 Fиссле дование функций зрительного и слухового анализаторов, динамометрию, 0 0 1 Fвариационную пульсометрию, применение тестов на внима ние, память, мышление. 0 0 1 FЭти методы разно образны, и их набор в каждом конкретном случае определяется 0 0 1 Fусловиями труда и зада чами исследования. ПАРАДОКСЫ УТОМЛЕНИЯ 0 0 1 FДлительное время ученые считали утомление от рицательным явлением, 0 0 1 Fнеким промежуточным состоя нием между здоровьем и болезнью. Немецкий 0 0 1 Fфизио лог М. Рубнер в начале XX 0 0 1 Fв. высказал предположе ние, что человеку отпущено на жизнь определенное число калорий. Поскольку утомление является 0 0 1 F«расто чителем» энергии, оно ведет к сокращению жизни. Некоторым 0 0 1 Fприверженцам этих взглядов даже уда лось выделить из крови «токсины 0 0 1 Fусталости», сокра щающие жизнь. Однако время не подтвердило этой концепции. Уже в наши дни академик АН УССР Г.В.Фольборт провел убедительные исследования, показавшие, что утомление является естественным побудителем процессов восстановления работоспособности. Здесь действует закон биологической обратной связи. Если бы организм не утомлялся, то не происходили бы и восстановительные процессы. Чем больше утомление (конечно, до определенного предела), тем сильнее стимуляция восстановления и тем выше уровень 0 0 1 F 0 0 1 Fпо следующей работоспособности. Важно и то, что в пе риод восстановления происходит «текущий ремонт» органов и тканей, усиливаются процессы 0 0 1 Fрегенерации, заживления ран. Все это говорит о том, что утомле ние не разрушает 6 0 0 1 Fорганизм, а поддерживает его. Под тверждением этого вывода являются исследования и советского физиолога профессора И.А.Аршавского, в ходе которых было установлено, что физические нагрузки не сокращают, а, наоборот, увеличивают 0 0 1 Fпро должительность жизни. Одно из наиболее емких определений состояния утомления дали советские ученые В.П.Загрядский и А.С.Егоров: «Утомление F 02 D 0 0 1 F возникающее вслед ствие 0 0 1 Fработы временное ухудшение функционально го состояния организма человека, 0 0 1 Fвыражающееся в снижении работоспособности, в неспецифических из менениях 0 0 1 Fфизиологических функций и в ряде субъ ективных ощущений, объединяемых 0 0 1 Fчувством уста лости». 0 0 1 FПочему же такая полезнейшая вещь имеет отри цательную окраску: 0 0 1 Fснижается интерес к работе, ухуд шается настроение, нередко возникают болезненные ощущения в теле? Сторонники эмоциональной теории объясняют: это происходит, если работа 0 0 1 Fбыстро наскучила. Дру гие основой усталости считают конфликт между 0 0 1 F 0 0 1 Fне желанием работать и принуждением к труду. Наибо лее доказанной сейчас считается деятельная теория. Она основана на установочной модели поведения, 0 0 1 F 0 0 1 Fраз работанной советским психологом Д.Н.Узнадзе. Со гласно этой модели 0 0 1 Fпотребность, побуждающая чело века к работе, формирует у него состояние 0 0 1 F 0 0 1 Fготов ности к действию или установку на труд. Действитель но, в порыве творчества люди обычно не испытывают усталости. А как легко воспринимаются 0 0 1 Fстудентами первые лекции. Положительная установка на физиче ские упражнения дает не усталость, а мышечную радость. Установка психологически поддерживает 0 0 1 Fто нус организма на должном уровне. Если она угасает, то и возникает неприятное 0 0 1 Fчувство усталости. Следо вательно, только от нас с вами зависит ощущение 0 0 1 Fутомления как болезненного явления или как удоволь ствия. Умеют же спортсмены, 0 0 1 Fтуристы и просто опыт ные физкультурники воспринимать усталость как 0 0 1 F 0 0 1 Fмы шечную радость. Когда утомление становится при вычным, потребность в 0 0 1 Fтруде включает дополнитель ные резервы тонуса организма и формирует 0 0 1 F 0 0 1 Fощуще ние легкости, подъема, прилива сил, творческого на строя. 7 0 0 1 F 0 0 1 Fсигна лов от рабочих органов и предохраняет его от повреж дения. Чрезмерная работа приводит к стадии парабиотического торможения в коре больших 0 0 1 Fполуша рий. Тогда уже не срабатывает и воля F 0 2 D 0 0 1 F человек вы нужден прекратить работу. Таким образом, повышение работоспособности и ускорение роста производительности труда должны быть связаны не только с его облегчением, но и 0 0 1 F 0 0 1 Fуме нием человека получать радость от деятельности, ак тивно преодолевать 0 0 1 Fутомление, включать свои ре зервы. УТОМЛЕНИЕ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ РЕЗЕРВЫ ОРГАНИЗМА Проблема утомления является одной из актуальных в физиологии и 0 0 1 Fнеразрывно связана с представлениями об адаптации, о работоспособ ности, восстановлении и функциональных резервах организма. С медико-биологических позиций утомление целесообразно связать с особенностями мобилизации и 0 0 1 Fиспользования функциональных резервов клеточного, ткане вого, органного, системного и организменного уровней. Функциональные резервы адаптации могут быть представлены в виде гетерогенной, биосоциальной системы, фундаментом которой выступает подсистема биохимических резервов, а вершиной F 02 D 0 0 1 F подсистема психологи ческих резервов. 0 0 1 FБазовым (центральным) звеном системы является под система физиологических резервов, объединяющая составляющие элементы системы функциональных резервов за счет нейрогуморальной регуляции. В процессе адаптации к деятельности мобилизация функциональных резервов организма осуществляется в соответствии с особенностями деятельности, уровнем 0 0 1 Fи спецификой адаптированности и текущего функ ционального состояния организма. Возникновение утомления обусловлено исчерпанием определенной очереди мобилизуемых функциональных резервов адаптации. Продолжение деятельности на фоне развивающегося утомления обеспечивается включением более высокого уровня эшелона мобилизуемых резервов адаптации. Исчерпание 10 функциональных резервов адаптации происходит сообразно характеру деятельности или действия адаптогенного фактора. МЫШЕЧНОЕ УТОМЛЕНИЕ С ПОЗИЦИИ ТЕОРИИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СИСТЕМ Многочисленные литературные данные, характеризующие мышечное утомление, свидетельствуют о том, что эта проблема исследуется по двум основным направлениям: первое – это изучение роли самой мышцы в процессе утомления, второе развивает представление И. М.Сеченова о том, что при мышечной работе утомление наступает в первую очередь в нервных центрах. С позиции теории функциональных систем, разработанной П.К.Анохиным, утомление следует рассматривать не как локальный процесс, происходящий только в мышце или только в центральной нервной системе, а как новый уровень саморегуляции в системе, определяющей двигательную активность организма. Такая функциональная система включает следующие основные звенья: исполнительное звено – сократительный аппарат мышцы, работа которого тесно связана с обменом веществ в ней и зависит от кровоснабжения, гормональных и нервных влияний; центральное звено – нейроны различных уровней центральной нервной системы, обеспечивающие через афферентные пути работу исполнительного звена; рецепторы результата – проприорецепторы мышцы, посылающие в центральную нервную систему по афферентным проводникам импульсацию, выполняющую роль трех типов афферентаций (обстановочной, пусковой и обратной), сформулированных в теории функциональных систем. Полезным результатом этой функциональной системы является обеспечение двигательной активности без нарушения гомеостаза в организме. Если между сократительной активностью и метаболическими возможностями мышцы имеется динамическое равновесие, то все звенья системы работают по принципу саморегуляции согласованно, работоспособность мышцы при этом не снижается. Так, при некоторой оптимальной частоте сокращений мышца может работать 11 практически без утомления. Если же сократительная деятельность превышает метаболические возможности (слишком велик груз, частота сокращений) или сократительная деятельность невелика, но метаболические возможности снижены (например, при нарушении кровообращения), то есть, если в исполнительном звене наблюдается рассогласование, проприорецепторы информируют об этом центральное звено. Изменения в крови при этом еще не обнаруживаются. Исследования показали, что в процессе длительной работы мышцы происходит постепенное уменьшение поступающей из нее афферентной импульсации. Изменение афферентного потока, поступающего в центральную нервную систему, вызывает перестройку саморегуляции двигательной системы, переход ее на низкий уровень функционирования. С позиции теории функциональных систем утомление – это не истощение, а процесс, который, как писал А.А.Ухтомский, не допускает истощения организма. ДИНАМИКА УТОМЛЕНИЯ. ПЕРЕУТОМЛЕНИЕ Утомление F 02 D 0 0 1 F временное снижение работо способности, вызванное 0 0 1 Fпредшествующей деятельностью. Оно проявляется в уменьше нии мышечной силы 0 0 1 Fи выносливости, воз растании количества ошибочных и лишних действий, 0 0 1 Fизменении частоты сердечных со кращений и дыхания, увеличении 0 0 1 F 0 0 1 Fартериаль ного давления, времени переработки посту пающей информации, 0 0 1 Fвремени зрительно-моторных реакций. При утомлении ослабля ются процессы внимания, его устойчивость и переключаемость, ослабляются выдержка, 0 0 1 Fнастойчивость, снижаются возможности па мяти, мышления. Выраженность изменений состояния организма зависит от глубины утомления. Изменения могут 0 0 1 Fотсутствовать при незначительном утомлении и приобре тать крайне выраженный 0 0 1 Fхарактер при глубо ких стадиях утомления организма. Субъективно утомление проявляется в виде ощущения усталости, 0 0 1 F 0 0 1 Fвызывающего же лание прекратить работу или снизить величи ну нагрузки. Различают 3 стадии утомления. В первой стадии производительность труда 0 0 1 Fпрактичес ки не снижена, чувство усталости выражено незначительно. 12 Механизмы утомления при физической работе во многом сходны с таковыми 0 0 1 F 0 0 1 Fпри ра боте умственной. В обоих случаях лимитиру ющим звеном является утомление в центральных механизмах, которые могут быть общими для физического 0 0 1 Fи умственного труда. Поэтому физическое и умственное утомле ние существенно влияют друг на друга. При физическом утомлении умственная 0 01 Fдеятель ность 0 0 1 Fмалопродуктивна, равно как при умст венном утомлении снижается физическая 0 0 1 Fра ботоспособность, поскольку в обоих случаях имеет место существенное эмоциональное напряжение, сопровождаемое сходными 0 01 Fве гетативными сдвигами. 0 0 1 FТаким образом, различия между умствен ным и физическим утомлением 0 0 1 Fимеют отно сительный характер. Поэтому и в методах профилактики утомления при различных видах труда много общего. МЕХАНИЗМЫ РАЗВИТИЯ УТОМЛЕНИЯ Известно, что 1 моль АТФ дает 48 кДж энергии и что для ресинтеза 1 М АТФ нужно 3 моля кислорода. В условиях срочной мышечной работы человека (бег на короткую дистанцию, прыжок, подъем штанги) запасов 02 в организме не хватает для немедленного ресинтеза АТФ. Такая работа обеспечивается за счет мобилизации энергии анаэробного распада креатинфосфата и гликогена. В итоге в организме 0 0 1 Fнакап ливается много недоокисленных продуктов (молочной кислоты и др.). Создается кислородная задолженность. Такой долг погашается после работы за счет 0 0 1 Fавтоматической мобилизации дыхания и кро вообращения (одышка и усиленное сердцебиение после работы). Если же работа, несмотря на наличие кислородного 0 0 1 Fдолга, продол жается, то наступает тяжелое состояние (утомление), которое иногда 0 0 1 Fпрекращается при достаточной мобилизации дыхания и кровообра щения (второе дыхание спортсменов). В естественных условиях утомление развивается прежде всего как отказ от работы аппаратов ЦНС. При этом электрическое раздражение мышц выявляет их дееспособность. Но и изолированные мышцы, а также децентрализованные мышцы в организме при их прямой стимуляции или стимуляции соответствующего нерва 0 0 1 Fрабо тают не бесконечно. Они тоже утомляются. С разной скоростью утомляются 15 так называемые быстрые и медленные мышцы, имеющие разный тип энергетического обеспечения. Волокна быстрых фазных мышц, например 0 0 1 Fпортняжной мышцы лягушки или длинного раз гибателя пальцев крысы, богаты гликогеном, но имеют мало митохондрий и практически не содержат миоглобина (аналог гемоглобина крови, депонирующий кислород). Они работают на энергетической основе анаэробного цикла реакций, а значит, быстро, но недолго., 0 0 1 FЭти мышцы быстро утомляются. Волокна медленных мышц с оди ночной иннервацией, генерирующих ПД, например камбаловидной мышцы крысы, наоборот, бедны гликогеном, но богаты митохондриями и миоглобином, придающим им красный цвет. Эти мышцы при работе используют главным образом энергию аэробных реакций. Они особенно хорошо кровоснабжаются и могут работать долго без утомления. Специальные тонические мышечные волокна, имеющие множественную иннервацию и работающие на основе низкочастотного локального возбуждения (ПСП), вообще слабы и соответственно тратят мало энергии. Поэтому при 0 0 1 Fнебольшом энергетическом обес печении (в них относительно мало гликогена и митохондрий) они могут долго работать. Утомление изолированных скелетных мышц, выражающееся в снижении их силы и далее в отказе от функции, имеет в качестве своей основной причины накопление в мышцах (внутри волокон и в межклеточных щелях) ряда продуктов метаболизма, прежде всего молочной кислоты (L-лактата), а также h4PO4. Эти 0 0 1 Fвещества на рушают функции мышечных и нервных элементов и в особенности нервно-мышечную передачу. В свою очередь, накопление L-лактата (недоокисленного продукта) зависит от нехватки O2. Что касается энергетических ресурсов мышцы (гликогена, креатинфосфата), то они при обычных условиях утомления не исчерпываются. УТОМЛЕНИЕ И НЕУТОМЛЯЕМОСТЬ Проблема утомления и восстановления, в разработку которой Г.В.Фольборт внес столь существенный вклад, продолжает оставаться одной из наиболее 16 актуальных в теоретическом и практическом отношении. Четыре правила Фольборта, признанные И.П.Павловым, сыграли большую роль в формировании исходных позиций нескольких поколений физиологов и не утратили своего значения по настоящее время. Первое из них гласит: «Работоспособность органа не является его постоянным свойством, а определяется в каждый данный момент уровнем, около которого колеблется баланс процессов истощения и восстановления». После длительной или напряженной деятельности работоспособность снижается, что подтверждено как жизненной практикой, так и многочисленными экспериментами на мышцах и железах. Вместе с тем известно, что, в отличие от скелетных мышц, или пищеварительных желез, кардио-респираторная система функционирует непрерывно на протяжении всей жизни организма. Физиологическую неутомляемость сердца И. М.Сеченов положил в основу научного обоснования восьмичасовой длительности рабочего дня еще в 1895 г., когда его фактическая длительность составляла от 12 до 14 ч. При этом И.М.Сеченов исходил из того, что ритмическая деятельность сердца состоит их систолы и диастолы, длительность которых при частоте пульса 75 уд./мин соотносится как 3/5. Длительность диастолы становится достаточной для полного восстановления сократительной способности миокарда. Деятельность дыхательного центра продолговатого мозга и главной дыхательной мышцы – диафрагмы могут служить еще одним примером относительной физиологической неутомляемости. В отличие от соотношения длительности систолы и диастолы в миокарде, соотношение длительности фаз вдоха и выдоха менее экономно: при нормальном спокойном дыхании с частотой 12 циклов в минуту составляет 5/6 или даже 9/10. Тем не менее, несмотря на более короткий период отдыха и дыхательный центр и диафрагма в обычных условиях работают в режиме физиологической неутомляемости. Одним из механизмов неутомляемости системы, состоящей из утомляющихся элементов, может быть структурная организация, предусматривающая наличие дежурных единиц. Такая система требует определенной избыточности функциональных единиц, каждая из которых получает возможность восстановления своего энергетического потенциала за время, значительно превышающее 17 0 0 1 Fтяжести величина потребления кис лорода возвращается к исходному уровню 0 0 1 Fраньше, чем снижается до нормы концентра ция молочной кислоты в крови, а 0 0 1 Fвосстанов ление уровня резервной основности крови затягивается на более долгий срок. Процессы восстановления энергетических ресурсов в самой скелетной мышце 0 0 1 Fтакже протекают гетерохронно. Например, содержа ние АТФ возвращается к исходному уровню через несколько секунд или минут, креатинфосфат 0 0 1 Fвосстанавливается несколько медлен нее, для достижения исходного уровня 0 0 1 Fглико гена требуются уже десятки минут, а иногда F 0 2 D несколько часов, содержание 0 0 1 F 0 0 1 Fбелков восста навливается еще позже. Гетерохрония восста новительных процессов выражена тем более ярко, чем тяжелее функциональные нагрузки. 0 0 1 FРазличают текущее и послерабочее восста новление. Текущее восстановление происходит во все периоды функциональной 0 0 1 Fактивности, обеспечивая развертывание функций в пе риод врабатывания, 0 0 1 Fсохранение работоспо собности в ходе работы и отдаление сроков развития утомления. Оно осуществляется при взаимодействии нейрогуморальных 0 0 1 F 0 0 1 Fме ханизмов регуляции и саморегуляции кле точных обменных процессов и 0 0 1 Fсинтеза белка. Так, например, гипоталамус обеспе чивает развитие процессов восстановления в работающих органах и тканях за счет нейроэндокринных механизмов, мобилизующих функции гипофиза, надпочечников и других 0 0 1 Fэндокринных желез. Особенно важно адап тационно-трофическое влияние 0 0 1 F 0 0 1 Fсимпати ческого отдела вегетативной нервной сис темы, направленное на 0 0 1 Fактивацию работы скелетных мышц, ЦНС, сердечно-сосуди стой системы. 0 0 1 F 0 0 1 FБольшую роль в восстанови тельных процессах играет перераспределе ние кровотока, за счет чего увеличивается доставка к активно работающим органам и тканям кислорода, питательных веществ и ускоряется удаление конечных продуктов обмена. 0 0 1 FОдной из характеристик изменений, вы зываемых работой, является длительность восстановления F 02 D время, необходимое для возвращения частоты сердечных сокращений к исходному уровню. После легкой работы этот параметр 20 возвращается к исходному уровню в течение 3 F 02 D 5 мин, после тяжелой работы восстанавливается очень длительно, до нескольких часов (рис. 4) Рис. 4. Процессы расхода и восстановления энергетических запасов организма. I F 0 2 D работа, II F 0 2 D отдых; 1 F 0 2 D расход; 2 F 0 2 D восстановление; 3 F 0 2 D сверхвосстановление; 4 F 0 2 D исходный уровень; 5 F 0 2 D 0 0 1 F воз вращение к исходному уровню. Оценить требования, предъявляемые к сердечно-сосудистой системе 0 0 1 Fконкретным видом работы, можно путем подсчета пульсо вой суммы 0 0 1 Fвосстановления, которая представ ляет собой разницу между количеством 0 0 1 F 0 0 1 Fсер дечных сокращений за период восстановле ния и за такой же отрезок времени 0 0 1 Fв исход ном состоянии. Послерабочее восстановление обеспечивает возвращение физического статуса организма или его органов к исходному состоянию после рабочей нагрузки. Важное значение в развитии послерабочего восстановления имеет состояние ЦНС. 0 0 1 FПоказано, что в ЦНС после прекращения работы отмечается нали чие 0 0 1 F«остаточного», или «послерабочего», воз буждения, проявляющегося в ускорении и увеличении силы условных и безусловных рефлексов. У тренированных лиц это явление кратковременно или отсутствует полностью. У нетренированных 0 0 1 Fпослерабочее возбуждение выражено ярко и зависит от тяжести вы полняемой работы. 0 0 1 FПослерабочее возбуждение сменяется пе риодом послерабочего 0 0 1 Fвосстановительного торможения, характеризующегося ослабле нием рефлекторных реакций. Сверхвосстановление. При определенной подготовленности организма через 0 0 1 Fнекоторое время после работы отмечается возникнове ние повышенной работоспособности. Аналогичное явление сверх исходного восстановления функций наблюдается 0 0 1 F 0 0 1 Fи в от дельных функциональных системах и орга нах. Сверхвосстановление 0 0 1 Fбывает наиболее ярко выраженным после интенсивного функ ционирования 0 0 1 Fсистемы или органа. Биохи мические исследования восстановительных процессов 21 0 0 1 Fв скелетных мышцах животных подтверждают фазное их течение. Восстанов ление содержания в мышце гликогена, креатинфосфата, белков происходит с периодом 0 0 1 Fизбыточного восстановления. Наличие пе риода сверхвосстановления служит 0 0 1 F 0 0 1 Fопреде ленным фактором надежности, обеспечиваю щим готовность организма к последующей деятельности. ДИАГНОСТИКА УТОМЛЕНИЯ В прикладном плане важными для обсуждения являются вопросы о методических приемах диагностики утомления. Возрастает внимание к методам оценки функциональных резервов организма, их качественным и количественным характеристикам, как показателям скорости развития утомления, адекватность и информативность профессиональных и функциональных нагрузочных проб. Интересны и возможности новых методических направлений, таких, как, например, оценка изменений уровня функциональной асимметрии парных органов. Разработаны некоторые субъективные и объективные методы: тест 0 0 1 Fопределения локализации различных ощущении усталости, тест субъектив ного шкалирования утомления в различных регионах тела, метод измерений периметров конечностей человека. Тест определения локализации ощущений усталости состоит из схемы членения поверхности человеческого тела на 100 регионов и небольшой анкеты. При 0 0 1 Fсубъективном шкалировании утомления изучаются те локали зации, где заранее установлено, что признаки утомления особенно сильно выражены; используется от 5 до 11 шкал. Для определения периметров конечности применяются специальные комплекты измерения, состоящие из измерительных лент шириной от 1 до 3 мм и калиброванных линеек, имеющих деления от 0.1 до 0.2 мм. Лабораторные исследования показали перспективность разработанных методов. Так, коэффициент корреляции между полученными данными субъективного шкалирования утомления и объективного измерения снижения работоспособности составлял 0.8 F 02 D 0.9, а между теми же субъективными показателями и увеличением периметров конечности F 02 D до 0.75. 22

Виды и профилактика утомления



 

 

 

 

 

 

Реферат

по Физической культуре

на тему : “Виды и профилактика утомления”

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кудьяровой Валерии, М-201

Утомление – физиологическое состояние организма, возникающее в результате чрезмерной деятельности и проявляющееся временным снижением работоспособности. Утомление может появиться как при умственной, так и при физической работе

Умственное утомление – физиологический процесс снижения работоспособности, возникающее в результате выполнения умственной работы, и характеризующейся развитием двух фаз: двигательного беспокойства и иррадированного торможения.

Физическое утомление – физиологический процесс временного снижения работоспособности, связанные с изменением в клетках двигательного центра, возникающие в процессе выполнения мышечной деятельности: снижение силы, скорости, точности, согласованности и ритмичности движений.

Нередко как синоним утомления употребляют термин «усталость», хотя это не равнозначные понятия: усталость – субъективное состояние, выражающееся нежеланием продолжать работу, часто имеющее условно-рефлекторную природу.

Биологическая роль утомления чрезвычайно висока. Защитная функция, т.е. предохраняет организм от истощения при слишком длительном или слишком напряженной работе; повторное утомление, не доводимое до чрезмерной величины, является средством повышения функциональных возможностей организма.

Работоспособность может быть снижена не только в результате проделанной работы, но и вследствие болезни или необычных условий труда (интенсивный шум, пониженное парциальное давление кислорода во вдыхаемом воздухе). В этих случаях понижение работоспособности является следствием нарушения функционального состояния организма.

Существует множество способов повышения работоспособности. Важно при этом знать причину снижения работоспособности. Зная физиологические и психические особенности человека, можно грамотно построить процесс деятельности, например, снижение работоспособности в начальной школе возникает в первую очередь в связи с тем, что школьники должны овладеть тремя основными школьными навыками: письма, чтения, длительного неподвижного сидения. Чтобы повысить работоспособность можно применить способ релаксации – расслабление. Проводить физминутку. Также сохранить повышенную работоспособность помогает регламентация продолжительности и рациональное чередование различных видов деятельности.

Быстрота утомления зависит от особенностей труда: значительно скорее оно наступает при выполнении работы, сопровождающейся однообразной позой, напряжением ограниченных групп мышц; менее утомительны ритмичные движения. Важную роль в появлении утомления играет также отношения человека к выполняемому делу. Хорошо известно, что у многих людей в период эмоционального подъема длительное время не возникают признаки утомления и чувство усталости. Обычно, когда необходимо продолжать интенсивную работу при наступившем утомлении, человек расходует дополнительные силы и энергию – изменяются показатели отдельных функций организма (например при физическом труде учащаются дыхание и сердцебиение, усиленное потоотделение и. т. д.). При этом продуктивность работы снижается, а признаки утомления усиливаются.

Существует классификация клинических проявлений утомления по Волкову В. Н.:

Легкое утомление – состояние, которое развивается даже после незначительных по объёму и интенсивности мышечной работы;

Острое утомление – состояние, которое развивается при предельной однократной физической нагрузке;

Перенапряжение – остро развивающеесостояние послеоднократно предельной нагрузки на фоне снижения функций организма;

Переутомление – это уже патологическое состояние организма человека, проявляющееся прежде всего в виде невроза.

Недостаточный по времени отдых или чрезмерная рабочая нагрузка в течение длительного времени приводят к хроническому утомлению, или переутомлению. Переутомление в отличие от утомления — это такое сильное нарушение физиологических и биохимических процессов в организме, которое оказывается (именно для данного организма) чрезмерным и приводит к истощению резервов организма

Переутомление — это крайняя степень утомления, находящаяся уже на грани с патологией. Переутомление может быть результатом больших физических и умственных нагрузок. Часто переутомление вызывают и неправильный образ жизни, недостаточный сон, неправильный режим дня и т.д. К переутомлению приводят ошибки в методике подготовки, недостаточный отдых. В состоянии хронического переутомления организм становится более уязвимым, снижается его сопротивляемость к инфекционным заболеваниям. Таким образом, если утомление углубляется и не сменяется охранительным торможением, то можно говорить о переутомлении. При умелом распределении в течение дня умственного и физического труда можно добиться высоких результатов в воспитании и образовании ребенка, а также в его работоспособности.

Переутомление может выражаться в самых разных нарушениях самочувствия, которые носят стойкий характер. Чаще всего встречаются: чувство вялости и разбитости, общая апатия, головная боль, снижение аппетита, пониженный фон настроения. С точки зрения субъективных ощущений, чувство усталости нормально, а вот чувство разбитости — это уже качественно иное ощущение, которое позволяет заподозрить переутомление либо перетренированность. Разбитость говорит о перенапряжении и истощении. Объективно переутомление выражается в ухудшении всех функций организма и это приводит к возникновению различных хронических заболеваний или обострению заболеваний уже имеющихся.

Профилактика переутомления:

1. Технологические меры — создание наиболее благоприятных технологических условий для уменьшения утомляемости (механизация, автома­тизация, улучшение технических характеристик аппаратуры, инструментов и т.д.)

2. Рационализация трудового процесса (экономичность, ритмичность, перерывы, отдых и т. д.). Режим работы играет важную роль и опреде­ляется тяжестью работы: чем тяжелее работа, тем перерывы чаще и короче. В течение рабочего дня необходим большой перерыв (обеденный). Хороший эффект дает также производственная гимнастика и крепкий сон.

Сон – эффективный способ снятия умственного и физического напряжения. Во время сна происходят изменения всей жизнедеятельности организма, уменьшается расход энергии, восстанавливаются и начинают функционировать системы, которые понесли сверхнагрузку (переутомление или болезненные изменения). Сон устраняет утомление и предупреждает истощение нервных клеток. Происходит накопление богатых энергией фосфорных соединений, при этом повышаются защитные силы организма. Хронические недосыпания способствуют появлению неврозов, ухудшению функциональных и снижению защитных сил организма.

Действительным средством длительного сохранения работоспособности в течение рабочего дня является четкий ритм труда. Работа, выполняемая ритмично, примерно на 20% менее утомительна, чем не ритмичная работа той же тяжести. Важное средство борьбы с переутомлением – рациональная смена труда и отдыха или организация в строго определенное время рабочего дня кратковременных перерывов.

3. Рационализация санитарно-гигиенических условий.

4. Повышение квалификации (тренированности) работников. Высококвалифицированные рабочие обычно утомляются позже.

 

 

Физиологические основы труда и профилактика утомления

Физиологические изменения в организме при работе.

        Любой вид трудовой деятельности представляет собой сложный комплекс физиологических процессов, в который вовлекаются все органы и системы человеческого тела. Огромную роль в этой деятельности играет центральная нервная система, обеспечивающая координацию функциональных изменений, развивающихся в организме при выполнении работы.

        Трудовая деятельность осуществляется благодаря затратам энергии мускулов, нервов, человеческого мозга.

        В результате сложных химико-биологических процессов энергия, получаемая в результате расщепления углеводов, используется для выполнения механической работы. При этом количество кислорода, расходуемое на окислительные процессы в мышцах, может отчасти служить показателем интенсивности выполняемой физической работы.

        Вместе с тем существует кислородная задолженность, которая свидетельствует об отставании потребления кислорода во время выполнения работы от потребности в нем организма, и величина ее определяет время восстановительного периода, когда физиологические функции организма постепенно возвращаются к дорабочему уровню.

        В процессе физической деятельности изменяются не только мышцы, но и другие органы и системы организма. Например, увеличивается объем легочной вентиляции, обусловливаемый как учащением, так и углублением дыхания, причем у тренированных лиц преобладает углубленное дыхание. Происходят изменения и сердечно-сосудистой системы, где физическая нагрузка вызывает возрастание минутного объема вследствие учащения сокращений и увеличения ударного объема сердца Кроме того, мышечная работа вызывает, как правило, известное повышение максимального артериального давления; минимальное же обычно возрастает лишь при сравнительно больших физических усилиях.

        Из биохимических изменений крови обращает на себя внимание динамика сахарной кривой. При работах средней тяжести уровень сахара в крови несколько повышается, причем повышенное его содержание сохраняется некоторое время и в течение восстановительного периода.

        При значительных энергетических затратах возможны симптомы, свидетельствующие о начинающемся истощении углеводных резервов организма или о недостаточной их мобилизации.

        Длительные физические усилия умеренной мощности вызывают первоначальное повышение содержания молочной кислоты в крови, которое резко увеличивается при тяжелых работах В результате увеличения рН среды ускоряется переход кислорода из гемоглобина крови в ткани, из-за чего при физических нагрузках значительно повышается коэффициент утилизации кислорода, особенно у тренированных лиц.

        Могут наблюдаться определенные изменения водно-солевого обмена при работе в горячих цехах или при выполнении тяжелой физической работы. При этом значительное повышение деятельности потовых желез может снижать выделительную функцию почек.

        При тяжелой физической нагрузке возможно торможение секреции и моторной функции желудка, а также замедление переваривания и всасываемости пищи.

        Мышечная работа различной интенсивности может вызывать сдвиги разных отделов центральной нервной системы, в том числе и коры головного мозга. Тяжелая физическая нагрузка нередко обусловливает понижение корковой возбудимости, нарушение условно-рефлекторной деятельности, а также повышение порога чувствительности зрительного, слухового и тактильного анализаторов.

        Напротив, умеренная работа улучшает условно-рефлекторную деятельность и снижает порог восприятия для указанных анализаторов.

        Некоторые особенности физиологических изменений в организме имеют место при выполнении умственной работы с преимущественным участием высшей нервной деятельности. Отмечено, что при интенсивной умственной деятельности (в отличие от физической работы) газообмен или совсем не изменяется, или изменяется незначительно.

        Умственный труд обычно вызывает замедление пульса, и лишь иногда значительные умственные напряжения учащают его. При умственной работе повышается кровяное давление, учащается дыхание, увеличивается кровенаполнение сосудов мозга, но уменьшается кровенаполнение сосудов конечностей и брюшной полости.

        Продолжительная умственная работа приводит к падению условных сосудистых рефлексов и образованию парадоксальных реакций. При напряженной умственной работе происходят изменения функций дыхательной системы.

        Напряженный умственный труд вызывает отклонения от нормы тонуса гладких мышц внутренних органов, кровеносных сосудов, в особенности сосудов мозга и сердца. С другой стороны, огромное количество импульсов, идущих от периферии и внутренних органов, влияет на ход умственной работы.

        Установлено, что умственная работа тесно связана с работой органов чувств, в первую очередь зрения и слуха, и она более плодотворно протекает в условиях тишины.

        Легкая мышечная работа стимулирует умственную деятельность, а тяжелая, изнурительная работа, наоборот, понижает ее, снижает качество. Имеются данные о том, что для многих представителей творческой умственной деятельности ходьба являлась необходимым условием успешного выполнения работы.

        Интенсивная работа, как физическая, так и умственная, может привести к утомлению и переутомлению.

        Утомление и переутомление. Под утомлением понимают особое физиологическое состояние организма, возникающее после проделанной работы и выражающееся во временном понижении работоспособности.

        Один из объективных признаков утомления — это снижение производительности труда, субъективно же оно обычно выражается в ощущении усталости, т. е. нежелании или даже невозможности дальнейшего продолжения работы. Утомление может возникать при любом виде деятельности. Это связано с изменениями физиологического состояния всего организма, причем определенное значение имеют нарушения, возникающие в центральной нервной системе.

        При длительном воздействии на организм вредных факторов производственной среды может развиться переутомление, называемое иногда хроническим утомлением, когда ночной отдых полностью не восстанавливает снизившуюся за день работоспособность.

        Основой для возникновения переутомления служит несоответствие продолжительности и тяжести работы и времени отдыха. Кроме того, развитию переутомления могут способствовать неудовлетворительная обстановка труда, неблагоприятные бытовые условия, плохое питание.

        Симптомы переутомления — различные нарушения со стороны нервно-психической сферы, например ослабление внимания и памяти. Наряду с этим у переутомленных людей наблюдаются головные боли, расстройство сна (бессонница), ухудшение аппетита и повышенная раздражительность.

        Кроме того, хроническое переутомление обычно вызывает ослабление организма, снижение его сопротивляемости внешним воздействиям, что выражается в повышении заболеваемости и травматизма. Довольно часто это состояние предрасполагает к развитию неврастении и истерии.

        Например, статистические данные свидетельствуют о том, что резкое повышение заболеваемости нервными болезнями среди рабочих на производстве вызвано неудовлетворительными гигиеническими условиями трудовой деятельности.

        Профилактика утомления. Важной мерой профилактики утомления является обоснование и внедрение в производственную деятельность наиболее целесообразного режима труда и отдыха. Это необходимо в производственных процессах, которые сопровождаются большими затратами энергии или постоянным напряжением внимания. Следует учитывать также, что длительность перерывов при выполнении одинаковой работы должна соответствовать возрастным особенностям организма.

        При разрешении проблемы утомления следует иметь в виду, что в период отдыха происходит не только ликвидация утомления, но и потеря положительных свойств, приобретаемых во время выполнения работы, т. е. состояния «врабатываемости» или «рабочей установки», имеющих последствием повышение количества и качества выполняемой работы.

        Таким образом, длительность и чередование перерывов должны не только восстанавливать основные физиологические функции, но и сохранять положительные факторы, способствующие повышению производительности труда.

        Большое значение в профилактике утомления имеет активный отдых, в частности физические упражнения, проводимые во время коротких производственных перерывов. Физкультура на предприятиях повышает производительность труда от 3 до 14% и улучшает некоторые показатели физиологического состояния организма работающих.

        В последнее время для снятия нервно-психического напряжения, борьбы с утомлением, восстановления работоспособности довольно успешно используют функциональную музыку, а также кабинеты релаксации или комнаты психологической разгрузки. В основе благоприятного действия музыки лежит вызываемый ею положительный эмоциональный настрой, необходимый для любого вида работы. Вместе с тем музыка не только улучшает настроение работающих, но и повышает работоспособность и производительность труда.

        Одним из элементов психологической разгрузки является аутогенная тренировка, основанная на комплексе взаимосвязанных приемов психической саморегуляции и несложных физических упражнений со словесным самовнушением. Главное внимание уделяется приобретению и закреплению навыков мышечного расслабления, позволяющих нормализовать психическую деятельность, эмоциональную сферу и вегетативные функции.

        Большую роль в организации производственного процесса играет ритм работы, который тесно связан с механизмом образования динамического стереотипа. Факторы, нарушающие ритмичность труда, не только снижают его производительность, но и способствуют быстрому утомлению. Например, ритмичность и относительная несложность работы на конвейере доводят рабочие движения до автоматизма, делая их более легкими и требующими меньшего напряжения нервной деятельности.

        Однако излишний автоматизм рабочих движений, переходящий в монотонность, может привести к преждевременной усталости и сонливости. Последнее объясняется тем, что однообразные и слабые раздражения могут привести к развитию разлитого торможения в коре головного мозга. Так как работоспособность человека колеблется в течение дня, необходим переменный ритм движения конвейера с постепенным ускорением в начале рабочего дня и замедлением к концу смены.

        Мероприятия по профилактике утомления: физиологическая рационализация трудового процесса по экономии и ограничению движений при работе; равномерное распределение нагрузки между различными мышечными группами; соответствие производственных движений привычным движениям человека; рационализация рабочей позы; освобождение от излишних подсобных операций и т. п.

        Важность этих мероприятий определяется тем обстоятельством, что чем больше мышечных групп участвует в рабочих движениях, тем больше импульсов устремляется в нервную систему, способствуя более быстрому развитию утомления. Физиологическая рационализация трудовых процессов требует в ряде случаев определенной реконструкции станков, оборудования и рабочего инструмента, а также изменений устройства производственной мебели.

        Важное значение для борьбы с утомлением имеют механизация и автоматизация производства, устраняющие необходимость чрезмерных мышечных усилий при работе и пребывания работающих в неблагоприятных условиях. Однако степень механизации и автоматизации процессов в ряде отраслей промышленности до сих пор остается недостаточной и требует более активного их внедрения.

        Необходимым фактором для профилактики утомления бесспорно является санитарное благоустройство производственных помещений (объем помещений, микроклиматические условия, вентиляция, освещенность, эстетическое оформление).

По материалам книги — «Безопасность жизнедеятельности» Под редакцией проф. Э. А. Арустамова.

---

Полезная информация:

Мышечная усталость: общие сведения и лечение

Реферат

Мышечная усталость — частая жалоба в клинической практике. У людей мышечная усталость может быть определена как снижение способности создавать силу в результате физических упражнений. Здесь, чтобы обеспечить общее понимание и описание возможных методов лечения мышечной усталости, мы суммируем исследования мышечной усталости, включая такие темы, как последовательность событий, наблюдаемых во время выработки силы, in vivo методов оценки места утомления, диагностические маркеры и другие методы. специфические, но эффективные методы лечения.

Введение

Усталость — это распространенный неспецифический симптом, с которым сталкиваются многие люди, и связанный со многими заболеваниями. Усталость, часто определяемая как непреодолимое чувство усталости, нехватки энергии и чувство истощения, связана с трудностями при выполнении произвольных задач. ¹ Накопление усталости, если его не устранить, приводит к переутомлению, синдрому хронической усталости (СХУ), синдрому перетренированности и даже эндокринным нарушениям, дисфункции иммунитета, органическим заболеваниям и угрозе для здоровья человека.

Существует множество различных методов классификации усталости. По продолжительности утомление можно разделить на острую и хроническую. Острая утомляемость может быть быстро снята отдыхом или изменением образа жизни, тогда как хроническая усталость — это состояние, определяемое как стойкая усталость, длящаяся более месяцев, которая не уменьшается от отдыха. ^{2, 3, 4} Усталость также может быть классифицирована как умственная усталость, которая относится к когнитивным или перцептивным аспектам утомления, и физическая усталость, которая относится к работе двигательной системы. ¹

Мышечная усталость определяется как снижение максимальной силы или выработки мощности в ответ на сократительную активность. ⁵ Он может возникать на разных уровнях моторного пути и обычно делится на центральный и периферический компоненты. Периферическое утомление вызывается изменениями в нервно-мышечном соединении или дистальнее него. Центральная усталость возникает в центральной нервной системе (ЦНС), что снижает нервный импульс к мышцам. ^{5, 6} Мышечная усталость — это часто встречающееся явление, ограничивающее спортивные результаты и другие виды интенсивной или продолжительной активности.Он также увеличивает и ограничивает повседневную жизнь при различных патологических состояниях, включая неврологические, мышечные и сердечно-сосудистые заболевания, а также старение и слабость. Этот обзор в первую очередь посвящен мышечной усталости, особенно во время интенсивных упражнений, чтобы дать общее представление о возможных методах лечения мышечной усталости.

Факторы, влияющие на сокращение мышц и утомляемость

Производство силы скелетных мышц зависит от сократительных механизмов, и отказ в любом из участков выше поперечных мостов может способствовать развитию мышечной усталости, включая нервную, ионную, сосудистую. и энергетические системы. ⁷ В частности, метаболические факторы и реагенты усталости во время процесса сокращения, такие как ионы водорода (H ⁺ ), лактат, неорганический фосфат (Pi), активные формы кислорода (ROS), белок теплового шока (HSP) и оросомукоид (ORM), также влияют на мышечную усталость.

Нейронные составляющие

Центральные нейротрансмиттеры, особенно 5-HT, DA и NA, играют важную роль во время физических упражнений и утомления. 5-HT оказывает отрицательный эффект, тогда как метилфенидат, усилитель высвобождения DA и ингибитор обратного захвата, оказывает положительное влияние на физическую работоспособность. ⁸ Так называемая гипотеза центральной усталости утверждает, что упражнения вызывают изменения в концентрации этих нейромедиаторов, а усталость возникает из-за изменений в ЦНС (или проксимальнее нервно-мышечного соединения). Однако недавние данные показали, что лекарственные препараты, влияющие на системы нейротрансмиттеров, практически не нарушают работоспособность при нормальных температурах окружающей среды, но значительно улучшают выносливость при высоких температурах окружающей среды. Например, ингибитор обратного захвата NA ребоксетин и двойной ингибитор обратного захвата DA / NA, бупропион, оказывают отрицательное влияние ^{9, 10, 11} на выполнение упражнений при нормальной температуре. Однако при нагревании количество ребоксетина снижается, тогда как бупропион увеличивает работоспособность, что позволяет предположить, что система терморегуляции может иметь важное влияние на выполнение упражнений.

ЦНС через центральный нейротрансмиттер производит различные возбуждающие и тормозящие сигналы на мотонейроны позвоночника, таким образом, в конечном счете, активируя двигательные единицы (МЕ) для достижения выходной силы. Сила и время сокращения контролируются активацией мотонейронов. При первом наборе в здоровой системе MU обычно срабатывают с частотой 5–8 Гц.Во время коротких произвольных сокращений, не вызывающих утомления, у людей средняя частота возбуждения МЕ составляет 50–60 Гц. ¹² MU набираются или выключаются упорядоченным образом в зависимости от размера мотонейронов, и они по существу контролируют количество активируемой мышечной ткани. ¹³

Замедление или прекращение стрельбы MU способствует потере силы, которая свидетельствует об утомлении. На активацию мотонейронов влияют внутренние изменения свойств мотонейронов, нисходящего драйва и афферентной обратной связи.Во время утомляющих максимальных сокращений частота активации мотонейронов снижается из-за следующих факторов: (1) повторяющаяся активация (повторная активация) мотонейронов приводит к снижению их возбудимости к возбуждающему синаптическому входу; ¹⁴ (2) возбуждение от моторной коры или другой надспинальной области к мотонейронам ниже; ¹⁴ (3) возбуждение мышечных афферентов III / IV группы увеличивается, ^{15, 16} , таким образом, снижается возбуждение мотонейронов; (4) активация мышечных веретен (сенсорных рецепторов) снижается, таким образом уменьшая активацию мышечных афферентов группы Ia, увеличивая пресинаптическое торможение и, наконец, уменьшая активацию мотонейронов; ^{17, 18} (5), в частности, мышечные афференты группы III / IV также проявляют обратное взаимодействие с сердечно-сосудистыми и дыхательными процессами через вегетативную нервную систему, тем самым улучшая кровоток в мышцах и оксигенацию и, следовательно, замедляя развитие утомляемости самой мышцы. ¹⁴

Ca

²⁺

Нейральная активация приводит к передаче сигнала от мозга к поперечным канальцам мышц, вызывая высвобождение кальция из саркоплазматического ретикулума (SR) в цитозоль и инициируя цикл поперечного мостика. Этот процесс сопряжения возбуждения-сокращения включает в себя следующие события: потенциал действия (AP) генерируется в нервно-мышечном соединении и распространяется вдоль поверхностной мембраны и в поперечные канальцы, где он обнаруживается молекулами датчиков напряжения (дигидропиридиновые рецепторы, VS / DHPRs), которые, в свою очередь, открывают каналы высвобождения рианодинового рецептора-Ca ²⁺ (изоформа RyR1 в скелетных мышцах) в соседнем SR и вызывают высвобождение Ca ²⁺ в саркоплазму. ¹⁹ Связывание Ca ²⁺ с тропонином перемещает тропомиозин от сайта связывания миозина на актине, тем самым позволяя циклический переход между мостами. Удаление Ca ²⁺ из цитоплазмы АТФазой Ca ²⁺ приводит к восстановлению тропомиозина в его заблокированном положении, и происходит релаксация. ²⁰

Было установлено, что нарушение высвобождения кальция из SR является одной из причин усталости в изолированных волокнах скелетных мышц. Было предложено несколько возможных механизмов: (1) AP включает приток Na ⁺ , а последующая реполяризация включает отток K ⁺ в мышечные клетки.Высокочастотная стимуляция может привести к внеклеточному накоплению K ⁺ , что может снизить активацию датчика напряжения и амплитуду потенциала действия; (2) Большая часть АТФ в отдохнувшем волокне связана с Mg ²⁺ . Усталость может вызвать снижение внутриклеточного АТФ и увеличение свободного Mg ²⁺ , тем самым снижая эффективность открытия канала SR Ca ²⁺ ; (3) Воздействие миоплазматического фосфата вызывает стойкое снижение высвобождения SR Ca ²⁺ в клетках с кожурой, поскольку неорганический фосфат может проникать в SR и осаждать Ca ²⁺ , таким образом уменьшая свободный Ca ²⁺ и количество Ca ²⁺ доступны для выпуска. ²¹

Кровоток и O

₂

Кровоток может доставлять кислород, необходимый для аэробного производства АТФ, и удалять побочные продукты метаболических процессов в работающих мышцах, тем самым играя важную роль в поддержании выходной силы. Произвольные сокращения мышц увеличивают среднее артериальное кровяное давление, ²² , что, следовательно, снижает чистый приток крови к работающей мышце и вызывает усталость. ²³ Окклюзия кровотока к работающей мышце существенно сокращает время до истощения ^{24, 25, 26} и увеличивает величину снижения силы, ^{27, 28} , что указывает на потенциальную важность кровотока при утомлении профилактика.Однако, несмотря на изменения кровотока, сопровождающие развитие мышечной усталости, снижение кровотока, по-видимому, не является ключевым фактором развития утомляемости. Wigmore et al. ²⁹ использовали плетизмографию венозной окклюзии для уменьшения кровотока в тыльных мышцах голеностопного сустава и обнаружили, что снижение силы MVC предшествует значительным изменениям кровотока в мышце.

Одна из важных ролей кровотока — обеспечение O ₂ работающим мышцам.Хорошо задокументировано, что снижение доступности кислорода для тренирующихся мышц имеет серьезные последствия для мышечной усталости. Вдыхание гипоксичного воздуха может значительно увеличить мышечную усталость in vivo , ^{30, 31} и усиленная доставка O ₂ к тренирующимся мышцам ³² непосредственно снижает мышечную усталость и увеличивает мышечную эффективность. Однако доступность O ₂ влияет на процесс утомления при умеренной интенсивности работы. Как правило, потребление кислорода и использование АТФ увеличиваются до достижения VO _2max .Во время упражнений с очень высокой интенсивностью (обычно VO _2max уже достигается) потребность в большем количестве АТФ не может быть удовлетворена за счет увеличения доставки кислорода, что приводит к дисбалансу метаболического гомеостаза и приводит к усталости. ³³

Энергия

Мышечная работа должна поддерживаться готовым источником энергии АТФ. Существует три основных АТФазы, которым для мышечной активности требуется АТФ: Na ⁺ / K ⁺ -АТФаза, миозиновая АТФаза и Са ²⁺ АТФаза.Na ⁺ / K ⁺ -ATPase закачивает Na ⁺ обратно, а K ⁺ обратно в волокно после потенциала действия. Миозиновая АТФаза использует АТФ для создания силы и выполнения работы, а АТФаза Ca ²⁺ перекачивает Ca ²⁺ обратно в SR, тем самым обеспечивая расслабление мышц. Активность этих ферментов составляет 10%, 60% и 30% от общего использования АТФ соответственно. ³⁴

Гликоген — это углеводный накопитель энергии для производства АТФ.Существует три различных субклеточных локализации гликогена: (1) межмиофибриллярный гликоген, расположенный между миофибриллами и близко к SR и митохондриям; (2) интрамиофибриллярный гликоген, расположенный внутри миофибрилл и чаще всего в I-полосе саркомера; и (3) субарколеммальный гликоген, расположенный под сарколеммой и в основном рядом с митохондриями, липидами и ядрами. Примерно 75% общего запаса гликогена в клетках составляет интермиофибриллярный гликоген. ^{35, 36}

Фундаментальная концепция физиологии упражнений гласит, что гликоген является важным топливом во время упражнений. ³⁷ Еще в 1960-х годах была обнаружена сильная корреляция между содержанием гликогена в мышцах и выносливостью при физической нагрузке. ³⁸ Когда запасы гликогена ограничены, упражнения нельзя продолжать. ³⁹ Окисление гликогена является основным источником регенерации АТФ во время длительных упражнений (> 1 ч) и периодических упражнений высокой интенсивности. ⁴⁰ Кроме того, гликоген может иметь важное значение, поскольку он продуцирует промежуточные продукты цикла трикарбоновых кислот, тем самым способствуя поддержанию окислительного метаболизма. ⁴¹ Сообщалось, что на связь и расслабление возбуждения-сокращения влияет уровень гликогена. ^{37, 42, 43} Низкий уровень мышечного гликогена и / или энергии, получаемой из гликолита, связан с нарушением высвобождения, обратного захвата и Na ⁺ / K ⁺ -насоса SR Ca ²⁺ . ^{43, 44} Однако, как истощение гликогена влияет на серию событий и в конечном итоге приводит к утомлению, до конца не изучено.

Факторы метаболизма

Сокращения мышц активируют АТФазы и способствуют гликолизу, что приводит к увеличению внутриклеточных метаболитов, таких как H ⁺ , лактат, Pi и ROS, которые способствуют изменениям активности поперечных мостиков.

Исторически считалось, что H ⁺ играет роль в развитии мышечной усталости. Гликолиз приводит к образованию пирувата, который поступает в цикл TCA для окисления. Если производство пирувата превышает его окисление, избыток пирувата превращается в молочную кислоту, которая диссоциирует на лактат и H ⁺ . Накопление H ⁺ снижает pH, таким образом потенциально препятствуя высвобождению SR Ca ²⁺ , чувствительности тропонина C к Ca ²⁺ и перекрестному циклическому мостику, что приводит к нарушению мышечной силы. ⁴⁵ Однако роль пониженного pH как важной причины усталости в настоящее время подвергается сомнению. ⁴⁶ Несколько недавних исследований показали, что снижение pH может иметь незначительное влияние на сокращение мышц млекопитающих при физиологических температурах. Кроме того, отсутствует связь между изменениями pH и MVC во время утомляющих упражнений и восстановления у людей. ⁴⁷

Помимо ацидоза, анаэробный метаболизм в скелетных мышцах также включает гидролиз креатинфосфата (CrP) до креатина и Pi.Концентрация Pi может быстро увеличиваться примерно с 5–30 мМ во время сильной усталости. Креатин мало влияет на сократительную функцию, тогда как Pi, а не ацидоз, по-видимому, является наиболее важной причиной усталости во время упражнений высокой интенсивности. ⁴⁸ Повышенный Pi существенно ухудшает работу миофибрилл, снижает высвобождение SR Ca ²⁺ и, следовательно, способствует снижению активации. ⁴⁹

Митохондриальное дыхание производит АТФ и потребляет O ₂ , процесс, который генерирует ROS.Наиболее важные АФК включают супероксид (O ₂ • -), пероксид водорода (H ₂ O ₂ ) и гидроксильные радикалы (OH •). По мере увеличения интенсивности труда увеличивается производство АФК. Наиболее убедительные доказательства того, что АФК способствуют утомлению, получены из экспериментов, показывающих, что предварительная обработка неповрежденной мышцы поглотителем АФК значительно снижает развитие утомляемости. АФК влияют на мышечную усталость в основном за счет окисления клеточных белков, таких как насос Na ⁺ –K ⁺ , миофиламенты, DHPR и RyR1, ⁵⁰ , что приводит к ингибированию высвобождения SR Ca ²⁺ и миофибриллярного Ca ²⁺ чувствительность.Кроме того, АФК активируют мышечные афференты группы IV ⁵¹ и напрямую ингибируют мотонейроны.

Другие метаболиты, которые, вероятно, играют роль в утомлении, включают АТФ, АДФ, PCr и Mg. ⁵² Например, мышечный АДФ увеличивается при интенсивной сократительной активности. В волокнах с оболочкой ADP снижает скорость волокна, но увеличивает силу, предположительно из-за большего количества поперечных мостиков в состояниях высокой силы. Однако более важная роль АДФ в возникновении усталости, по-видимому, связана с ингибированием насоса SR Ca ²⁺ и возникающими в результате нарушениями ECC, а не с прямым воздействием на поперечный мостик. ⁵³

Реагенты усталости

Организмы имеют разные уровни адаптивных реакций на стресс-усталость, включая нервную систему ЦНС, симпатическую нервную систему, эндокринную систему (ось гипоталамус-гипофиз-надпочечники, ось HPA) и врожденную иммунную систему (которая (это неспецифические цитокины, система комплемента и естественные клетки-киллеры). Многие реагенты, вызывающие утомление, такие как кортизол, катехоламин, IL-6 и HSP, могут играть роль в функции мышц. ⁵⁴

HSP участвуют в адаптации к усталостному стрессу.В семействе HSP белок HSP25 обильно экспрессируется в скелетных мышцах и увеличивается с сократительной активностью мышц. ⁵⁵ Интересно, что Jammes et al. сообщили, что широко распространенный ответ HSP25 на утомление в одной мышце задней конечности отвечает за глобальный адаптивный ответ на острый локализованный стресс, и продемонстрировали, что афференты мышц групп III и IV играют важную роль в ответе p-HSP25, индуцированном утомлением; кроме того, симпатическая нервная система к мышцам и почкам включает эфферентную руку активации p-HSP25. ⁵⁶ HSP25 скелетных мышц, как сообщается, стабилизирует структуру мышц и восстанавливает поврежденные мышечные белки, ⁵⁷ , а также снижает апоптоз в культивируемых мышечных клетках C2C12 путем ингибирования внутреннего и внешнего пути апоптотической гибели клеток. ⁵⁸

Орозомукоид (ORM) — это белок острой фазы с очень низким pI 2,8–3,8 и очень высоким содержанием углеводов 45%. Он преимущественно синтезируется в печени, и также сообщалось, что многие внепеченочные ткани продуцируют ORM при физиологическом и патологическом стрессе. ⁵⁹ Наши исследования показали, что экспрессия ORM заметно увеличивается в сыворотке крови, печени и скелетных мышцах в ответ на различные формы усталости, включая лишение сна, принудительное плавание и бег на беговой дорожке. Интересно, что экзогенный ORM увеличивает мышечный гликоген и увеличивает мышечную выносливость, тогда как дефицит ORM приводит к снижению мышечной выносливости, что указывает на то, что ORM является эндогенным белком против утомления. Дальнейшие исследования продемонстрировали, что ORM связывается с C – C хемокиновым рецептором типа 5 (CCR5) на мышечных клетках и активирует AMPK, тем самым способствуя накоплению гликогена и повышая мышечную выносливость, и представляя механизм положительной обратной связи для сопротивления усталости и поддержания гомеостаза. ^{60, 61} Модуляция уровня передачи сигналов ORM и CCR5 может быть новой стратегией управления мышечной усталостью.

Неинвазивные методы ОЦЕНКИ участков мышечной усталости

Мышечная усталость наиболее естественно проявляется в интактном организме. Неинвазивные методы сайт-специфической стимуляции теперь можно использовать для оценки потенциальных сайтов всей системы для производства силы в исследованиях на людях. Все вызванные мышечные реакции регистрируются с помощью электродов электромиографии (ЭМГ), помещенных на мышцу.

Транскраниальная магнитная стимуляция

Транскраниальная магнитная стимуляция включает применение магнитной стимуляции к моторной коре головного мозга и оптимизирована для активации интересующей мышцы. ¹ Вызванный стимуляцией мышечный ответ, зарегистрированный с помощью ЭМГ, известен как моторно-вызванный потенциал (МВП). На МВП влияет не только возбудимость коры головного мозга, но также возбудимость мотонейронов спинного мозга и мышечные факторы. Депрессия МВП может возникнуть в расслабленной мышце после утомляющего упражнения, возможно, в результате афферентного воздействия от усталой мышцы.МВП увеличивается в мышцах верхних и нижних конечностей во время устойчивых субмаксимальных изометрических сокращений и рассматривается как усиление центрального побуждения к пулу нижних мотонейронов, что позволяет поддерживать постоянный уровень силы, несмотря на развитие периферической усталости. Сообщается, что во время устойчивого MVC MEP увеличивается в течение первых секунд, а затем выравнивается, увеличивается линейно или остается стабильным, в зависимости от используемого протокола (то есть непрерывный или прерывистый) и исследуемой мышцы. ¹

Электростимуляция шейно-медуллярной области

Электростимуляция шейно-медуллярной области направлена ​​на активацию кортикоспинального тракта на подкорковом уровне, тем самым устраняя корковый вклад в вызванную мышечную реакцию. Мышечный ответ, зарегистрированный с помощью ЭМГ, известен как цервикомедуллярный моторно-вызванный потенциал (CMEP). Сравнение MEP и CMEP полезно для определения возбудимости на корковом или подкорковом уровне. Во время устойчивой 30% -ной MVC подошвенных сгибателей сообщалось о большом увеличении MEP и лишь небольшом увеличении CMEP, что свидетельствует о небольшом вкладе спинномозговых факторов в увеличение кортикоспинальной возбудимости во время субмаксимальных утомляющих сокращений.Напротив, во время 50% MVC сгибателей локтя до отказа от задания была обнаружена аналогичная кинетика MEP и CMEP, что указывает на то, что центральные изменения происходят почти полностью на уровне позвоночника. ^{62, 63, 64}

Электростимуляция низкой интенсивности периферического нерва

Электростимуляция периферического нерва низкой интенсивности преимущественно активирует сенсорные волокна Ia, которые синапсируют с α-мотонейроном в спинном мозге. Затем сигнал передается по двигательным нейронам к мышце, вызывая в ней ответную реакцию, известную как рефлекс Гофмана (Н-рефлекс). H-рефлекс используется для оценки возбудимости и торможения спинного мозга. Хотя есть несколько случаев увеличения ⁶⁵ или отсутствия изменений, ⁶⁶ , по общему мнению, наблюдается общее снижение амплитуды Н-рефлекса с развитием мышечной усталости, что указывает на снижение возбудимости позвоночника. ^{67, 68} Скорость и степень уменьшения амплитуды Н-рефлекса, по-видимому, зависят от типа утомляющей задачи.

Высокоинтенсивная электрическая стимуляция периферического нерва

Высокоинтенсивная стимуляция периферического нерва непосредственно активирует α-мотонейрон, вызывая двигательную реакцию (m-волна) от мышцы.М-волна представляет собой сложный потенциал действия, регистрируемый с помощью поверхностной ЭМГ, и используется для оценки периферической возбудимости мышечной мембраны и передачи в нервно-мышечном соединении. Изменение силы подергивания без изменения m-волны указывает на нарушение связи возбуждения-сокращения.

Кратковременные утомляющие сокращения (~ 20 с) вызывают увеличение амплитуды и площади m-волны. ⁶⁹ Более длительное (4-минутное) устойчивое максимальное сокращение не вызывает изменений амплитуды m-волны ⁷⁰ , но приводит к значительному снижению центральной активации, что позволяет предположить, что центральные факторы, способствующие утомлению, могут возникать в отсутствие периферического изменения возбудимости мембран.Однако более продолжительные сокращения, вызывающие утомление (~ 17 мин), также могут вызвать снижение возбудимости мышечной мембраны и уменьшение размера m-волны. ⁶⁹

Биомаркер для диагностики мышечной усталости

В настоящее время до сих пор нет специфических факторов, которые постоянно были связаны с определенным типом усталости. Типы упражнений (например, аэробные / анаэробные, краткосрочные или долгосрочные), тип сокращения (например, постепенное / постоянное, изометрическое / неизометрическое, концентрическое / эксцентрическое), а также степень и продолжительность утомления влияют на профиль биомаркеров. В соответствии с механизмом и метаболическими изменениями во время мышечной усталости были определены три категории биомаркеров: (1) биомаркеры метаболизма АТФ, такие как лактат, аммиак и гипоксантин; (2) биомаркеры окислительного стресса (ROS), такие как перекисное окисление липидов, перекисное окисление белков и антиоксидантная способность; и (3) воспалительные биомаркеры, такие как TNF-α, лейкоциты и интерлейкины. ⁷¹

Биомаркеры метаболизма АТФ

В нормальных условиях общий пул адениновых нуклеотидов (АТФ + АДФ + АМФ) остается постоянным.Когда поступление АТФ не соответствует потреблению АТФ во время упражнений, возникает утомляемость. Для поддержания соотношения АТФ / АДФ две молекулы АДФ могут быть преобразованы в одну молекулу АТФ и одну молекулу АМФ. Впоследствии АМФ разлагается АМФ-дезаминазой до ИМФ и аммиака. ⁷² IMP расщепляется до инозина и гипоксантина, а аммиак далее превращается в азот мочевины (BUN), тем самым увеличивая BUN в крови. В случае недостаточного снабжения кислородом окислительное фосфорилирование АДФ с образованием АТФ не удовлетворяет потребности в энергии, и производство АТФ смещается от аэробных процессов (обработка глюкозы / гликогена, липидов или аминокислот) к анаэробному гликолизу или гликогенолизу, ⁷³ , что приводит к накоплению лактата.Наиболее известные биомаркеры мышечной усталости в результате метаболизма АТФ включают лактат, аммиак и гипоксантин. ^{74, 75} Лактат и аммиак обычно определяются в сыворотке крови. Гипоксантин обычно анализируется в сыворотке или моче.

Уровень лактата в сыворотке увеличивается с интенсивностью упражнений у здоровых и больных людей. ⁷⁶ Однако уровень лактата в сыворотке не связан с возрастом, полом и физической подготовкой. В условиях стандартизации рабочей нагрузки лактат сыворотки крови представляется многообещающим биомаркером мышечной усталости. ⁷³ Сывороточный аммиак точно соответствует реакции лактата во время упражнений ⁷³ и увеличивается во время упражнений. Аммиак в сыворотке не связан с возрастом ⁷⁷ и остается низким при физической подготовке, но у мужчин он выше, чем у женщин. ⁷⁸ Уровень гипоксантина в сыворотке крови значительно повышается сразу после тренировки. ⁷⁹ Существуют половые различия ⁸⁰ , но отсутствуют надежные данные о зависимости от возраста или физического состояния от сывороточного гипоксантина.

Биомаркеры окислительного стресса

Активные формы кислорода (АФК) остаются на низком уровне в скелетных мышцах в состоянии покоя, но увеличиваются в ответ на сократительную активность. Продукты ROS приводят к окислению белков, липидов или нуклеиновых кислот, сопровождающемуся заметным снижением антиоксидантной способности, ⁸¹ , что в конечном итоге вызывает усталость. Перспективные биомаркеры для оценки окислительного повреждения при мышечной усталости включают биомаркеры перекисного окисления липидов (то есть вещества, реагирующие с тиобарбитуровой кислотой (TBARS) и изопростаны) и биомаркеры окисления белков (то есть карбонилы белков (PC). Биомаркеры для оценки антиоксидантной способности включают глутатион (GSH), глутатионпероксидазу (GPX), каталазу и общую антиоксидантную способность (TAC). ⁷¹

TBARS — индикаторы перекисного окисления липидов и окислительного стресса, которые образуются при разложении продуктов перекисного окисления липидов, которые вступают в реакцию с тиобарбитуровой кислотой и образуют флуоресцентный красный аддукт. Изопростаны представляют собой простагландиноподобные соединения, полученные в результате перекисного окисления незаменимых жирных кислот, катализируемого АФК.ПК в основном образуются в результате окисления альбумина или других белков сыворотки и рассматриваются как маркеры окислительного повреждения белков. GSH — это псевдотрипептид, который присутствует почти во всех клетках и играет важную роль в улавливании АФК. GPX и каталаза являются ферментами, которые поглощают перекись водорода в воду и кислород. TAC определяется как сумма антиоксидантной активности неспецифического пула антиоксидантов.

TBARS, PC, каталаза и TAC обычно определяются в сыворотке крови, но TBARS также обнаруживаются в слюне.Изопростаны обычно измеряются в сыворотке, моче или других биологических жидкостях и клетках крови. GSH и GPX присутствуют в клетках и обнаруживаются в сыворотке и слюне. ⁸² С увеличением интенсивности упражнений уровни TBARS, изопростанов, PC, каталазы, TAC и GPX увеличиваются, а уровень GSH снижается. ^{76, 82, 83, 84} С возрастом уровни TBARS, изопростанов и TAC увеличиваются, ^{85, 86, 87} уровни GSH, GPX и каталазы уменьшаются, ^{88, 89, 90} и изменения в PC остаются спорный. ^{91, 92} С физической подготовкой уровни TBARS, PC, GSH и GPX увеличиваются, ⁹³ , тогда как изменения каталазы, PC и TAC все еще не имеют определенных данных. ⁹⁴ Сообщалось, что уровни TBARS, изопростанов, PC, каталазы и TAC у женщин ниже, чем у мужчин, ^{90, 95, 96, 97} , тогда как уровни GSH и GPX показывают противоположную тенденцию. ^{89, 98}

Воспалительные биомаркеры

Помимо истощения выработки АТФ и АФК, упражнения и утомляемость также вызывают местную или системную воспалительную реакцию.Перспективные биомаркеры для оценки воспаления при мышечной усталости включают лейкоциты, IL-6 и TNF-α. ⁷¹

Т-лимфоциты, особенно лимфоциты CD4 + и CD8 +, мобилизуются из периферических лимфоидных отделов в кровь после тренировки. ⁹⁹ Кроме того, нейтрофилы значительно увеличиваются сразу после тренировки. Эти изменения представляют собой неспецифический иммунный ответ, вызванный ишемией в стрессированной ткани, при отсутствии реального повреждения. ¹⁰⁰ IL-6, действующий как важный провоспалительный (моноциты и макрофаги) цитокин, теперь также рассматривается как один из миокинов, высвобождаемых мышцами в ответ на сокращения. ¹⁰¹ Уровни TNF-α, преимущественно продуцируемого макрофагами, также повышаются в результате мышечной усталости. Обычно уровни IL-6 и TNF-α определяют в сыворотке. Уровни IL-6 также можно определить в слюне.

С возрастом изменение Т-клеток, экспрессирующих CD8, остается спорным, ^{102, 103} , тогда как изменение IL-6 не зависит от возраста. Половые различия в иммунных ответах Т-клеток особенно очевидны при реакции «трансплантат против хозяина», с более сильным эффектом у женщин, ¹⁰⁴ и уровни IL-6 также заметно ниже у женщин. ¹⁰² Уровни TNF-α не зависят от возраста, пола и физического состояния.

По-прежнему существует множество потенциальных иммунологических биомаркеров, включая С-реактивный белок (CRP), IL-8, IL-10, IL-15, HSP27, HSP70, плазменную ДНК и оросомукоид (ORM). ^{72, 101, 105} Например, было обнаружено, что IL-15 накапливается в мышцах после регулярных тренировок. ¹⁰⁶ ORM, белок острой фазы с иммуномодулирующей активностью, значительно увеличивается в тканях сыворотки, мышц и печени в ответ на различные формы мышечной усталости у грызунов. ⁶⁰ Конечно, есть еще несколько биомаркеров, которые не подходят для диагностики мышечной усталости, такие как эластаза, IL-1β и комплемент C4a, поскольку их концентрации существенно не меняются после тренировки. ¹⁰⁷

Возможное лечение мышечной усталости

Неправильные упражнения, длительные боевые действия, военная подготовка и некоторые связанные с ними заболевания (например, рак и инсульт) могут вызвать мышечную усталость, что отрицательно сказывается на спортивных достижениях, боевых возможностях и выздоровлении пациентов .В настоящее время до сих пор нет официальных или полуофициальных рекомендаций по лечению мышечной усталости. Однако некоторые неспецифические методы лечения, такие как синтетические продукты (например, амфетамин и кофеин), натуральные продукты (например, американский женьшень и родиола розовая) и пищевые добавки (например, витамины и минералы и креатин), использовались клинически или экспериментально и показали некоторые эффекты в различных исследованиях.

Синтетические продукты

Амфетамин, эфедрин, кофеин, например, являются синтетическими продуктами, которые возбуждают центральную нервную систему или симпатическую нервную систему и способствуют сопротивлению мышечной усталости. По данным ВАДА (Всемирное антидопинговое агентство) в 2005 году, почти половина злоупотребления стимуляторами в спорте связана с амфетаминами и эфедрином. Использование амфетаминов, производных амфетамина, пропаноламина и эфедрина остается незаконным в соревнованиях. Однако кофеин и псевдоэфедрин были приняты на любом уровне с 2004 года.

Амфетамин

Амфетамин — стимулятор и антидепрессант фенэтиламинового ряда, который вызывает сильную зависимость и вызывает эйфорию и приподнятое настроение.Амфетамин в малых и средних дозах улучшает физическую работоспособность людей и животных. ^{108, 109, 110} Однако основной механизм остается в значительной степени неизвестным. Высокая температура тела — один из самых сильных сигналов истощения. Недавно Морозова Е. сообщила, что амфетамин может маскировать или замедлять утомление у крыс, замедляя вызванное физическими упражнениями повышение внутренней температуры тела. Хотя употребление амфетамина запрещено во время соревнований, его можно использовать в некоторых ситуациях, например, в бою, чтобы улучшить производительность, отсрочив истощение. ¹¹¹

Кофеин

Использование кофеина в качестве спортивного средства для улучшения здоровья хорошо задокументировано. Потребление высоких доз кофеина улучшает работоспособность во время длительных тренировок. ^{112, 113} Действительно, эффекты кофеина, повышающие производительность, были описаны как при длительных аэробных упражнениях, так и при длительных занятиях с отягощениями. ¹¹⁴ Сообщается, что влияние кофеина на короткие периоды интенсивной аэробной активности (5–30 минут) является значительным положительным эффектом, но его влияние на очень краткосрочные анаэробные упражнения, например, бег на короткие дистанции, неубедительно. ¹¹⁵ Механически кофеин, как сообщается, увеличивает реакцию адреналина и норадреналина, связанную с упражнениями. ¹¹⁶ Кроме того, кофеин усиливает сократимость мышц за счет индукции высвобождения кальция SR, ингибирования изоферментов фосфодиэстеразы, ингибирования ферментов гликогенфосфорилазы и стимуляции натриево-калиевого насоса. ¹¹⁵

Прочие

Другие симпатомиметические стимуляторы, такие как эфедрин, псевдоэфедрин и фенилпропаноламин, в несколько раз менее эффективны, чем амфетамины в улучшении работоспособности. ^{116, 117, 118} Bell et al. ¹¹⁹ предоставили четкие доказательства того, что эфедрин в высоких дозах улучшает упражнения на выносливость у людей, бегающих на 10 км. Кроме того, талтирелин, синтетический аналог тиреотропин-рилизинг-гормона (TRH), эффективно улучшает спортивную активность. ¹²⁰ Кокаин, вызывающий быструю симпатическую реакцию, значительно увеличивает выносливость во время упражнений высокой интенсивности. ¹²¹ Модафинил, новый тип препарата, который действует на центральную нервную систему и не дает пациентам уснуть, ¹²² заметно продлевает время упражнений до изнеможения ¹²³ и широко использовался на войне, чтобы помочь людям противостоять усталости.Производные бензамида, такие как 1- (1,3-бензодиоксол-5-илкарбонил) пиперидин (1-BCP), значительно продлевают время принудительного плавания у мышей по неясному механизму. ¹²⁴

Натуральные продукты

Более половины лекарств, представленных во всем мире, получены из натуральных продуктов или созданы на их основе. В последние несколько десятилетий ученые-медики и спортивные физиологи искали натуральные продукты, которые могут улучшить спортивные способности и противостоять или устранять усталость у людей.Сейчас все больше и больше натуральных продуктов и их экстрактов обнаруживаются как потенциально средства против усталости.

Виды Araliaceae ginseng

Американский женьшень, Panax ginseng C.A. Meyer и Radix notoginseng — все они принадлежат к видам araliaceae ginseng. Американский женьшень — это корень обыкновенной пятнистой пятнистости, которая в настоящее время выращивается в Канаде и на востоке США. Женьшень обыкновенный C.A. Мейер. (женьшень) — это съедобная и лекарственная китайская трава, которая часто используется в азиатских странах. Panax notoginseng (Burk.) F.H. Chen выращивают на всей территории Юго-Западного Китая, Бирмы и Непала. Корень, обычно используемая часть этого растения, называется Radix notoginseng или Sanchi. Все они содержат множество активных компонентов, таких как сапонины, полисахариды, флавоноиды, витамины и микроэлементы, которые отвечают за эффекты снижения физической усталости у людей и животных. Например, сапонины или белок, экстрагированный из американского женьшеня, значительно удлиняют время плавания у мышей за счет повышения уровней гликогена в печени и мышечного гликогена. ¹²⁵ Полисахариды, гинзенозид Rb1, гинзенозид Rg3 или низкомолекулярные олигопептиды, полученные из женьшеня Panax C. A. Meyer, как сообщалось, проявляли заметную активность против утомления в тестах на плавание или хватание мышей. ^{126, 127, 128} Было обнаружено, что один конкретный вид женьшеня, красный женьшень, положительно влияет на спортивные результаты у 11 добровольцев, выполняющих повторяющиеся анаэробные упражнения. ¹²⁹ Множественные механизмы задействованы в противодействии усталости женьшеня обыкновенного C.А. Мейера, включая усиление активности лактатдегидрогеназы (ЛДГ), повышение уровня гликогена в печени, замедление накопления азота мочевины в сыворотке (SUN) и молочной кислоты в крови (BLA), подавление окислительного стресса и улучшение функции митохондрий в скелетных мышцах. Что касается panax notoginseng, сообщалось, что разовая доза улучшает аэробные способности, выносливость и среднее артериальное давление (САД) у молодых людей. ¹³⁰ Было обнаружено, что общие сапонины, экстрагированные из panax notoginseng, основных активных ингредиентов, продлевают время изнурительного плавания мышей, задерживают увеличение лактата в крови и повышают содержание гликогена в тканях. ¹³¹

Родиола розовая

Родиола розовая (R. rosea), принадлежащая к семейству Crassulaceae и роду Rhodiola, широко используется в народной медицине в Восточной Европе и Китае. Это также важный ресурс против усталости. В состав родиолы розовой входят салидрозид и розавин. Розавин является единственным компонентом, уникальным для R. rosea из рода Rhodiola, а салидрозид является общим для большинства других видов Rhodiola. Естественное соотношение розавинов и салидрозидов у R.rosea составляет примерно 3: 1. Салидрозид был определен как главный ингредиент родиолы розовой против усталости. Было обнаружено, что острое употребление родиолы розовой, содержащей 3% розавина + 1% салидрозида плюс 500 мг крахмала, улучшает способность к упражнениям на выносливость у молодых здоровых добровольцев. ¹³² Ферментированный экстракт R. rosea также значительно увеличивает время плавания, содержание супероксиддисмутазы в печени и лактатдегидрогеназу в сыворотке у мышей. ¹³³

Чеснок

Чеснок ( Allium sativum ) — трава, которая используется в основном в пищу во многих странах.Чеснок давали солдатам и спортсменам как тонизирующее средство в Древнем Риме. В последнее время многие исследователи сообщили о противодействии усталости чеснока. Методы обработки чеснока влияют на эффект снятия усталости. ¹³⁴ К основным способам обработки сырого чеснока можно отнести: (1) производство чесночного порошка, полученного после сушки сырого чеснока; (2) производство чесночного масла, полученного путем пропаривания сырого чеснока; (3) производство масляного мацерата, извлеченного из сырого чеснока с добавлением растительного масла; и 4) производство экстракта выдержанного чеснока (AGE). ¹³⁵ Ushijima et al. исследовали влияние сырого чесночного сока, нагретого чесночного сока, обезвоженного чесночного порошка и ВОЗРАСТА на физическую силу и восстановление после усталости. Они обнаружили, что сырой чеснок и AGE продлевают время работы мышей на беговой дорожке и ускоряют восстановление ректальной температуры после погружения в прохладную воду. Эти эффекты связаны с улучшением периферического кровообращения, антистрессовым действием и улучшением питания. ¹³⁶ Недавние клинические исследования показали много интересных открытий.¹³⁷ Verma et al. исследовали влияние чесночного масла на сердечную деятельность и переносимость физической нагрузки у 30 пациентов с ишемической болезнью сердца. После первоначального стресс-теста на беговой дорожке испытуемым вводили чесночное масло в течение 6 недель, и стресс-тесты на беговой дорожке были повторены. По сравнению с первоначальным тестом, чеснок значительно снизил частоту сердечных сокращений при пиковых нагрузках и рабочую нагрузку на сердце, что привело к лучшей переносимости физических нагрузок.

Другое

Эффективное усиление энергетического метаболизма помогает улучшить физическую работоспособность.Сообщалось, что китайский ямс и фрукт аурантий улучшают гликоген в мышцах, гликоген в печени и другие показатели. ^{138, 139} Сообщалось о растущем количестве натуральных продуктов и их активных компонентов, обладающих определенными лечебными эффектами против физической усталости, таких как корень офиопогона, астрагал, лайчи обыкновенный, кальтроп, Acanthopanax giraldii , Cordyceps sinensis , Ganoderma lucidum , eucommia, Ginkgo biloba , radix paeoniae alba, gynostemma, acanthopanax, angelica, radix rehmanniae и radix polygoni multiflori.Однако большинство из них все еще требует обширных исследований, чтобы определить их эффекты и механизмы против утомления.

Пищевые добавки

Было выявлено несколько факторов питания, которые могут ограничивать выполнение упражнений, что привело к широкому использованию стратегий питания. Пищевые добавки считаются законными Международным олимпийским комитетом (МОК) и поэтому приобрели популярность как способ повышения производительности. Пищевые добавки можно сгруппировать в диетические добавки (например, поливитамины, рыбий жир и сульфат / хондроитин глюкозамина), эргогенные добавки (например, протеиновый порошок / аминокислоты и креатин) и спортивное питание (например, спортивные напитки и еда. замена). ¹⁴⁰ Чаще всего используются спортивные напитки и витаминно-минеральные добавки, за которыми следуют креатин и протеиновые добавки. ¹⁴¹

Витамины и минералы

Несмотря на их относительную нехватку в диете и организме, витамины и минералы являются ключевыми регуляторами здоровья и функций, включая работоспособность. Они не являются прямыми источниками энергии, но способствуют энергетическому обмену. Водорастворимые витамины включают витамины группы B (тиамин, рибофлавин, ниацин, пиридоксин, фолиевая кислота, биотин, пантотеновая кислота, витамин B12 и холин) и витамин C.Жирорастворимые витамины включают витамины A, D, E и K. Витамины A, C и E также являются антиоксидантами. Двенадцать минералов являются незаменимыми питательными веществами. Магний, железо, цинк, медь и хром могут влиять на физическую работоспособность. ¹⁴² Исследователи показали, что дефицит витаминов и минералов может привести к снижению физической работоспособности, а их добавление улучшает физическую работоспособность у людей с уже существующими недостатками. Например, серьезная нехватка фолиевой кислоты и витамина B12 приводит к анемии и снижает работоспособность на выносливость.Прием добавок железа повышает сопротивляемость прогрессирующей усталости у истощенных железом женщин без анемии. ¹⁴³ Однако использование витаминных и минеральных добавок не улучшает работоспособность у людей, соблюдающих адекватную диету. ¹⁴² Пищевые добавки для спортсменов в Австралийском институте спорта на срок до 8 месяцев, включая витамины B1, B2 (рибофлавин), B6, B12, C, E, A, фолиевую кислоту и медь, магний, цинк, кальций, фосфор, Так же, как и алюминий, не было обнаружено, что он улучшает спортивные результаты. ¹⁴⁴

Рыбий жир

Рыбий жир, пищевая добавка, оказывает благотворное влияние на работоспособность. Рыбий жир богат омега-3 жирными кислотами, в частности, докозагексаеновой кислотой (DHA) и эйкозапентаеновой кислотой (EPA), которые, как было обнаружено, улучшают эффективность сердечной деятельности, метаболизм жиров и иммуномодулирующие реакции. Было обнаружено, что потребление рыбьего жира (содержащего 1050 мг EPA + 750 мг DHA) в течение 3 недель у 20 здоровых субъектов снижает процентное содержание жира в организме и улучшает физическую работоспособность и физиологическое восстановление после упражнений. ¹⁴⁵

Креатин

Креатин (Cr), азотсодержащее соединение, синтезируемое в организме из глицина, аргинина и метионина, также содержится в рационе питания, в основном в красном мясе и морепродуктах. Система креатин / фосфорилкреатин может обеспечивать энергией, когда скорость использования АТФ выше, чем скорость производства митохондриальным дыханием, таким образом поддерживая гомеостаз АТФ. ¹⁴⁶ Представленный широкой публике в начале 1990-х годов, креатин стал одной из наиболее широко используемых пищевых добавок или эргогенных вспомогательных средств, и было доказано, что он повышает работоспособность при высокоинтенсивных прерывистых упражнениях. ¹⁴⁷ Креатин признан Международным олимпийским комитетом законным. Следовательно, добавление креатина — это потенциальная эргогенная стратегия для улучшения мышечной выносливости.

Red bull

Red bull содержит смесь углеводов, таурина, глюкуронолактона, витамина B и кофеина и является широко используемым энергетическим напитком. Несколько небольших исследований показали, что потребление углеводов и кофеина улучшает аэробные и анаэробные показатели, а также когнитивные функции, такие как концентрация, бдительность и время реакции. ¹⁴⁸ Было высказано предположение, что эффекты связаны с модуляцией аденозинергических рецепторов кофеином и таурином.

Прочие

Карнитин играет важную роль в окислении жирных кислот в мышцах. Однако отсутствуют определенные доказательства его полезной роли в качестве добавки. Доказано, что протеиновые добавки неэффективны, за исключением редких случаев, когда потребление белка с пищей является недостаточным. Отдельные аминокислоты, особенно орнитин, аргинин и глутамин, также обычно используются в качестве добавок.Однако их влияние на производительность не подтверждено документальными свидетельствами. Сообщалось, что ORM острой фазы увеличивает мышечную выносливость после венозной или внутрибрюшинной инъекции у грызунов, ⁶⁰ , но это неудобно для ежедневного приема. Теоретически использование антиоксидантных витаминов и глютамина в периоды интенсивных тренировок должно быть полезным, но все же необходимы дополнительные доказательства, прежде чем они будут рекомендованы в качестве добавок. ¹⁴⁹

Выводы

Производство мышечной силы включает в себя последовательность событий, простирающуюся от возбуждения коры до активации двигательных единиц и связи между возбуждением и сокращением и, в конечном итоге, приводящей к активации мышц.Изменения на любом уровне этого пути, включая изменения в нервной, ионной, сосудистой и энергетической системах, ухудшают выработку силы и способствуют развитию мышечной усталости. Факторы метаболизма и реагенты усталости, такие как H ⁺ , лактат, Pi, ADP, ROS, HSP25 и ORM, также влияют на мышечную усталость. Локальная стимуляция с помощью неинвазивных методов позволяет получить системное представление о процессе утомления в физиологических условиях. Несмотря на отсутствие единого мнения, наблюдалось распределение мышечной усталости в зависимости от пола и возраста, при котором дети, пожилые люди и мужчины более устойчивы к утомлению, чем взрослые и женщины.Биомаркеры метаболизма АТФ, окислительного стресса и воспалительных реакций полезны для диагностики мышечной усталости. Несмотря на отсутствие официальных или полуофициальных рекомендаций, сообщалось, что мышечная усталость снимается с помощью некоторых неспецифических методов лечения, включая препараты, влияющие на ЦНС, натуральные продукты и пищевые добавки. В будущем еще предстоит изучить дополнительные потенциальные механизмы, биомаркеры, мишени и родственные препараты для мышечной усталости — например, ORM.

Мышечная усталость: общие сведения и лечение

Реферат

Мышечная усталость — частая жалоба в клинической практике.У людей мышечная усталость может быть определена как снижение способности создавать силу в результате физических упражнений. Здесь, чтобы обеспечить общее понимание и описание возможных методов лечения мышечной усталости, мы суммируем исследования мышечной усталости, включая такие темы, как последовательность событий, наблюдаемых во время выработки силы, in vivo методов оценки места утомления, диагностические маркеры и другие методы. специфические, но эффективные методы лечения.

Введение

Усталость — это распространенный неспецифический симптом, с которым сталкиваются многие люди, и связанный со многими заболеваниями.Усталость, часто определяемая как непреодолимое чувство усталости, нехватки энергии и чувство истощения, связана с трудностями при выполнении произвольных задач. ¹ Накопление усталости, если его не устранить, приводит к переутомлению, синдрому хронической усталости (СХУ), синдрому перетренированности и даже эндокринным нарушениям, дисфункции иммунитета, органическим заболеваниям и угрозе для здоровья человека.

Существует множество различных методов классификации усталости. По продолжительности утомление можно разделить на острую и хроническую.Острая утомляемость может быть быстро снята отдыхом или изменением образа жизни, тогда как хроническая усталость — это состояние, определяемое как стойкая усталость, длящаяся более месяцев, которая не уменьшается от отдыха. ^{2, 3, 4} Усталость также может быть классифицирована как умственная усталость, которая относится к когнитивным или перцептивным аспектам утомления, и физическая усталость, которая относится к работе двигательной системы. ¹

Мышечная усталость определяется как снижение максимальной силы или выработки мощности в ответ на сократительную активность. ⁵ Он может возникать на разных уровнях моторного пути и обычно делится на центральный и периферический компоненты. Периферическое утомление вызывается изменениями в нервно-мышечном соединении или дистальнее него. Центральная усталость возникает в центральной нервной системе (ЦНС), что снижает нервный импульс к мышцам. ^{5, 6} Мышечная усталость — это часто встречающееся явление, ограничивающее спортивные результаты и другие виды интенсивной или продолжительной активности. Он также увеличивает и ограничивает повседневную жизнь при различных патологических состояниях, включая неврологические, мышечные и сердечно-сосудистые заболевания, а также старение и слабость.Этот обзор в первую очередь посвящен мышечной усталости, особенно во время интенсивных упражнений, чтобы дать общее представление о возможных методах лечения мышечной усталости.

Факторы, влияющие на сокращение мышц и утомляемость

Производство силы скелетных мышц зависит от сократительных механизмов, и отказ в любом из участков выше поперечных мостов может способствовать развитию мышечной усталости, включая нервную, ионную, сосудистую. и энергетические системы. ⁷ В частности, метаболические факторы и реагенты усталости во время процесса сокращения, такие как ионы водорода (H ⁺ ), лактат, неорганический фосфат (Pi), активные формы кислорода (ROS), белок теплового шока (HSP) и оросомукоид (ORM), также влияют на мышечную усталость.

Нейронные составляющие

Центральные нейротрансмиттеры, особенно 5-HT, DA и NA, играют важную роль во время физических упражнений и утомления. 5-HT оказывает отрицательный эффект, тогда как метилфенидат, усилитель высвобождения DA и ингибитор обратного захвата, оказывает положительное влияние на физическую работоспособность. ⁸ Так называемая гипотеза центральной усталости утверждает, что упражнения вызывают изменения в концентрации этих нейромедиаторов, а усталость возникает из-за изменений в ЦНС (или проксимальнее нервно-мышечного соединения).Однако недавние данные показали, что лекарственные препараты, влияющие на системы нейротрансмиттеров, практически не нарушают работоспособность при нормальных температурах окружающей среды, но значительно улучшают выносливость при высоких температурах окружающей среды. Например, ингибитор обратного захвата NA ребоксетин и двойной ингибитор обратного захвата DA / NA, бупропион, оказывают отрицательное влияние ^{9, 10, 11} на выполнение упражнений при нормальной температуре. Однако при нагревании количество ребоксетина снижается, тогда как бупропион увеличивает работоспособность, что позволяет предположить, что система терморегуляции может иметь важное влияние на выполнение упражнений.

ЦНС через центральный нейротрансмиттер производит различные возбуждающие и тормозящие сигналы на мотонейроны позвоночника, таким образом, в конечном счете, активируя двигательные единицы (МЕ) для достижения выходной силы. Сила и время сокращения контролируются активацией мотонейронов. При первом наборе в здоровой системе MU обычно срабатывают с частотой 5–8 Гц. Во время коротких произвольных сокращений, не вызывающих утомления, у людей средняя частота возбуждения МЕ составляет 50–60 Гц. ¹² MU набираются или выключаются упорядоченным образом в зависимости от размера мотонейронов, и они по существу контролируют количество активируемой мышечной ткани. ¹³

Замедление или прекращение стрельбы MU способствует потере силы, которая свидетельствует об утомлении. На активацию мотонейронов влияют внутренние изменения свойств мотонейронов, нисходящего драйва и афферентной обратной связи. Во время утомляющих максимальных сокращений частота активации мотонейронов снижается из-за следующих факторов: (1) повторяющаяся активация (повторная активация) мотонейронов приводит к снижению их возбудимости к возбуждающему синаптическому входу; ¹⁴ (2) возбуждение от моторной коры или другой надспинальной области к мотонейронам ниже; ¹⁴ (3) возбуждение мышечных афферентов III / IV группы увеличивается, ^{15, 16} , таким образом, снижается возбуждение мотонейронов; (4) активация мышечных веретен (сенсорных рецепторов) снижается, таким образом уменьшая активацию мышечных афферентов группы Ia, увеличивая пресинаптическое торможение и, наконец, уменьшая активацию мотонейронов; ^{17, 18} (5), в частности, мышечные афференты группы III / IV также проявляют обратное взаимодействие с сердечно-сосудистыми и дыхательными процессами через вегетативную нервную систему, тем самым улучшая кровоток в мышцах и оксигенацию и, следовательно, замедляя развитие утомляемости самой мышцы. ¹⁴

Ca

²⁺

Нейральная активация приводит к передаче сигнала от мозга к поперечным канальцам мышц, вызывая высвобождение кальция из саркоплазматического ретикулума (SR) в цитозоль и инициируя цикл поперечного мостика. Этот процесс сопряжения возбуждения-сокращения включает в себя следующие события: потенциал действия (AP) генерируется в нервно-мышечном соединении и распространяется вдоль поверхностной мембраны и в поперечные канальцы, где он обнаруживается молекулами датчиков напряжения (дигидропиридиновые рецепторы, VS / DHPRs), которые, в свою очередь, открывают каналы высвобождения рианодинового рецептора-Ca ²⁺ (изоформа RyR1 в скелетных мышцах) в соседнем SR и вызывают высвобождение Ca ²⁺ в саркоплазму. ¹⁹ Связывание Ca ²⁺ с тропонином перемещает тропомиозин от сайта связывания миозина на актине, тем самым позволяя циклический переход между мостами. Удаление Ca ²⁺ из цитоплазмы АТФазой Ca ²⁺ приводит к восстановлению тропомиозина в его заблокированном положении, и происходит релаксация. ²⁰

Было установлено, что нарушение высвобождения кальция из SR является одной из причин усталости в изолированных волокнах скелетных мышц. Было предложено несколько возможных механизмов: (1) AP включает приток Na ⁺ , а последующая реполяризация включает отток K ⁺ в мышечные клетки.Высокочастотная стимуляция может привести к внеклеточному накоплению K ⁺ , что может снизить активацию датчика напряжения и амплитуду потенциала действия; (2) Большая часть АТФ в отдохнувшем волокне связана с Mg ²⁺ . Усталость может вызвать снижение внутриклеточного АТФ и увеличение свободного Mg ²⁺ , тем самым снижая эффективность открытия канала SR Ca ²⁺ ; (3) Воздействие миоплазматического фосфата вызывает стойкое снижение высвобождения SR Ca ²⁺ в клетках с кожурой, поскольку неорганический фосфат может проникать в SR и осаждать Ca ²⁺ , таким образом уменьшая свободный Ca ²⁺ и количество Ca ²⁺ доступны для выпуска. ²¹

Кровоток и O

₂

Кровоток может доставлять кислород, необходимый для аэробного производства АТФ, и удалять побочные продукты метаболических процессов в работающих мышцах, тем самым играя важную роль в поддержании выходной силы. Произвольные сокращения мышц увеличивают среднее артериальное кровяное давление, ²² , что, следовательно, снижает чистый приток крови к работающей мышце и вызывает усталость. ²³ Окклюзия кровотока к работающей мышце существенно сокращает время до истощения ^{24, 25, 26} и увеличивает величину снижения силы, ^{27, 28} , что указывает на потенциальную важность кровотока при утомлении профилактика.Однако, несмотря на изменения кровотока, сопровождающие развитие мышечной усталости, снижение кровотока, по-видимому, не является ключевым фактором развития утомляемости. Wigmore et al. ²⁹ использовали плетизмографию венозной окклюзии для уменьшения кровотока в тыльных мышцах голеностопного сустава и обнаружили, что снижение силы MVC предшествует значительным изменениям кровотока в мышце.

Одна из важных ролей кровотока — обеспечение O ₂ работающим мышцам.Хорошо задокументировано, что снижение доступности кислорода для тренирующихся мышц имеет серьезные последствия для мышечной усталости. Вдыхание гипоксичного воздуха может значительно увеличить мышечную усталость in vivo , ^{30, 31} и усиленная доставка O ₂ к тренирующимся мышцам ³² непосредственно снижает мышечную усталость и увеличивает мышечную эффективность. Однако доступность O ₂ влияет на процесс утомления при умеренной интенсивности работы. Как правило, потребление кислорода и использование АТФ увеличиваются до достижения VO _2max .Во время упражнений с очень высокой интенсивностью (обычно VO _2max уже достигается) потребность в большем количестве АТФ не может быть удовлетворена за счет увеличения доставки кислорода, что приводит к дисбалансу метаболического гомеостаза и приводит к усталости. ³³

Энергия

Мышечная работа должна поддерживаться готовым источником энергии АТФ. Существует три основных АТФазы, которым для мышечной активности требуется АТФ: Na ⁺ / K ⁺ -АТФаза, миозиновая АТФаза и Са ²⁺ АТФаза.Na ⁺ / K ⁺ -ATPase закачивает Na ⁺ обратно, а K ⁺ обратно в волокно после потенциала действия. Миозиновая АТФаза использует АТФ для создания силы и выполнения работы, а АТФаза Ca ²⁺ перекачивает Ca ²⁺ обратно в SR, тем самым обеспечивая расслабление мышц. Активность этих ферментов составляет 10%, 60% и 30% от общего использования АТФ соответственно. ³⁴

Гликоген — это углеводный накопитель энергии для производства АТФ.Существует три различных субклеточных локализации гликогена: (1) межмиофибриллярный гликоген, расположенный между миофибриллами и близко к SR и митохондриям; (2) интрамиофибриллярный гликоген, расположенный внутри миофибрилл и чаще всего в I-полосе саркомера; и (3) субарколеммальный гликоген, расположенный под сарколеммой и в основном рядом с митохондриями, липидами и ядрами. Примерно 75% общего запаса гликогена в клетках составляет интермиофибриллярный гликоген. ^{35, 36}

Фундаментальная концепция физиологии упражнений гласит, что гликоген является важным топливом во время упражнений. ³⁷ Еще в 1960-х годах была обнаружена сильная корреляция между содержанием гликогена в мышцах и выносливостью при физической нагрузке. ³⁸ Когда запасы гликогена ограничены, упражнения нельзя продолжать. ³⁹ Окисление гликогена является основным источником регенерации АТФ во время длительных упражнений (> 1 ч) и периодических упражнений высокой интенсивности. ⁴⁰ Кроме того, гликоген может иметь важное значение, поскольку он продуцирует промежуточные продукты цикла трикарбоновых кислот, тем самым способствуя поддержанию окислительного метаболизма. ⁴¹ Сообщалось, что на связь и расслабление возбуждения-сокращения влияет уровень гликогена. ^{37, 42, 43} Низкий уровень мышечного гликогена и / или энергии, получаемой из гликолита, связан с нарушением высвобождения, обратного захвата и Na ⁺ / K ⁺ -насоса SR Ca ²⁺ . ^{43, 44} Однако, как истощение гликогена влияет на серию событий и в конечном итоге приводит к утомлению, до конца не изучено.

Факторы метаболизма

Сокращения мышц активируют АТФазы и способствуют гликолизу, что приводит к увеличению внутриклеточных метаболитов, таких как H ⁺ , лактат, Pi и ROS, которые способствуют изменениям активности поперечных мостиков.

Исторически считалось, что H ⁺ играет роль в развитии мышечной усталости. Гликолиз приводит к образованию пирувата, который поступает в цикл TCA для окисления. Если производство пирувата превышает его окисление, избыток пирувата превращается в молочную кислоту, которая диссоциирует на лактат и H ⁺ . Накопление H ⁺ снижает pH, таким образом потенциально препятствуя высвобождению SR Ca ²⁺ , чувствительности тропонина C к Ca ²⁺ и перекрестному циклическому мостику, что приводит к нарушению мышечной силы. ⁴⁵ Однако роль пониженного pH как важной причины усталости в настоящее время подвергается сомнению. ⁴⁶ Несколько недавних исследований показали, что снижение pH может иметь незначительное влияние на сокращение мышц млекопитающих при физиологических температурах. Кроме того, отсутствует связь между изменениями pH и MVC во время утомляющих упражнений и восстановления у людей. ⁴⁷

Помимо ацидоза, анаэробный метаболизм в скелетных мышцах также включает гидролиз креатинфосфата (CrP) до креатина и Pi.Концентрация Pi может быстро увеличиваться примерно с 5–30 мМ во время сильной усталости. Креатин мало влияет на сократительную функцию, тогда как Pi, а не ацидоз, по-видимому, является наиболее важной причиной усталости во время упражнений высокой интенсивности. ⁴⁸ Повышенный Pi существенно ухудшает работу миофибрилл, снижает высвобождение SR Ca ²⁺ и, следовательно, способствует снижению активации. ⁴⁹

Митохондриальное дыхание производит АТФ и потребляет O ₂ , процесс, который генерирует ROS.Наиболее важные АФК включают супероксид (O ₂ • -), пероксид водорода (H ₂ O ₂ ) и гидроксильные радикалы (OH •). По мере увеличения интенсивности труда увеличивается производство АФК. Наиболее убедительные доказательства того, что АФК способствуют утомлению, получены из экспериментов, показывающих, что предварительная обработка неповрежденной мышцы поглотителем АФК значительно снижает развитие утомляемости. АФК влияют на мышечную усталость в основном за счет окисления клеточных белков, таких как насос Na ⁺ –K ⁺ , миофиламенты, DHPR и RyR1, ⁵⁰ , что приводит к ингибированию высвобождения SR Ca ²⁺ и миофибриллярного Ca ²⁺ чувствительность.Кроме того, АФК активируют мышечные афференты группы IV ⁵¹ и напрямую ингибируют мотонейроны.

Другие метаболиты, которые, вероятно, играют роль в утомлении, включают АТФ, АДФ, PCr и Mg. ⁵² Например, мышечный АДФ увеличивается при интенсивной сократительной активности. В волокнах с оболочкой ADP снижает скорость волокна, но увеличивает силу, предположительно из-за большего количества поперечных мостиков в состояниях высокой силы. Однако более важная роль АДФ в возникновении усталости, по-видимому, связана с ингибированием насоса SR Ca ²⁺ и возникающими в результате нарушениями ECC, а не с прямым воздействием на поперечный мостик. ⁵³

Реагенты усталости

Организмы имеют разные уровни адаптивных реакций на стресс-усталость, включая нервную систему ЦНС, симпатическую нервную систему, эндокринную систему (ось гипоталамус-гипофиз-надпочечники, ось HPA) и врожденную иммунную систему (которая (это неспецифические цитокины, система комплемента и естественные клетки-киллеры). Многие реагенты, вызывающие утомление, такие как кортизол, катехоламин, IL-6 и HSP, могут играть роль в функции мышц. ⁵⁴

HSP участвуют в адаптации к усталостному стрессу.В семействе HSP белок HSP25 обильно экспрессируется в скелетных мышцах и увеличивается с сократительной активностью мышц. ⁵⁵ Интересно, что Jammes et al. сообщили, что широко распространенный ответ HSP25 на утомление в одной мышце задней конечности отвечает за глобальный адаптивный ответ на острый локализованный стресс, и продемонстрировали, что афференты мышц групп III и IV играют важную роль в ответе p-HSP25, индуцированном утомлением; кроме того, симпатическая нервная система к мышцам и почкам включает эфферентную руку активации p-HSP25. ⁵⁶ HSP25 скелетных мышц, как сообщается, стабилизирует структуру мышц и восстанавливает поврежденные мышечные белки, ⁵⁷ , а также снижает апоптоз в культивируемых мышечных клетках C2C12 путем ингибирования внутреннего и внешнего пути апоптотической гибели клеток. ⁵⁸

Орозомукоид (ORM) — это белок острой фазы с очень низким pI 2,8–3,8 и очень высоким содержанием углеводов 45%. Он преимущественно синтезируется в печени, и также сообщалось, что многие внепеченочные ткани продуцируют ORM при физиологическом и патологическом стрессе. ⁵⁹ Наши исследования показали, что экспрессия ORM заметно увеличивается в сыворотке крови, печени и скелетных мышцах в ответ на различные формы усталости, включая лишение сна, принудительное плавание и бег на беговой дорожке. Интересно, что экзогенный ORM увеличивает мышечный гликоген и увеличивает мышечную выносливость, тогда как дефицит ORM приводит к снижению мышечной выносливости, что указывает на то, что ORM является эндогенным белком против утомления. Дальнейшие исследования продемонстрировали, что ORM связывается с C – C хемокиновым рецептором типа 5 (CCR5) на мышечных клетках и активирует AMPK, тем самым способствуя накоплению гликогена и повышая мышечную выносливость, и представляя механизм положительной обратной связи для сопротивления усталости и поддержания гомеостаза. ^{60, 61} Модуляция уровня передачи сигналов ORM и CCR5 может быть новой стратегией управления мышечной усталостью.

Неинвазивные методы ОЦЕНКИ участков мышечной усталости

Мышечная усталость наиболее естественно проявляется в интактном организме. Неинвазивные методы сайт-специфической стимуляции теперь можно использовать для оценки потенциальных сайтов всей системы для производства силы в исследованиях на людях. Все вызванные мышечные реакции регистрируются с помощью электродов электромиографии (ЭМГ), помещенных на мышцу.

Транскраниальная магнитная стимуляция

Транскраниальная магнитная стимуляция включает применение магнитной стимуляции к моторной коре головного мозга и оптимизирована для активации интересующей мышцы. ¹ Вызванный стимуляцией мышечный ответ, зарегистрированный с помощью ЭМГ, известен как моторно-вызванный потенциал (МВП). На МВП влияет не только возбудимость коры головного мозга, но также возбудимость мотонейронов спинного мозга и мышечные факторы. Депрессия МВП может возникнуть в расслабленной мышце после утомляющего упражнения, возможно, в результате афферентного воздействия от усталой мышцы.МВП увеличивается в мышцах верхних и нижних конечностей во время устойчивых субмаксимальных изометрических сокращений и рассматривается как усиление центрального побуждения к пулу нижних мотонейронов, что позволяет поддерживать постоянный уровень силы, несмотря на развитие периферической усталости. Сообщается, что во время устойчивого MVC MEP увеличивается в течение первых секунд, а затем выравнивается, увеличивается линейно или остается стабильным, в зависимости от используемого протокола (то есть непрерывный или прерывистый) и исследуемой мышцы. ¹

Электростимуляция шейно-медуллярной области

Электростимуляция шейно-медуллярной области направлена ​​на активацию кортикоспинального тракта на подкорковом уровне, тем самым устраняя корковый вклад в вызванную мышечную реакцию. Мышечный ответ, зарегистрированный с помощью ЭМГ, известен как цервикомедуллярный моторно-вызванный потенциал (CMEP). Сравнение MEP и CMEP полезно для определения возбудимости на корковом или подкорковом уровне. Во время устойчивой 30% -ной MVC подошвенных сгибателей сообщалось о большом увеличении MEP и лишь небольшом увеличении CMEP, что свидетельствует о небольшом вкладе спинномозговых факторов в увеличение кортикоспинальной возбудимости во время субмаксимальных утомляющих сокращений.Напротив, во время 50% MVC сгибателей локтя до отказа от задания была обнаружена аналогичная кинетика MEP и CMEP, что указывает на то, что центральные изменения происходят почти полностью на уровне позвоночника. ^{62, 63, 64}

Электростимуляция низкой интенсивности периферического нерва

Электростимуляция периферического нерва низкой интенсивности преимущественно активирует сенсорные волокна Ia, которые синапсируют с α-мотонейроном в спинном мозге. Затем сигнал передается по двигательным нейронам к мышце, вызывая в ней ответную реакцию, известную как рефлекс Гофмана (Н-рефлекс).H-рефлекс используется для оценки возбудимости и торможения спинного мозга. Хотя есть несколько случаев увеличения ⁶⁵ или отсутствия изменений, ⁶⁶ , по общему мнению, наблюдается общее снижение амплитуды Н-рефлекса с развитием мышечной усталости, что указывает на снижение возбудимости позвоночника. ^{67, 68} Скорость и степень уменьшения амплитуды Н-рефлекса, по-видимому, зависят от типа утомляющей задачи.

Высокоинтенсивная электрическая стимуляция периферического нерва

Высокоинтенсивная стимуляция периферического нерва непосредственно активирует α-мотонейрон, вызывая двигательную реакцию (m-волна) от мышцы.М-волна представляет собой сложный потенциал действия, регистрируемый с помощью поверхностной ЭМГ, и используется для оценки периферической возбудимости мышечной мембраны и передачи в нервно-мышечном соединении. Изменение силы подергивания без изменения m-волны указывает на нарушение связи возбуждения-сокращения.

Кратковременные утомляющие сокращения (~ 20 с) вызывают увеличение амплитуды и площади m-волны. ⁶⁹ Более длительное (4-минутное) устойчивое максимальное сокращение не вызывает изменений амплитуды m-волны ⁷⁰ , но приводит к значительному снижению центральной активации, что позволяет предположить, что центральные факторы, способствующие утомлению, могут возникать в отсутствие периферического изменения возбудимости мембран.Однако более продолжительные сокращения, вызывающие утомление (~ 17 мин), также могут вызвать снижение возбудимости мышечной мембраны и уменьшение размера m-волны. ⁶⁹

Биомаркер для диагностики мышечной усталости

В настоящее время до сих пор нет специфических факторов, которые постоянно были связаны с определенным типом усталости. Типы упражнений (например, аэробные / анаэробные, краткосрочные или долгосрочные), тип сокращения (например, постепенное / постоянное, изометрическое / неизометрическое, концентрическое / эксцентрическое), а также степень и продолжительность утомления влияют на профиль биомаркеров.В соответствии с механизмом и метаболическими изменениями во время мышечной усталости были определены три категории биомаркеров: (1) биомаркеры метаболизма АТФ, такие как лактат, аммиак и гипоксантин; (2) биомаркеры окислительного стресса (ROS), такие как перекисное окисление липидов, перекисное окисление белков и антиоксидантная способность; и (3) воспалительные биомаркеры, такие как TNF-α, лейкоциты и интерлейкины. ⁷¹

Биомаркеры метаболизма АТФ

В нормальных условиях общий пул адениновых нуклеотидов (АТФ + АДФ + АМФ) остается постоянным.Когда поступление АТФ не соответствует потреблению АТФ во время упражнений, возникает утомляемость. Для поддержания соотношения АТФ / АДФ две молекулы АДФ могут быть преобразованы в одну молекулу АТФ и одну молекулу АМФ. Впоследствии АМФ разлагается АМФ-дезаминазой до ИМФ и аммиака. ⁷² IMP расщепляется до инозина и гипоксантина, а аммиак далее превращается в азот мочевины (BUN), тем самым увеличивая BUN в крови. В случае недостаточного снабжения кислородом окислительное фосфорилирование АДФ с образованием АТФ не удовлетворяет потребности в энергии, и производство АТФ смещается от аэробных процессов (обработка глюкозы / гликогена, липидов или аминокислот) к анаэробному гликолизу или гликогенолизу, ⁷³ , что приводит к накоплению лактата.Наиболее известные биомаркеры мышечной усталости в результате метаболизма АТФ включают лактат, аммиак и гипоксантин. ^{74, 75} Лактат и аммиак обычно определяются в сыворотке крови. Гипоксантин обычно анализируется в сыворотке или моче.

Уровень лактата в сыворотке увеличивается с интенсивностью упражнений у здоровых и больных людей. ⁷⁶ Однако уровень лактата в сыворотке не связан с возрастом, полом и физической подготовкой. В условиях стандартизации рабочей нагрузки лактат сыворотки крови представляется многообещающим биомаркером мышечной усталости. ⁷³ Сывороточный аммиак точно соответствует реакции лактата во время упражнений ⁷³ и увеличивается во время упражнений. Аммиак в сыворотке не связан с возрастом ⁷⁷ и остается низким при физической подготовке, но у мужчин он выше, чем у женщин. ⁷⁸ Уровень гипоксантина в сыворотке крови значительно повышается сразу после тренировки. ⁷⁹ Существуют половые различия ⁸⁰ , но отсутствуют надежные данные о зависимости от возраста или физического состояния от сывороточного гипоксантина.

Биомаркеры окислительного стресса

Активные формы кислорода (АФК) остаются на низком уровне в скелетных мышцах в состоянии покоя, но увеличиваются в ответ на сократительную активность. Продукты ROS приводят к окислению белков, липидов или нуклеиновых кислот, сопровождающемуся заметным снижением антиоксидантной способности, ⁸¹ , что в конечном итоге вызывает усталость. Перспективные биомаркеры для оценки окислительного повреждения при мышечной усталости включают биомаркеры перекисного окисления липидов (то есть вещества, реагирующие с тиобарбитуровой кислотой (TBARS) и изопростаны) и биомаркеры окисления белков (то есть карбонилы белков (PC).Биомаркеры для оценки антиоксидантной способности включают глутатион (GSH), глутатионпероксидазу (GPX), каталазу и общую антиоксидантную способность (TAC). ⁷¹

TBARS — индикаторы перекисного окисления липидов и окислительного стресса, которые образуются при разложении продуктов перекисного окисления липидов, которые вступают в реакцию с тиобарбитуровой кислотой и образуют флуоресцентный красный аддукт. Изопростаны представляют собой простагландиноподобные соединения, полученные в результате перекисного окисления незаменимых жирных кислот, катализируемого АФК.ПК в основном образуются в результате окисления альбумина или других белков сыворотки и рассматриваются как маркеры окислительного повреждения белков. GSH — это псевдотрипептид, который присутствует почти во всех клетках и играет важную роль в улавливании АФК. GPX и каталаза являются ферментами, которые поглощают перекись водорода в воду и кислород. TAC определяется как сумма антиоксидантной активности неспецифического пула антиоксидантов.

TBARS, PC, каталаза и TAC обычно определяются в сыворотке крови, но TBARS также обнаруживаются в слюне.Изопростаны обычно измеряются в сыворотке, моче или других биологических жидкостях и клетках крови. GSH и GPX присутствуют в клетках и обнаруживаются в сыворотке и слюне. ⁸² С увеличением интенсивности упражнений уровни TBARS, изопростанов, PC, каталазы, TAC и GPX увеличиваются, а уровень GSH снижается. ^{76, 82, 83, 84} С возрастом уровни TBARS, изопростанов и TAC увеличиваются, ^{85, 86, 87} уровни GSH, GPX и каталазы уменьшаются, ^{88, 89, 90} и изменения в PC остаются спорный. ^{91, 92} С физической подготовкой уровни TBARS, PC, GSH и GPX увеличиваются, ⁹³ , тогда как изменения каталазы, PC и TAC все еще не имеют определенных данных. ⁹⁴ Сообщалось, что уровни TBARS, изопростанов, PC, каталазы и TAC у женщин ниже, чем у мужчин, ^{90, 95, 96, 97} , тогда как уровни GSH и GPX показывают противоположную тенденцию. ^{89, 98}

Воспалительные биомаркеры

Помимо истощения выработки АТФ и АФК, упражнения и утомляемость также вызывают местную или системную воспалительную реакцию.Перспективные биомаркеры для оценки воспаления при мышечной усталости включают лейкоциты, IL-6 и TNF-α. ⁷¹

Т-лимфоциты, особенно лимфоциты CD4 + и CD8 +, мобилизуются из периферических лимфоидных отделов в кровь после тренировки. ⁹⁹ Кроме того, нейтрофилы значительно увеличиваются сразу после тренировки. Эти изменения представляют собой неспецифический иммунный ответ, вызванный ишемией в стрессированной ткани, при отсутствии реального повреждения. ¹⁰⁰ IL-6, действующий как важный провоспалительный (моноциты и макрофаги) цитокин, теперь также рассматривается как один из миокинов, высвобождаемых мышцами в ответ на сокращения. ¹⁰¹ Уровни TNF-α, преимущественно продуцируемого макрофагами, также повышаются в результате мышечной усталости. Обычно уровни IL-6 и TNF-α определяют в сыворотке. Уровни IL-6 также можно определить в слюне.

С возрастом изменение Т-клеток, экспрессирующих CD8, остается спорным, ^{102, 103} , тогда как изменение IL-6 не зависит от возраста. Половые различия в иммунных ответах Т-клеток особенно очевидны при реакции «трансплантат против хозяина», с более сильным эффектом у женщин, ¹⁰⁴ и уровни IL-6 также заметно ниже у женщин. ¹⁰² Уровни TNF-α не зависят от возраста, пола и физического состояния.

По-прежнему существует множество потенциальных иммунологических биомаркеров, включая С-реактивный белок (CRP), IL-8, IL-10, IL-15, HSP27, HSP70, плазменную ДНК и оросомукоид (ORM). ^{72, 101, 105} Например, было обнаружено, что IL-15 накапливается в мышцах после регулярных тренировок. ¹⁰⁶ ORM, белок острой фазы с иммуномодулирующей активностью, значительно увеличивается в тканях сыворотки, мышц и печени в ответ на различные формы мышечной усталости у грызунов. ⁶⁰ Конечно, есть еще несколько биомаркеров, которые не подходят для диагностики мышечной усталости, такие как эластаза, IL-1β и комплемент C4a, поскольку их концентрации существенно не меняются после тренировки. ¹⁰⁷

Возможное лечение мышечной усталости

Неправильные упражнения, длительные боевые действия, военная подготовка и некоторые связанные с ними заболевания (например, рак и инсульт) могут вызвать мышечную усталость, что отрицательно сказывается на спортивных достижениях, боевых возможностях и выздоровлении пациентов .В настоящее время до сих пор нет официальных или полуофициальных рекомендаций по лечению мышечной усталости. Однако некоторые неспецифические методы лечения, такие как синтетические продукты (например, амфетамин и кофеин), натуральные продукты (например, американский женьшень и родиола розовая) и пищевые добавки (например, витамины и минералы и креатин), использовались клинически или экспериментально и показали некоторые эффекты в различных исследованиях.

Синтетические продукты

Амфетамин, эфедрин, кофеин, например, являются синтетическими продуктами, которые возбуждают центральную нервную систему или симпатическую нервную систему и способствуют сопротивлению мышечной усталости.По данным ВАДА (Всемирное антидопинговое агентство) в 2005 году, почти половина злоупотребления стимуляторами в спорте связана с амфетаминами и эфедрином. Использование амфетаминов, производных амфетамина, пропаноламина и эфедрина остается незаконным в соревнованиях. Однако кофеин и псевдоэфедрин были приняты на любом уровне с 2004 года.

Амфетамин

Амфетамин — стимулятор и антидепрессант фенэтиламинового ряда, который вызывает сильную зависимость и вызывает эйфорию и приподнятое настроение.Амфетамин в малых и средних дозах улучшает физическую работоспособность людей и животных. ^{108, 109, 110} Однако основной механизм остается в значительной степени неизвестным. Высокая температура тела — один из самых сильных сигналов истощения. Недавно Морозова Е. сообщила, что амфетамин может маскировать или замедлять утомление у крыс, замедляя вызванное физическими упражнениями повышение внутренней температуры тела. Хотя употребление амфетамина запрещено во время соревнований, его можно использовать в некоторых ситуациях, например, в бою, чтобы улучшить производительность, отсрочив истощение. ¹¹¹

Кофеин

Использование кофеина в качестве спортивного средства для улучшения здоровья хорошо задокументировано. Потребление высоких доз кофеина улучшает работоспособность во время длительных тренировок. ^{112, 113} Действительно, эффекты кофеина, повышающие производительность, были описаны как при длительных аэробных упражнениях, так и при длительных занятиях с отягощениями. ¹¹⁴ Сообщается, что влияние кофеина на короткие периоды интенсивной аэробной активности (5–30 минут) является значительным положительным эффектом, но его влияние на очень краткосрочные анаэробные упражнения, например, бег на короткие дистанции, неубедительно. ¹¹⁵ Механически кофеин, как сообщается, увеличивает реакцию адреналина и норадреналина, связанную с упражнениями. ¹¹⁶ Кроме того, кофеин усиливает сократимость мышц за счет индукции высвобождения кальция SR, ингибирования изоферментов фосфодиэстеразы, ингибирования ферментов гликогенфосфорилазы и стимуляции натриево-калиевого насоса. ¹¹⁵

Прочие

Другие симпатомиметические стимуляторы, такие как эфедрин, псевдоэфедрин и фенилпропаноламин, в несколько раз менее эффективны, чем амфетамины в улучшении работоспособности. ^{116, 117, 118} Bell et al. ¹¹⁹ предоставили четкие доказательства того, что эфедрин в высоких дозах улучшает упражнения на выносливость у людей, бегающих на 10 км. Кроме того, талтирелин, синтетический аналог тиреотропин-рилизинг-гормона (TRH), эффективно улучшает спортивную активность. ¹²⁰ Кокаин, вызывающий быструю симпатическую реакцию, значительно увеличивает выносливость во время упражнений высокой интенсивности. ¹²¹ Модафинил, новый тип препарата, который действует на центральную нервную систему и не дает пациентам уснуть, ¹²² заметно продлевает время упражнений до изнеможения ¹²³ и широко использовался на войне, чтобы помочь людям противостоять усталости.Производные бензамида, такие как 1- (1,3-бензодиоксол-5-илкарбонил) пиперидин (1-BCP), значительно продлевают время принудительного плавания у мышей по неясному механизму. ¹²⁴

Натуральные продукты

Более половины лекарств, представленных во всем мире, получены из натуральных продуктов или созданы на их основе. В последние несколько десятилетий ученые-медики и спортивные физиологи искали натуральные продукты, которые могут улучшить спортивные способности и противостоять или устранять усталость у людей.Сейчас все больше и больше натуральных продуктов и их экстрактов обнаруживаются как потенциально средства против усталости.

Виды Araliaceae ginseng

Американский женьшень, Panax ginseng C.A. Meyer и Radix notoginseng — все они принадлежат к видам araliaceae ginseng. Американский женьшень — это корень обыкновенной пятнистой пятнистости, которая в настоящее время выращивается в Канаде и на востоке США. Женьшень обыкновенный C.A. Мейер. (женьшень) — это съедобная и лекарственная китайская трава, которая часто используется в азиатских странах. Panax notoginseng (Burk.) F.H. Chen выращивают на всей территории Юго-Западного Китая, Бирмы и Непала. Корень, обычно используемая часть этого растения, называется Radix notoginseng или Sanchi. Все они содержат множество активных компонентов, таких как сапонины, полисахариды, флавоноиды, витамины и микроэлементы, которые отвечают за эффекты снижения физической усталости у людей и животных. Например, сапонины или белок, экстрагированный из американского женьшеня, значительно удлиняют время плавания у мышей за счет повышения уровней гликогена в печени и мышечного гликогена. ¹²⁵ Полисахариды, гинзенозид Rb1, гинзенозид Rg3 или низкомолекулярные олигопептиды, полученные из женьшеня Panax C. A. Meyer, как сообщалось, проявляли заметную активность против утомления в тестах на плавание или хватание мышей. ^{126, 127, 128} Было обнаружено, что один конкретный вид женьшеня, красный женьшень, положительно влияет на спортивные результаты у 11 добровольцев, выполняющих повторяющиеся анаэробные упражнения. ¹²⁹ Множественные механизмы задействованы в противодействии усталости женьшеня обыкновенного C.А. Мейера, включая усиление активности лактатдегидрогеназы (ЛДГ), повышение уровня гликогена в печени, замедление накопления азота мочевины в сыворотке (SUN) и молочной кислоты в крови (BLA), подавление окислительного стресса и улучшение функции митохондрий в скелетных мышцах. Что касается panax notoginseng, сообщалось, что разовая доза улучшает аэробные способности, выносливость и среднее артериальное давление (САД) у молодых людей. ¹³⁰ Было обнаружено, что общие сапонины, экстрагированные из panax notoginseng, основных активных ингредиентов, продлевают время изнурительного плавания мышей, задерживают увеличение лактата в крови и повышают содержание гликогена в тканях. ¹³¹

Родиола розовая

Родиола розовая (R. rosea), принадлежащая к семейству Crassulaceae и роду Rhodiola, широко используется в народной медицине в Восточной Европе и Китае. Это также важный ресурс против усталости. В состав родиолы розовой входят салидрозид и розавин. Розавин является единственным компонентом, уникальным для R. rosea из рода Rhodiola, а салидрозид является общим для большинства других видов Rhodiola. Естественное соотношение розавинов и салидрозидов у R.rosea составляет примерно 3: 1. Салидрозид был определен как главный ингредиент родиолы розовой против усталости. Было обнаружено, что острое употребление родиолы розовой, содержащей 3% розавина + 1% салидрозида плюс 500 мг крахмала, улучшает способность к упражнениям на выносливость у молодых здоровых добровольцев. ¹³² Ферментированный экстракт R. rosea также значительно увеличивает время плавания, содержание супероксиддисмутазы в печени и лактатдегидрогеназу в сыворотке у мышей. ¹³³

Чеснок

Чеснок ( Allium sativum ) — трава, которая используется в основном в пищу во многих странах.Чеснок давали солдатам и спортсменам как тонизирующее средство в Древнем Риме. В последнее время многие исследователи сообщили о противодействии усталости чеснока. Методы обработки чеснока влияют на эффект снятия усталости. ¹³⁴ К основным способам обработки сырого чеснока можно отнести: (1) производство чесночного порошка, полученного после сушки сырого чеснока; (2) производство чесночного масла, полученного путем пропаривания сырого чеснока; (3) производство масляного мацерата, извлеченного из сырого чеснока с добавлением растительного масла; и 4) производство экстракта выдержанного чеснока (AGE). ¹³⁵ Ushijima et al. исследовали влияние сырого чесночного сока, нагретого чесночного сока, обезвоженного чесночного порошка и ВОЗРАСТА на физическую силу и восстановление после усталости. Они обнаружили, что сырой чеснок и AGE продлевают время работы мышей на беговой дорожке и ускоряют восстановление ректальной температуры после погружения в прохладную воду. Эти эффекты связаны с улучшением периферического кровообращения, антистрессовым действием и улучшением питания. ¹³⁶ Недавние клинические исследования показали много интересных открытий.¹³⁷ Verma et al. исследовали влияние чесночного масла на сердечную деятельность и переносимость физической нагрузки у 30 пациентов с ишемической болезнью сердца. После первоначального стресс-теста на беговой дорожке испытуемым вводили чесночное масло в течение 6 недель, и стресс-тесты на беговой дорожке были повторены. По сравнению с первоначальным тестом, чеснок значительно снизил частоту сердечных сокращений при пиковых нагрузках и рабочую нагрузку на сердце, что привело к лучшей переносимости физических нагрузок.

Другое

Эффективное усиление энергетического метаболизма помогает улучшить физическую работоспособность.Сообщалось, что китайский ямс и фрукт аурантий улучшают гликоген в мышцах, гликоген в печени и другие показатели. ^{138, 139} Сообщалось о растущем количестве натуральных продуктов и их активных компонентов, обладающих определенными лечебными эффектами против физической усталости, таких как корень офиопогона, астрагал, лайчи обыкновенный, кальтроп, Acanthopanax giraldii , Cordyceps sinensis , Ganoderma lucidum , eucommia, Ginkgo biloba , radix paeoniae alba, gynostemma, acanthopanax, angelica, radix rehmanniae и radix polygoni multiflori.Однако большинство из них все еще требует обширных исследований, чтобы определить их эффекты и механизмы против утомления.

Пищевые добавки

Было выявлено несколько факторов питания, которые могут ограничивать выполнение упражнений, что привело к широкому использованию стратегий питания. Пищевые добавки считаются законными Международным олимпийским комитетом (МОК) и поэтому приобрели популярность как способ повышения производительности. Пищевые добавки можно сгруппировать в диетические добавки (например, поливитамины, рыбий жир и сульфат / хондроитин глюкозамина), эргогенные добавки (например, протеиновый порошок / аминокислоты и креатин) и спортивное питание (например, спортивные напитки и еда. замена). ¹⁴⁰ Чаще всего используются спортивные напитки и витаминно-минеральные добавки, за которыми следуют креатин и протеиновые добавки. ¹⁴¹

Витамины и минералы

Несмотря на их относительную нехватку в диете и организме, витамины и минералы являются ключевыми регуляторами здоровья и функций, включая работоспособность. Они не являются прямыми источниками энергии, но способствуют энергетическому обмену. Водорастворимые витамины включают витамины группы B (тиамин, рибофлавин, ниацин, пиридоксин, фолиевая кислота, биотин, пантотеновая кислота, витамин B12 и холин) и витамин C.Жирорастворимые витамины включают витамины A, D, E и K. Витамины A, C и E также являются антиоксидантами. Двенадцать минералов являются незаменимыми питательными веществами. Магний, железо, цинк, медь и хром могут влиять на физическую работоспособность. ¹⁴² Исследователи показали, что дефицит витаминов и минералов может привести к снижению физической работоспособности, а их добавление улучшает физическую работоспособность у людей с уже существующими недостатками. Например, серьезная нехватка фолиевой кислоты и витамина B12 приводит к анемии и снижает работоспособность на выносливость.Прием добавок железа повышает сопротивляемость прогрессирующей усталости у истощенных железом женщин без анемии. ¹⁴³ Однако использование витаминных и минеральных добавок не улучшает работоспособность у людей, соблюдающих адекватную диету. ¹⁴² Пищевые добавки для спортсменов в Австралийском институте спорта на срок до 8 месяцев, включая витамины B1, B2 (рибофлавин), B6, B12, C, E, A, фолиевую кислоту и медь, магний, цинк, кальций, фосфор, Так же, как и алюминий, не было обнаружено, что он улучшает спортивные результаты. ¹⁴⁴

Рыбий жир

Рыбий жир, пищевая добавка, оказывает благотворное влияние на работоспособность. Рыбий жир богат омега-3 жирными кислотами, в частности, докозагексаеновой кислотой (DHA) и эйкозапентаеновой кислотой (EPA), которые, как было обнаружено, улучшают эффективность сердечной деятельности, метаболизм жиров и иммуномодулирующие реакции. Было обнаружено, что потребление рыбьего жира (содержащего 1050 мг EPA + 750 мг DHA) в течение 3 недель у 20 здоровых субъектов снижает процентное содержание жира в организме и улучшает физическую работоспособность и физиологическое восстановление после упражнений. ¹⁴⁵

Креатин

Креатин (Cr), азотсодержащее соединение, синтезируемое в организме из глицина, аргинина и метионина, также содержится в рационе питания, в основном в красном мясе и морепродуктах. Система креатин / фосфорилкреатин может обеспечивать энергией, когда скорость использования АТФ выше, чем скорость производства митохондриальным дыханием, таким образом поддерживая гомеостаз АТФ. ¹⁴⁶ Представленный широкой публике в начале 1990-х годов, креатин стал одной из наиболее широко используемых пищевых добавок или эргогенных вспомогательных средств, и было доказано, что он повышает работоспособность при высокоинтенсивных прерывистых упражнениях. ¹⁴⁷ Креатин признан Международным олимпийским комитетом законным. Следовательно, добавление креатина — это потенциальная эргогенная стратегия для улучшения мышечной выносливости.

Red bull

Red bull содержит смесь углеводов, таурина, глюкуронолактона, витамина B и кофеина и является широко используемым энергетическим напитком. Несколько небольших исследований показали, что потребление углеводов и кофеина улучшает аэробные и анаэробные показатели, а также когнитивные функции, такие как концентрация, бдительность и время реакции. ¹⁴⁸ Было высказано предположение, что эффекты связаны с модуляцией аденозинергических рецепторов кофеином и таурином.

Прочие

Карнитин играет важную роль в окислении жирных кислот в мышцах. Однако отсутствуют определенные доказательства его полезной роли в качестве добавки. Доказано, что протеиновые добавки неэффективны, за исключением редких случаев, когда потребление белка с пищей является недостаточным. Отдельные аминокислоты, особенно орнитин, аргинин и глутамин, также обычно используются в качестве добавок.Однако их влияние на производительность не подтверждено документальными свидетельствами. Сообщалось, что ORM острой фазы увеличивает мышечную выносливость после венозной или внутрибрюшинной инъекции у грызунов, ⁶⁰ , но это неудобно для ежедневного приема. Теоретически использование антиоксидантных витаминов и глютамина в периоды интенсивных тренировок должно быть полезным, но все же необходимы дополнительные доказательства, прежде чем они будут рекомендованы в качестве добавок. ¹⁴⁹

Выводы

Производство мышечной силы включает в себя последовательность событий, простирающуюся от возбуждения коры до активации двигательных единиц и связи между возбуждением и сокращением и, в конечном итоге, приводящей к активации мышц.Изменения на любом уровне этого пути, включая изменения в нервной, ионной, сосудистой и энергетической системах, ухудшают выработку силы и способствуют развитию мышечной усталости. Факторы метаболизма и реагенты усталости, такие как H ⁺ , лактат, Pi, ADP, ROS, HSP25 и ORM, также влияют на мышечную усталость. Локальная стимуляция с помощью неинвазивных методов позволяет получить системное представление о процессе утомления в физиологических условиях. Несмотря на отсутствие единого мнения, наблюдалось распределение мышечной усталости в зависимости от пола и возраста, при котором дети, пожилые люди и мужчины более устойчивы к утомлению, чем взрослые и женщины.Биомаркеры метаболизма АТФ, окислительного стресса и воспалительных реакций полезны для диагностики мышечной усталости. Несмотря на отсутствие официальных или полуофициальных рекомендаций, сообщалось, что мышечная усталость снимается с помощью некоторых неспецифических методов лечения, включая препараты, влияющие на ЦНС, натуральные продукты и пищевые добавки. В будущем еще предстоит изучить дополнительные потенциальные механизмы, биомаркеры, мишени и родственные препараты для мышечной усталости — например, ORM.

Мышечная усталость: общие сведения и лечение

Реферат

Мышечная усталость — частая жалоба в клинической практике.У людей мышечная усталость может быть определена как снижение способности создавать силу в результате физических упражнений. Здесь, чтобы обеспечить общее понимание и описание возможных методов лечения мышечной усталости, мы суммируем исследования мышечной усталости, включая такие темы, как последовательность событий, наблюдаемых во время выработки силы, in vivo методов оценки места утомления, диагностические маркеры и другие методы. специфические, но эффективные методы лечения.

Введение

Усталость — это распространенный неспецифический симптом, с которым сталкиваются многие люди, и связанный со многими заболеваниями.Усталость, часто определяемая как непреодолимое чувство усталости, нехватки энергии и чувство истощения, связана с трудностями при выполнении произвольных задач. ¹ Накопление усталости, если его не устранить, приводит к переутомлению, синдрому хронической усталости (СХУ), синдрому перетренированности и даже эндокринным нарушениям, дисфункции иммунитета, органическим заболеваниям и угрозе для здоровья человека.

Существует множество различных методов классификации усталости. По продолжительности утомление можно разделить на острую и хроническую.Острая утомляемость может быть быстро снята отдыхом или изменением образа жизни, тогда как хроническая усталость — это состояние, определяемое как стойкая усталость, длящаяся более месяцев, которая не уменьшается от отдыха. ^{2, 3, 4} Усталость также может быть классифицирована как умственная усталость, которая относится к когнитивным или перцептивным аспектам утомления, и физическая усталость, которая относится к работе двигательной системы. ¹

Мышечная усталость определяется как снижение максимальной силы или выработки мощности в ответ на сократительную активность. ⁵ Он может возникать на разных уровнях моторного пути и обычно делится на центральный и периферический компоненты. Периферическое утомление вызывается изменениями в нервно-мышечном соединении или дистальнее него. Центральная усталость возникает в центральной нервной системе (ЦНС), что снижает нервный импульс к мышцам. ^{5, 6} Мышечная усталость — это часто встречающееся явление, ограничивающее спортивные результаты и другие виды интенсивной или продолжительной активности. Он также увеличивает и ограничивает повседневную жизнь при различных патологических состояниях, включая неврологические, мышечные и сердечно-сосудистые заболевания, а также старение и слабость.Этот обзор в первую очередь посвящен мышечной усталости, особенно во время интенсивных упражнений, чтобы дать общее представление о возможных методах лечения мышечной усталости.

Факторы, влияющие на сокращение мышц и утомляемость

Производство силы скелетных мышц зависит от сократительных механизмов, и отказ в любом из участков выше поперечных мостов может способствовать развитию мышечной усталости, включая нервную, ионную, сосудистую. и энергетические системы. ⁷ В частности, метаболические факторы и реагенты усталости во время процесса сокращения, такие как ионы водорода (H ⁺ ), лактат, неорганический фосфат (Pi), активные формы кислорода (ROS), белок теплового шока (HSP) и оросомукоид (ORM), также влияют на мышечную усталость.

Нейронные составляющие

Центральные нейротрансмиттеры, особенно 5-HT, DA и NA, играют важную роль во время физических упражнений и утомления. 5-HT оказывает отрицательный эффект, тогда как метилфенидат, усилитель высвобождения DA и ингибитор обратного захвата, оказывает положительное влияние на физическую работоспособность. ⁸ Так называемая гипотеза центральной усталости утверждает, что упражнения вызывают изменения в концентрации этих нейромедиаторов, а усталость возникает из-за изменений в ЦНС (или проксимальнее нервно-мышечного соединения).Однако недавние данные показали, что лекарственные препараты, влияющие на системы нейротрансмиттеров, практически не нарушают работоспособность при нормальных температурах окружающей среды, но значительно улучшают выносливость при высоких температурах окружающей среды. Например, ингибитор обратного захвата NA ребоксетин и двойной ингибитор обратного захвата DA / NA, бупропион, оказывают отрицательное влияние ^{9, 10, 11} на выполнение упражнений при нормальной температуре. Однако при нагревании количество ребоксетина снижается, тогда как бупропион увеличивает работоспособность, что позволяет предположить, что система терморегуляции может иметь важное влияние на выполнение упражнений.

ЦНС через центральный нейротрансмиттер производит различные возбуждающие и тормозящие сигналы на мотонейроны позвоночника, таким образом, в конечном счете, активируя двигательные единицы (МЕ) для достижения выходной силы. Сила и время сокращения контролируются активацией мотонейронов. При первом наборе в здоровой системе MU обычно срабатывают с частотой 5–8 Гц. Во время коротких произвольных сокращений, не вызывающих утомления, у людей средняя частота возбуждения МЕ составляет 50–60 Гц. ¹² MU набираются или выключаются упорядоченным образом в зависимости от размера мотонейронов, и они по существу контролируют количество активируемой мышечной ткани. ¹³

Замедление или прекращение стрельбы MU способствует потере силы, которая свидетельствует об утомлении. На активацию мотонейронов влияют внутренние изменения свойств мотонейронов, нисходящего драйва и афферентной обратной связи. Во время утомляющих максимальных сокращений частота активации мотонейронов снижается из-за следующих факторов: (1) повторяющаяся активация (повторная активация) мотонейронов приводит к снижению их возбудимости к возбуждающему синаптическому входу; ¹⁴ (2) возбуждение от моторной коры или другой надспинальной области к мотонейронам ниже; ¹⁴ (3) возбуждение мышечных афферентов III / IV группы увеличивается, ^{15, 16} , таким образом, снижается возбуждение мотонейронов; (4) активация мышечных веретен (сенсорных рецепторов) снижается, таким образом уменьшая активацию мышечных афферентов группы Ia, увеличивая пресинаптическое торможение и, наконец, уменьшая активацию мотонейронов; ^{17, 18} (5), в частности, мышечные афференты группы III / IV также проявляют обратное взаимодействие с сердечно-сосудистыми и дыхательными процессами через вегетативную нервную систему, тем самым улучшая кровоток в мышцах и оксигенацию и, следовательно, замедляя развитие утомляемости самой мышцы. ¹⁴

Ca

²⁺

Нейральная активация приводит к передаче сигнала от мозга к поперечным канальцам мышц, вызывая высвобождение кальция из саркоплазматического ретикулума (SR) в цитозоль и инициируя цикл поперечного мостика. Этот процесс сопряжения возбуждения-сокращения включает в себя следующие события: потенциал действия (AP) генерируется в нервно-мышечном соединении и распространяется вдоль поверхностной мембраны и в поперечные канальцы, где он обнаруживается молекулами датчиков напряжения (дигидропиридиновые рецепторы, VS / DHPRs), которые, в свою очередь, открывают каналы высвобождения рианодинового рецептора-Ca ²⁺ (изоформа RyR1 в скелетных мышцах) в соседнем SR и вызывают высвобождение Ca ²⁺ в саркоплазму. ¹⁹ Связывание Ca ²⁺ с тропонином перемещает тропомиозин от сайта связывания миозина на актине, тем самым позволяя циклический переход между мостами. Удаление Ca ²⁺ из цитоплазмы АТФазой Ca ²⁺ приводит к восстановлению тропомиозина в его заблокированном положении, и происходит релаксация. ²⁰

Было установлено, что нарушение высвобождения кальция из SR является одной из причин усталости в изолированных волокнах скелетных мышц. Было предложено несколько возможных механизмов: (1) AP включает приток Na ⁺ , а последующая реполяризация включает отток K ⁺ в мышечные клетки.Высокочастотная стимуляция может привести к внеклеточному накоплению K ⁺ , что может снизить активацию датчика напряжения и амплитуду потенциала действия; (2) Большая часть АТФ в отдохнувшем волокне связана с Mg ²⁺ . Усталость может вызвать снижение внутриклеточного АТФ и увеличение свободного Mg ²⁺ , тем самым снижая эффективность открытия канала SR Ca ²⁺ ; (3) Воздействие миоплазматического фосфата вызывает стойкое снижение высвобождения SR Ca ²⁺ в клетках с кожурой, поскольку неорганический фосфат может проникать в SR и осаждать Ca ²⁺ , таким образом уменьшая свободный Ca ²⁺ и количество Ca ²⁺ доступны для выпуска. ²¹

Кровоток и O

₂

Кровоток может доставлять кислород, необходимый для аэробного производства АТФ, и удалять побочные продукты метаболических процессов в работающих мышцах, тем самым играя важную роль в поддержании выходной силы. Произвольные сокращения мышц увеличивают среднее артериальное кровяное давление, ²² , что, следовательно, снижает чистый приток крови к работающей мышце и вызывает усталость. ²³ Окклюзия кровотока к работающей мышце существенно сокращает время до истощения ^{24, 25, 26} и увеличивает величину снижения силы, ^{27, 28} , что указывает на потенциальную важность кровотока при утомлении профилактика.Однако, несмотря на изменения кровотока, сопровождающие развитие мышечной усталости, снижение кровотока, по-видимому, не является ключевым фактором развития утомляемости. Wigmore et al. ²⁹ использовали плетизмографию венозной окклюзии для уменьшения кровотока в тыльных мышцах голеностопного сустава и обнаружили, что снижение силы MVC предшествует значительным изменениям кровотока в мышце.

Одна из важных ролей кровотока — обеспечение O ₂ работающим мышцам.Хорошо задокументировано, что снижение доступности кислорода для тренирующихся мышц имеет серьезные последствия для мышечной усталости. Вдыхание гипоксичного воздуха может значительно увеличить мышечную усталость in vivo , ^{30, 31} и усиленная доставка O ₂ к тренирующимся мышцам ³² непосредственно снижает мышечную усталость и увеличивает мышечную эффективность. Однако доступность O ₂ влияет на процесс утомления при умеренной интенсивности работы. Как правило, потребление кислорода и использование АТФ увеличиваются до достижения VO _2max .Во время упражнений с очень высокой интенсивностью (обычно VO _2max уже достигается) потребность в большем количестве АТФ не может быть удовлетворена за счет увеличения доставки кислорода, что приводит к дисбалансу метаболического гомеостаза и приводит к усталости. ³³

Энергия

Мышечная работа должна поддерживаться готовым источником энергии АТФ. Существует три основных АТФазы, которым для мышечной активности требуется АТФ: Na ⁺ / K ⁺ -АТФаза, миозиновая АТФаза и Са ²⁺ АТФаза.Na ⁺ / K ⁺ -ATPase закачивает Na ⁺ обратно, а K ⁺ обратно в волокно после потенциала действия. Миозиновая АТФаза использует АТФ для создания силы и выполнения работы, а АТФаза Ca ²⁺ перекачивает Ca ²⁺ обратно в SR, тем самым обеспечивая расслабление мышц. Активность этих ферментов составляет 10%, 60% и 30% от общего использования АТФ соответственно. ³⁴

Гликоген — это углеводный накопитель энергии для производства АТФ.Существует три различных субклеточных локализации гликогена: (1) межмиофибриллярный гликоген, расположенный между миофибриллами и близко к SR и митохондриям; (2) интрамиофибриллярный гликоген, расположенный внутри миофибрилл и чаще всего в I-полосе саркомера; и (3) субарколеммальный гликоген, расположенный под сарколеммой и в основном рядом с митохондриями, липидами и ядрами. Примерно 75% общего запаса гликогена в клетках составляет интермиофибриллярный гликоген. ^{35, 36}

Фундаментальная концепция физиологии упражнений гласит, что гликоген является важным топливом во время упражнений. ³⁷ Еще в 1960-х годах была обнаружена сильная корреляция между содержанием гликогена в мышцах и выносливостью при физической нагрузке. ³⁸ Когда запасы гликогена ограничены, упражнения нельзя продолжать. ³⁹ Окисление гликогена является основным источником регенерации АТФ во время длительных упражнений (> 1 ч) и периодических упражнений высокой интенсивности. ⁴⁰ Кроме того, гликоген может иметь важное значение, поскольку он продуцирует промежуточные продукты цикла трикарбоновых кислот, тем самым способствуя поддержанию окислительного метаболизма. ⁴¹ Сообщалось, что на связь и расслабление возбуждения-сокращения влияет уровень гликогена. ^{37, 42, 43} Низкий уровень мышечного гликогена и / или энергии, получаемой из гликолита, связан с нарушением высвобождения, обратного захвата и Na ⁺ / K ⁺ -насоса SR Ca ²⁺ . ^{43, 44} Однако, как истощение гликогена влияет на серию событий и в конечном итоге приводит к утомлению, до конца не изучено.

Факторы метаболизма

Сокращения мышц активируют АТФазы и способствуют гликолизу, что приводит к увеличению внутриклеточных метаболитов, таких как H ⁺ , лактат, Pi и ROS, которые способствуют изменениям активности поперечных мостиков.

Исторически считалось, что H ⁺ играет роль в развитии мышечной усталости. Гликолиз приводит к образованию пирувата, который поступает в цикл TCA для окисления. Если производство пирувата превышает его окисление, избыток пирувата превращается в молочную кислоту, которая диссоциирует на лактат и H ⁺ . Накопление H ⁺ снижает pH, таким образом потенциально препятствуя высвобождению SR Ca ²⁺ , чувствительности тропонина C к Ca ²⁺ и перекрестному циклическому мостику, что приводит к нарушению мышечной силы. ⁴⁵ Однако роль пониженного pH как важной причины усталости в настоящее время подвергается сомнению. ⁴⁶ Несколько недавних исследований показали, что снижение pH может иметь незначительное влияние на сокращение мышц млекопитающих при физиологических температурах. Кроме того, отсутствует связь между изменениями pH и MVC во время утомляющих упражнений и восстановления у людей. ⁴⁷

Помимо ацидоза, анаэробный метаболизм в скелетных мышцах также включает гидролиз креатинфосфата (CrP) до креатина и Pi.Концентрация Pi может быстро увеличиваться примерно с 5–30 мМ во время сильной усталости. Креатин мало влияет на сократительную функцию, тогда как Pi, а не ацидоз, по-видимому, является наиболее важной причиной усталости во время упражнений высокой интенсивности. ⁴⁸ Повышенный Pi существенно ухудшает работу миофибрилл, снижает высвобождение SR Ca ²⁺ и, следовательно, способствует снижению активации. ⁴⁹

Митохондриальное дыхание производит АТФ и потребляет O ₂ , процесс, который генерирует ROS.Наиболее важные АФК включают супероксид (O ₂ • -), пероксид водорода (H ₂ O ₂ ) и гидроксильные радикалы (OH •). По мере увеличения интенсивности труда увеличивается производство АФК. Наиболее убедительные доказательства того, что АФК способствуют утомлению, получены из экспериментов, показывающих, что предварительная обработка неповрежденной мышцы поглотителем АФК значительно снижает развитие утомляемости. АФК влияют на мышечную усталость в основном за счет окисления клеточных белков, таких как насос Na ⁺ –K ⁺ , миофиламенты, DHPR и RyR1, ⁵⁰ , что приводит к ингибированию высвобождения SR Ca ²⁺ и миофибриллярного Ca ²⁺ чувствительность.Кроме того, АФК активируют мышечные афференты группы IV ⁵¹ и напрямую ингибируют мотонейроны.

Другие метаболиты, которые, вероятно, играют роль в утомлении, включают АТФ, АДФ, PCr и Mg. ⁵² Например, мышечный АДФ увеличивается при интенсивной сократительной активности. В волокнах с оболочкой ADP снижает скорость волокна, но увеличивает силу, предположительно из-за большего количества поперечных мостиков в состояниях высокой силы. Однако более важная роль АДФ в возникновении усталости, по-видимому, связана с ингибированием насоса SR Ca ²⁺ и возникающими в результате нарушениями ECC, а не с прямым воздействием на поперечный мостик. ⁵³

Реагенты усталости

Организмы имеют разные уровни адаптивных реакций на стресс-усталость, включая нервную систему ЦНС, симпатическую нервную систему, эндокринную систему (ось гипоталамус-гипофиз-надпочечники, ось HPA) и врожденную иммунную систему (которая (это неспецифические цитокины, система комплемента и естественные клетки-киллеры). Многие реагенты, вызывающие утомление, такие как кортизол, катехоламин, IL-6 и HSP, могут играть роль в функции мышц. ⁵⁴

HSP участвуют в адаптации к усталостному стрессу.В семействе HSP белок HSP25 обильно экспрессируется в скелетных мышцах и увеличивается с сократительной активностью мышц. ⁵⁵ Интересно, что Jammes et al. сообщили, что широко распространенный ответ HSP25 на утомление в одной мышце задней конечности отвечает за глобальный адаптивный ответ на острый локализованный стресс, и продемонстрировали, что афференты мышц групп III и IV играют важную роль в ответе p-HSP25, индуцированном утомлением; кроме того, симпатическая нервная система к мышцам и почкам включает эфферентную руку активации p-HSP25. ⁵⁶ HSP25 скелетных мышц, как сообщается, стабилизирует структуру мышц и восстанавливает поврежденные мышечные белки, ⁵⁷ , а также снижает апоптоз в культивируемых мышечных клетках C2C12 путем ингибирования внутреннего и внешнего пути апоптотической гибели клеток. ⁵⁸

Орозомукоид (ORM) — это белок острой фазы с очень низким pI 2,8–3,8 и очень высоким содержанием углеводов 45%. Он преимущественно синтезируется в печени, и также сообщалось, что многие внепеченочные ткани продуцируют ORM при физиологическом и патологическом стрессе. ⁵⁹ Наши исследования показали, что экспрессия ORM заметно увеличивается в сыворотке крови, печени и скелетных мышцах в ответ на различные формы усталости, включая лишение сна, принудительное плавание и бег на беговой дорожке. Интересно, что экзогенный ORM увеличивает мышечный гликоген и увеличивает мышечную выносливость, тогда как дефицит ORM приводит к снижению мышечной выносливости, что указывает на то, что ORM является эндогенным белком против утомления. Дальнейшие исследования продемонстрировали, что ORM связывается с C – C хемокиновым рецептором типа 5 (CCR5) на мышечных клетках и активирует AMPK, тем самым способствуя накоплению гликогена и повышая мышечную выносливость, и представляя механизм положительной обратной связи для сопротивления усталости и поддержания гомеостаза. ^{60, 61} Модуляция уровня передачи сигналов ORM и CCR5 может быть новой стратегией управления мышечной усталостью.

Неинвазивные методы ОЦЕНКИ участков мышечной усталости

Мышечная усталость наиболее естественно проявляется в интактном организме. Неинвазивные методы сайт-специфической стимуляции теперь можно использовать для оценки потенциальных сайтов всей системы для производства силы в исследованиях на людях. Все вызванные мышечные реакции регистрируются с помощью электродов электромиографии (ЭМГ), помещенных на мышцу.

Транскраниальная магнитная стимуляция

Транскраниальная магнитная стимуляция включает применение магнитной стимуляции к моторной коре головного мозга и оптимизирована для активации интересующей мышцы. ¹ Вызванный стимуляцией мышечный ответ, зарегистрированный с помощью ЭМГ, известен как моторно-вызванный потенциал (МВП). На МВП влияет не только возбудимость коры головного мозга, но также возбудимость мотонейронов спинного мозга и мышечные факторы. Депрессия МВП может возникнуть в расслабленной мышце после утомляющего упражнения, возможно, в результате афферентного воздействия от усталой мышцы.МВП увеличивается в мышцах верхних и нижних конечностей во время устойчивых субмаксимальных изометрических сокращений и рассматривается как усиление центрального побуждения к пулу нижних мотонейронов, что позволяет поддерживать постоянный уровень силы, несмотря на развитие периферической усталости. Сообщается, что во время устойчивого MVC MEP увеличивается в течение первых секунд, а затем выравнивается, увеличивается линейно или остается стабильным, в зависимости от используемого протокола (то есть непрерывный или прерывистый) и исследуемой мышцы. ¹

Электростимуляция шейно-медуллярной области

Электростимуляция шейно-медуллярной области направлена ​​на активацию кортикоспинального тракта на подкорковом уровне, тем самым устраняя корковый вклад в вызванную мышечную реакцию. Мышечный ответ, зарегистрированный с помощью ЭМГ, известен как цервикомедуллярный моторно-вызванный потенциал (CMEP). Сравнение MEP и CMEP полезно для определения возбудимости на корковом или подкорковом уровне. Во время устойчивой 30% -ной MVC подошвенных сгибателей сообщалось о большом увеличении MEP и лишь небольшом увеличении CMEP, что свидетельствует о небольшом вкладе спинномозговых факторов в увеличение кортикоспинальной возбудимости во время субмаксимальных утомляющих сокращений.Напротив, во время 50% MVC сгибателей локтя до отказа от задания была обнаружена аналогичная кинетика MEP и CMEP, что указывает на то, что центральные изменения происходят почти полностью на уровне позвоночника. ^{62, 63, 64}

Электростимуляция низкой интенсивности периферического нерва

Электростимуляция периферического нерва низкой интенсивности преимущественно активирует сенсорные волокна Ia, которые синапсируют с α-мотонейроном в спинном мозге. Затем сигнал передается по двигательным нейронам к мышце, вызывая в ней ответную реакцию, известную как рефлекс Гофмана (Н-рефлекс).H-рефлекс используется для оценки возбудимости и торможения спинного мозга. Хотя есть несколько случаев увеличения ⁶⁵ или отсутствия изменений, ⁶⁶ , по общему мнению, наблюдается общее снижение амплитуды Н-рефлекса с развитием мышечной усталости, что указывает на снижение возбудимости позвоночника. ^{67, 68} Скорость и степень уменьшения амплитуды Н-рефлекса, по-видимому, зависят от типа утомляющей задачи.

Высокоинтенсивная электрическая стимуляция периферического нерва

Высокоинтенсивная стимуляция периферического нерва непосредственно активирует α-мотонейрон, вызывая двигательную реакцию (m-волна) от мышцы.М-волна представляет собой сложный потенциал действия, регистрируемый с помощью поверхностной ЭМГ, и используется для оценки периферической возбудимости мышечной мембраны и передачи в нервно-мышечном соединении. Изменение силы подергивания без изменения m-волны указывает на нарушение связи возбуждения-сокращения.

Кратковременные утомляющие сокращения (~ 20 с) вызывают увеличение амплитуды и площади m-волны. ⁶⁹ Более длительное (4-минутное) устойчивое максимальное сокращение не вызывает изменений амплитуды m-волны ⁷⁰ , но приводит к значительному снижению центральной активации, что позволяет предположить, что центральные факторы, способствующие утомлению, могут возникать в отсутствие периферического изменения возбудимости мембран.Однако более продолжительные сокращения, вызывающие утомление (~ 17 мин), также могут вызвать снижение возбудимости мышечной мембраны и уменьшение размера m-волны. ⁶⁹

Биомаркер для диагностики мышечной усталости

В настоящее время до сих пор нет специфических факторов, которые постоянно были связаны с определенным типом усталости. Типы упражнений (например, аэробные / анаэробные, краткосрочные или долгосрочные), тип сокращения (например, постепенное / постоянное, изометрическое / неизометрическое, концентрическое / эксцентрическое), а также степень и продолжительность утомления влияют на профиль биомаркеров.В соответствии с механизмом и метаболическими изменениями во время мышечной усталости были определены три категории биомаркеров: (1) биомаркеры метаболизма АТФ, такие как лактат, аммиак и гипоксантин; (2) биомаркеры окислительного стресса (ROS), такие как перекисное окисление липидов, перекисное окисление белков и антиоксидантная способность; и (3) воспалительные биомаркеры, такие как TNF-α, лейкоциты и интерлейкины. ⁷¹

Биомаркеры метаболизма АТФ

В нормальных условиях общий пул адениновых нуклеотидов (АТФ + АДФ + АМФ) остается постоянным.Когда поступление АТФ не соответствует потреблению АТФ во время упражнений, возникает утомляемость. Для поддержания соотношения АТФ / АДФ две молекулы АДФ могут быть преобразованы в одну молекулу АТФ и одну молекулу АМФ. Впоследствии АМФ разлагается АМФ-дезаминазой до ИМФ и аммиака. ⁷² IMP расщепляется до инозина и гипоксантина, а аммиак далее превращается в азот мочевины (BUN), тем самым увеличивая BUN в крови. В случае недостаточного снабжения кислородом окислительное фосфорилирование АДФ с образованием АТФ не удовлетворяет потребности в энергии, и производство АТФ смещается от аэробных процессов (обработка глюкозы / гликогена, липидов или аминокислот) к анаэробному гликолизу или гликогенолизу, ⁷³ , что приводит к накоплению лактата.Наиболее известные биомаркеры мышечной усталости в результате метаболизма АТФ включают лактат, аммиак и гипоксантин. ^{74, 75} Лактат и аммиак обычно определяются в сыворотке крови. Гипоксантин обычно анализируется в сыворотке или моче.

Уровень лактата в сыворотке увеличивается с интенсивностью упражнений у здоровых и больных людей. ⁷⁶ Однако уровень лактата в сыворотке не связан с возрастом, полом и физической подготовкой. В условиях стандартизации рабочей нагрузки лактат сыворотки крови представляется многообещающим биомаркером мышечной усталости. ⁷³ Сывороточный аммиак точно соответствует реакции лактата во время упражнений ⁷³ и увеличивается во время упражнений. Аммиак в сыворотке не связан с возрастом ⁷⁷ и остается низким при физической подготовке, но у мужчин он выше, чем у женщин. ⁷⁸ Уровень гипоксантина в сыворотке крови значительно повышается сразу после тренировки. ⁷⁹ Существуют половые различия ⁸⁰ , но отсутствуют надежные данные о зависимости от возраста или физического состояния от сывороточного гипоксантина.

Биомаркеры окислительного стресса

Активные формы кислорода (АФК) остаются на низком уровне в скелетных мышцах в состоянии покоя, но увеличиваются в ответ на сократительную активность. Продукты ROS приводят к окислению белков, липидов или нуклеиновых кислот, сопровождающемуся заметным снижением антиоксидантной способности, ⁸¹ , что в конечном итоге вызывает усталость. Перспективные биомаркеры для оценки окислительного повреждения при мышечной усталости включают биомаркеры перекисного окисления липидов (то есть вещества, реагирующие с тиобарбитуровой кислотой (TBARS) и изопростаны) и биомаркеры окисления белков (то есть карбонилы белков (PC).Биомаркеры для оценки антиоксидантной способности включают глутатион (GSH), глутатионпероксидазу (GPX), каталазу и общую антиоксидантную способность (TAC). ⁷¹

TBARS — индикаторы перекисного окисления липидов и окислительного стресса, которые образуются при разложении продуктов перекисного окисления липидов, которые вступают в реакцию с тиобарбитуровой кислотой и образуют флуоресцентный красный аддукт. Изопростаны представляют собой простагландиноподобные соединения, полученные в результате перекисного окисления незаменимых жирных кислот, катализируемого АФК.ПК в основном образуются в результате окисления альбумина или других белков сыворотки и рассматриваются как маркеры окислительного повреждения белков. GSH — это псевдотрипептид, который присутствует почти во всех клетках и играет важную роль в улавливании АФК. GPX и каталаза являются ферментами, которые поглощают перекись водорода в воду и кислород. TAC определяется как сумма антиоксидантной активности неспецифического пула антиоксидантов.

TBARS, PC, каталаза и TAC обычно определяются в сыворотке крови, но TBARS также обнаруживаются в слюне.Изопростаны обычно измеряются в сыворотке, моче или других биологических жидкостях и клетках крови. GSH и GPX присутствуют в клетках и обнаруживаются в сыворотке и слюне. ⁸² С увеличением интенсивности упражнений уровни TBARS, изопростанов, PC, каталазы, TAC и GPX увеличиваются, а уровень GSH снижается. ^{76, 82, 83, 84} С возрастом уровни TBARS, изопростанов и TAC увеличиваются, ^{85, 86, 87} уровни GSH, GPX и каталазы уменьшаются, ^{88, 89, 90} и изменения в PC остаются спорный. ^{91, 92} С физической подготовкой уровни TBARS, PC, GSH и GPX увеличиваются, ⁹³ , тогда как изменения каталазы, PC и TAC все еще не имеют определенных данных. ⁹⁴ Сообщалось, что уровни TBARS, изопростанов, PC, каталазы и TAC у женщин ниже, чем у мужчин, ^{90, 95, 96, 97} , тогда как уровни GSH и GPX показывают противоположную тенденцию. ^{89, 98}

Воспалительные биомаркеры

Помимо истощения выработки АТФ и АФК, упражнения и утомляемость также вызывают местную или системную воспалительную реакцию.Перспективные биомаркеры для оценки воспаления при мышечной усталости включают лейкоциты, IL-6 и TNF-α. ⁷¹

Т-лимфоциты, особенно лимфоциты CD4 + и CD8 +, мобилизуются из периферических лимфоидных отделов в кровь после тренировки. ⁹⁹ Кроме того, нейтрофилы значительно увеличиваются сразу после тренировки. Эти изменения представляют собой неспецифический иммунный ответ, вызванный ишемией в стрессированной ткани, при отсутствии реального повреждения. ¹⁰⁰ IL-6, действующий как важный провоспалительный (моноциты и макрофаги) цитокин, теперь также рассматривается как один из миокинов, высвобождаемых мышцами в ответ на сокращения. ¹⁰¹ Уровни TNF-α, преимущественно продуцируемого макрофагами, также повышаются в результате мышечной усталости. Обычно уровни IL-6 и TNF-α определяют в сыворотке. Уровни IL-6 также можно определить в слюне.

С возрастом изменение Т-клеток, экспрессирующих CD8, остается спорным, ^{102, 103} , тогда как изменение IL-6 не зависит от возраста. Половые различия в иммунных ответах Т-клеток особенно очевидны при реакции «трансплантат против хозяина», с более сильным эффектом у женщин, ¹⁰⁴ и уровни IL-6 также заметно ниже у женщин. ¹⁰² Уровни TNF-α не зависят от возраста, пола и физического состояния.

По-прежнему существует множество потенциальных иммунологических биомаркеров, включая С-реактивный белок (CRP), IL-8, IL-10, IL-15, HSP27, HSP70, плазменную ДНК и оросомукоид (ORM). ^{72, 101, 105} Например, было обнаружено, что IL-15 накапливается в мышцах после регулярных тренировок. ¹⁰⁶ ORM, белок острой фазы с иммуномодулирующей активностью, значительно увеличивается в тканях сыворотки, мышц и печени в ответ на различные формы мышечной усталости у грызунов. ⁶⁰ Конечно, есть еще несколько биомаркеров, которые не подходят для диагностики мышечной усталости, такие как эластаза, IL-1β и комплемент C4a, поскольку их концентрации существенно не меняются после тренировки. ¹⁰⁷

Возможное лечение мышечной усталости

Неправильные упражнения, длительные боевые действия, военная подготовка и некоторые связанные с ними заболевания (например, рак и инсульт) могут вызвать мышечную усталость, что отрицательно сказывается на спортивных достижениях, боевых возможностях и выздоровлении пациентов .В настоящее время до сих пор нет официальных или полуофициальных рекомендаций по лечению мышечной усталости. Однако некоторые неспецифические методы лечения, такие как синтетические продукты (например, амфетамин и кофеин), натуральные продукты (например, американский женьшень и родиола розовая) и пищевые добавки (например, витамины и минералы и креатин), использовались клинически или экспериментально и показали некоторые эффекты в различных исследованиях.

Синтетические продукты

Амфетамин, эфедрин, кофеин, например, являются синтетическими продуктами, которые возбуждают центральную нервную систему или симпатическую нервную систему и способствуют сопротивлению мышечной усталости.По данным ВАДА (Всемирное антидопинговое агентство) в 2005 году, почти половина злоупотребления стимуляторами в спорте связана с амфетаминами и эфедрином. Использование амфетаминов, производных амфетамина, пропаноламина и эфедрина остается незаконным в соревнованиях. Однако кофеин и псевдоэфедрин были приняты на любом уровне с 2004 года.

Амфетамин

Амфетамин — стимулятор и антидепрессант фенэтиламинового ряда, который вызывает сильную зависимость и вызывает эйфорию и приподнятое настроение.Амфетамин в малых и средних дозах улучшает физическую работоспособность людей и животных. ^{108, 109, 110} Однако основной механизм остается в значительной степени неизвестным. Высокая температура тела — один из самых сильных сигналов истощения. Недавно Морозова Е. сообщила, что амфетамин может маскировать или замедлять утомление у крыс, замедляя вызванное физическими упражнениями повышение внутренней температуры тела. Хотя употребление амфетамина запрещено во время соревнований, его можно использовать в некоторых ситуациях, например, в бою, чтобы улучшить производительность, отсрочив истощение. ¹¹¹

Кофеин

Использование кофеина в качестве спортивного средства для улучшения здоровья хорошо задокументировано. Потребление высоких доз кофеина улучшает работоспособность во время длительных тренировок. ^{112, 113} Действительно, эффекты кофеина, повышающие производительность, были описаны как при длительных аэробных упражнениях, так и при длительных занятиях с отягощениями. ¹¹⁴ Сообщается, что влияние кофеина на короткие периоды интенсивной аэробной активности (5–30 минут) является значительным положительным эффектом, но его влияние на очень краткосрочные анаэробные упражнения, например, бег на короткие дистанции, неубедительно. ¹¹⁵ Механически кофеин, как сообщается, увеличивает реакцию адреналина и норадреналина, связанную с упражнениями. ¹¹⁶ Кроме того, кофеин усиливает сократимость мышц за счет индукции высвобождения кальция SR, ингибирования изоферментов фосфодиэстеразы, ингибирования ферментов гликогенфосфорилазы и стимуляции натриево-калиевого насоса. ¹¹⁵

Прочие

Другие симпатомиметические стимуляторы, такие как эфедрин, псевдоэфедрин и фенилпропаноламин, в несколько раз менее эффективны, чем амфетамины в улучшении работоспособности. ^{116, 117, 118} Bell et al. ¹¹⁹ предоставили четкие доказательства того, что эфедрин в высоких дозах улучшает упражнения на выносливость у людей, бегающих на 10 км. Кроме того, талтирелин, синтетический аналог тиреотропин-рилизинг-гормона (TRH), эффективно улучшает спортивную активность. ¹²⁰ Кокаин, вызывающий быструю симпатическую реакцию, значительно увеличивает выносливость во время упражнений высокой интенсивности. ¹²¹ Модафинил, новый тип препарата, который действует на центральную нервную систему и не дает пациентам уснуть, ¹²² заметно продлевает время упражнений до изнеможения ¹²³ и широко использовался на войне, чтобы помочь людям противостоять усталости.Производные бензамида, такие как 1- (1,3-бензодиоксол-5-илкарбонил) пиперидин (1-BCP), значительно продлевают время принудительного плавания у мышей по неясному механизму. ¹²⁴

Натуральные продукты

Более половины лекарств, представленных во всем мире, получены из натуральных продуктов или созданы на их основе. В последние несколько десятилетий ученые-медики и спортивные физиологи искали натуральные продукты, которые могут улучшить спортивные способности и противостоять или устранять усталость у людей.Сейчас все больше и больше натуральных продуктов и их экстрактов обнаруживаются как потенциально средства против усталости.

Виды Araliaceae ginseng

Американский женьшень, Panax ginseng C.A. Meyer и Radix notoginseng — все они принадлежат к видам araliaceae ginseng. Американский женьшень — это корень обыкновенной пятнистой пятнистости, которая в настоящее время выращивается в Канаде и на востоке США. Женьшень обыкновенный C.A. Мейер. (женьшень) — это съедобная и лекарственная китайская трава, которая часто используется в азиатских странах. Panax notoginseng (Burk.) F.H. Chen выращивают на всей территории Юго-Западного Китая, Бирмы и Непала. Корень, обычно используемая часть этого растения, называется Radix notoginseng или Sanchi. Все они содержат множество активных компонентов, таких как сапонины, полисахариды, флавоноиды, витамины и микроэлементы, которые отвечают за эффекты снижения физической усталости у людей и животных. Например, сапонины или белок, экстрагированный из американского женьшеня, значительно удлиняют время плавания у мышей за счет повышения уровней гликогена в печени и мышечного гликогена. ¹²⁵ Полисахариды, гинзенозид Rb1, гинзенозид Rg3 или низкомолекулярные олигопептиды, полученные из женьшеня Panax C. A. Meyer, как сообщалось, проявляли заметную активность против утомления в тестах на плавание или хватание мышей. ^{126, 127, 128} Было обнаружено, что один конкретный вид женьшеня, красный женьшень, положительно влияет на спортивные результаты у 11 добровольцев, выполняющих повторяющиеся анаэробные упражнения. ¹²⁹ Множественные механизмы задействованы в противодействии усталости женьшеня обыкновенного C.А. Мейера, включая усиление активности лактатдегидрогеназы (ЛДГ), повышение уровня гликогена в печени, замедление накопления азота мочевины в сыворотке (SUN) и молочной кислоты в крови (BLA), подавление окислительного стресса и улучшение функции митохондрий в скелетных мышцах. Что касается panax notoginseng, сообщалось, что разовая доза улучшает аэробные способности, выносливость и среднее артериальное давление (САД) у молодых людей. ¹³⁰ Было обнаружено, что общие сапонины, экстрагированные из panax notoginseng, основных активных ингредиентов, продлевают время изнурительного плавания мышей, задерживают увеличение лактата в крови и повышают содержание гликогена в тканях. ¹³¹

Родиола розовая

Родиола розовая (R. rosea), принадлежащая к семейству Crassulaceae и роду Rhodiola, широко используется в народной медицине в Восточной Европе и Китае. Это также важный ресурс против усталости. В состав родиолы розовой входят салидрозид и розавин. Розавин является единственным компонентом, уникальным для R. rosea из рода Rhodiola, а салидрозид является общим для большинства других видов Rhodiola. Естественное соотношение розавинов и салидрозидов у R.rosea составляет примерно 3: 1. Салидрозид был определен как главный ингредиент родиолы розовой против усталости. Было обнаружено, что острое употребление родиолы розовой, содержащей 3% розавина + 1% салидрозида плюс 500 мг крахмала, улучшает способность к упражнениям на выносливость у молодых здоровых добровольцев. ¹³² Ферментированный экстракт R. rosea также значительно увеличивает время плавания, содержание супероксиддисмутазы в печени и лактатдегидрогеназу в сыворотке у мышей. ¹³³

Чеснок

Чеснок ( Allium sativum ) — трава, которая используется в основном в пищу во многих странах.Чеснок давали солдатам и спортсменам как тонизирующее средство в Древнем Риме. В последнее время многие исследователи сообщили о противодействии усталости чеснока. Методы обработки чеснока влияют на эффект снятия усталости. ¹³⁴ К основным способам обработки сырого чеснока можно отнести: (1) производство чесночного порошка, полученного после сушки сырого чеснока; (2) производство чесночного масла, полученного путем пропаривания сырого чеснока; (3) производство масляного мацерата, извлеченного из сырого чеснока с добавлением растительного масла; и 4) производство экстракта выдержанного чеснока (AGE). ¹³⁵ Ushijima et al. исследовали влияние сырого чесночного сока, нагретого чесночного сока, обезвоженного чесночного порошка и ВОЗРАСТА на физическую силу и восстановление после усталости. Они обнаружили, что сырой чеснок и AGE продлевают время работы мышей на беговой дорожке и ускоряют восстановление ректальной температуры после погружения в прохладную воду. Эти эффекты связаны с улучшением периферического кровообращения, антистрессовым действием и улучшением питания. ¹³⁶ Недавние клинические исследования показали много интересных открытий.¹³⁷ Verma et al. исследовали влияние чесночного масла на сердечную деятельность и переносимость физической нагрузки у 30 пациентов с ишемической болезнью сердца. После первоначального стресс-теста на беговой дорожке испытуемым вводили чесночное масло в течение 6 недель, и стресс-тесты на беговой дорожке были повторены. По сравнению с первоначальным тестом, чеснок значительно снизил частоту сердечных сокращений при пиковых нагрузках и рабочую нагрузку на сердце, что привело к лучшей переносимости физических нагрузок.

Другое

Эффективное усиление энергетического метаболизма помогает улучшить физическую работоспособность.Сообщалось, что китайский ямс и фрукт аурантий улучшают гликоген в мышцах, гликоген в печени и другие показатели. ^{138, 139} Сообщалось о растущем количестве натуральных продуктов и их активных компонентов, обладающих определенными лечебными эффектами против физической усталости, таких как корень офиопогона, астрагал, лайчи обыкновенный, кальтроп, Acanthopanax giraldii , Cordyceps sinensis , Ganoderma lucidum , eucommia, Ginkgo biloba , radix paeoniae alba, gynostemma, acanthopanax, angelica, radix rehmanniae и radix polygoni multiflori.Однако большинство из них все еще требует обширных исследований, чтобы определить их эффекты и механизмы против утомления.

Пищевые добавки

Было выявлено несколько факторов питания, которые могут ограничивать выполнение упражнений, что привело к широкому использованию стратегий питания. Пищевые добавки считаются законными Международным олимпийским комитетом (МОК) и поэтому приобрели популярность как способ повышения производительности. Пищевые добавки можно сгруппировать в диетические добавки (например, поливитамины, рыбий жир и сульфат / хондроитин глюкозамина), эргогенные добавки (например, протеиновый порошок / аминокислоты и креатин) и спортивное питание (например, спортивные напитки и еда. замена). ¹⁴⁰ Чаще всего используются спортивные напитки и витаминно-минеральные добавки, за которыми следуют креатин и протеиновые добавки. ¹⁴¹

Витамины и минералы

Несмотря на их относительную нехватку в диете и организме, витамины и минералы являются ключевыми регуляторами здоровья и функций, включая работоспособность. Они не являются прямыми источниками энергии, но способствуют энергетическому обмену. Водорастворимые витамины включают витамины группы B (тиамин, рибофлавин, ниацин, пиридоксин, фолиевая кислота, биотин, пантотеновая кислота, витамин B12 и холин) и витамин C.Жирорастворимые витамины включают витамины A, D, E и K. Витамины A, C и E также являются антиоксидантами. Двенадцать минералов являются незаменимыми питательными веществами. Магний, железо, цинк, медь и хром могут влиять на физическую работоспособность. ¹⁴² Исследователи показали, что дефицит витаминов и минералов может привести к снижению физической работоспособности, а их добавление улучшает физическую работоспособность у людей с уже существующими недостатками. Например, серьезная нехватка фолиевой кислоты и витамина B12 приводит к анемии и снижает работоспособность на выносливость.Прием добавок железа повышает сопротивляемость прогрессирующей усталости у истощенных железом женщин без анемии. ¹⁴³ Однако использование витаминных и минеральных добавок не улучшает работоспособность у людей, соблюдающих адекватную диету. ¹⁴² Пищевые добавки для спортсменов в Австралийском институте спорта на срок до 8 месяцев, включая витамины B1, B2 (рибофлавин), B6, B12, C, E, A, фолиевую кислоту и медь, магний, цинк, кальций, фосфор, Так же, как и алюминий, не было обнаружено, что он улучшает спортивные результаты. ¹⁴⁴

Рыбий жир

Рыбий жир, пищевая добавка, оказывает благотворное влияние на работоспособность. Рыбий жир богат омега-3 жирными кислотами, в частности, докозагексаеновой кислотой (DHA) и эйкозапентаеновой кислотой (EPA), которые, как было обнаружено, улучшают эффективность сердечной деятельности, метаболизм жиров и иммуномодулирующие реакции. Было обнаружено, что потребление рыбьего жира (содержащего 1050 мг EPA + 750 мг DHA) в течение 3 недель у 20 здоровых субъектов снижает процентное содержание жира в организме и улучшает физическую работоспособность и физиологическое восстановление после упражнений. ¹⁴⁵

Креатин

Креатин (Cr), азотсодержащее соединение, синтезируемое в организме из глицина, аргинина и метионина, также содержится в рационе питания, в основном в красном мясе и морепродуктах. Система креатин / фосфорилкреатин может обеспечивать энергией, когда скорость использования АТФ выше, чем скорость производства митохондриальным дыханием, таким образом поддерживая гомеостаз АТФ. ¹⁴⁶ Представленный широкой публике в начале 1990-х годов, креатин стал одной из наиболее широко используемых пищевых добавок или эргогенных вспомогательных средств, и было доказано, что он повышает работоспособность при высокоинтенсивных прерывистых упражнениях. ¹⁴⁷ Креатин признан Международным олимпийским комитетом законным. Следовательно, добавление креатина — это потенциальная эргогенная стратегия для улучшения мышечной выносливости.

Red bull

Red bull содержит смесь углеводов, таурина, глюкуронолактона, витамина B и кофеина и является широко используемым энергетическим напитком. Несколько небольших исследований показали, что потребление углеводов и кофеина улучшает аэробные и анаэробные показатели, а также когнитивные функции, такие как концентрация, бдительность и время реакции. ¹⁴⁸ Было высказано предположение, что эффекты связаны с модуляцией аденозинергических рецепторов кофеином и таурином.

Прочие

Карнитин играет важную роль в окислении жирных кислот в мышцах. Однако отсутствуют определенные доказательства его полезной роли в качестве добавки. Доказано, что протеиновые добавки неэффективны, за исключением редких случаев, когда потребление белка с пищей является недостаточным. Отдельные аминокислоты, особенно орнитин, аргинин и глутамин, также обычно используются в качестве добавок.Однако их влияние на производительность не подтверждено документальными свидетельствами. Сообщалось, что ORM острой фазы увеличивает мышечную выносливость после венозной или внутрибрюшинной инъекции у грызунов, ⁶⁰ , но это неудобно для ежедневного приема. Теоретически использование антиоксидантных витаминов и глютамина в периоды интенсивных тренировок должно быть полезным, но все же необходимы дополнительные доказательства, прежде чем они будут рекомендованы в качестве добавок. ¹⁴⁹

Выводы

Производство мышечной силы включает в себя последовательность событий, простирающуюся от возбуждения коры до активации двигательных единиц и связи между возбуждением и сокращением и, в конечном итоге, приводящей к активации мышц.Изменения на любом уровне этого пути, включая изменения в нервной, ионной, сосудистой и энергетической системах, ухудшают выработку силы и способствуют развитию мышечной усталости. Факторы метаболизма и реагенты усталости, такие как H ⁺ , лактат, Pi, ADP, ROS, HSP25 и ORM, также влияют на мышечную усталость. Локальная стимуляция с помощью неинвазивных методов позволяет получить системное представление о процессе утомления в физиологических условиях. Несмотря на отсутствие единого мнения, наблюдалось распределение мышечной усталости в зависимости от пола и возраста, при котором дети, пожилые люди и мужчины более устойчивы к утомлению, чем взрослые и женщины.Биомаркеры метаболизма АТФ, окислительного стресса и воспалительных реакций полезны для диагностики мышечной усталости. Несмотря на отсутствие официальных или полуофициальных рекомендаций, сообщалось, что мышечная усталость снимается с помощью некоторых неспецифических методов лечения, включая препараты, влияющие на ЦНС, натуральные продукты и пищевые добавки. В будущем еще предстоит изучить дополнительные потенциальные механизмы, биомаркеры, мишени и родственные препараты для мышечной усталости — например, ORM.

Как нарастить мышцы и избежать усталости во время упражнений

Независимо от того, начинаете ли вы тренироваться впервые или являетесь профессиональным спортсменом, мышечная усталость — это нормальный побочный эффект упражнений, который может затруднить вашу повседневную тренировку.Мышечная усталость — это способ вашего тела адаптироваться к режиму фитнеса и дать вам понять, что вы достигли своего метаболического / психологического предела. Марла Раньери, физиотерапевт, предлагает следующие изменения в здоровом образе жизни и советы по тренировкам для минимизации и предотвращения мышечной усталости:

Питание

Поддерживайте хорошо сбалансированную диету, включающую сложные белки, фрукты, овощи и углеводы. Вам следует увеличить количество углеводов, которые вы потребляете за 7 дней до тренировки, примерно до 40-60% от вашей калорийности для аэробных спортсменов и 30-35% для анаэробных (неаэробных) спортсменов.

График питания

Перекусите или перекусите примерно за 2 часа до тренировки. Не рекомендуется тренироваться ни на полный, ни на пустой желудок. Обязательно ешьте в течение часа после тренировки.

Гидратация

Питьевая вода в течение дня и спортивные напитки во время упражнений имеют решающее значение для предотвращения обезвоживания, потери электролитов и, следовательно, мышечной усталости. Рекомендуется выпивать 10-12 стаканов воды по 8 унций в день. Во время тренировок рекомендуется выпивать 125-250 мл спортивного напитка, богатого электролитами, каждые 10-20 минут или 1 раз.5л в час.

Endurance

Повысьте аэробные способности. Вы можете использовать устройство для тренировки дыхательных мышц или постепенно увеличивать аэробные тренировки с помощью интервальных тренировок, чтобы улучшить свою выносливость. Дополнительный приток кислорода в кровь будет поддерживать работу мышц в течение более длительных периодов времени и предотвращать накопление молочной кислоты.

Механика тела

Соблюдайте правильную форму при выполнении упражнений. Обратите внимание на мышечный дисбаланс и неправильные модели движений; выполняйте регулярную программу растяжки.Правильная сила и гибкость помогут вам достичь правильной формы во время упражнений. Если вы не можете выполнять упражнение в правильной форме, вам нужно либо уменьшить вес, либо изменить упражнение.

Чтобы получить дополнительные советы по профилактике травм и повышению производительности, посетите Госпиталь специальной хирургии или подпишитесь на них в Facebook и Twitter.

Версия этой истории изначально появилась на iVillage.

Слабость и утомляемость мышц | Причины и лечение

Мышечная слабость — распространенная жалоба, но слово «слабость» имеет широкий диапазон значений, включая усталость, снижение мощности и вообще неспособность работать.Существует еще более широкий спектр возможных причин.

Что такое мышечная слабость?

Термин «мышечная слабость» может использоваться для описания нескольких разных вещей.

Первичная или истинная мышечная слабость

Это проявляется как неспособность выполнить то, что вы хотите сделать с мышцей, даже при первой попытке. Снижается сила, которую может проявлять мышца, как бы вы ни старались. Мышца не работает должным образом — она ​​стала ненормальной.

При такой слабости мышцы часто становятся более гибкими, чем обычно, и уменьшаются в объеме.Это может произойти, например, после инсульта. Это также наблюдается при состоянии, называемом мышечной дистрофией (подробнее обсуждается ниже). Оба эти состояния приводят к ослаблению мышц, которые не могут переносить обычную нагрузку. Это настоящее изменение мышечной силы.

Мышечная усталость

Иногда это называют астенией. Это чувство усталости или истощения, которое вы испытываете при работе с мышцами. Мышцы на самом деле не слабее, они все еще могут выполнять свою работу, но вам нужно приложить больше усилий, чтобы управлять ими.Этот тип слабости часто наблюдается у людей с синдромом хронической усталости, нарушениями сна, депрессией и хроническими заболеваниями сердца, легких и почек. Это может быть связано с уменьшением скорости, с которой мышца может получать энергию.

Мышечная «утомляемость»

Некоторая мышечная усталость — это в основном мышечная «утомляемость» — мышца начинает нормально, но утомляется очень быстро, и для восстановления требуется больше времени, чем обычно. Это часто сопровождается мышечной усталостью, но особенно заметно при некоторых необычных состояниях, таких как миастения и миотоническая дистрофия.

Разница между этими тремя типами мышечной слабости часто нечеткая, и у вас может быть несколько из них. Вы также можете переходить от одного к другому. Однако определение основной проблемы может помочь врачам выяснить, что ее вызывает. Это связано с тем, что некоторые состояния вызывают скорее один тип слабости, чем другой.

Каковы причины мышечной слабости?

Мышечная слабость обычно возникает из-за отсутствия физических упражнений, старения, мышечной травмы или беременности.Это также может произойти при длительных состояниях, таких как диабет или болезни сердца. Есть много других возможных причин, включая инсульт, рассеянный склероз, депрессию, фибромиалгию и синдром хронической усталости (ME).

Недостаток использования

Недостаток мышечной формы (ухудшение состояния) — одна из наиболее частых причин мышечной слабости. Это может произойти в результате малоподвижного (малоподвижного) образа жизни. Если мышцы не используются, волокна в мышцах частично заменяются жиром.В конечном итоге произойдет мышечное истощение: мышцы станут менее коренастыми и более гибкими. Каждое волокно такое же прочное, но их не так много, и они не так эффективно сокращаются. Когда вы их почувствуете, они могут быть гибкими и немного уменьшенными в объеме. Это приводит к легкому утомлению, когда вы пытаетесь делать то, что было бы легче, если бы мышцы были в хорошей форме. Это состояние обратимо при разумных, регулярных режимах физических упражнений. С возрастом ситуация ухудшается и становится более заметной.

Мышечная сила максимальна, а время восстановления самое короткое у людей от 20 до 30 лет.Вот почему большинство великих спортсменов относятся к этому возрасту. Однако наращивать мышцы с помощью регулярных упражнений можно в любом возрасте. Многие успешные бегуны на длинные дистанции старше 40 лет. Мышечная толерантность к длительной активности, такой как марафонский бег, остается высокой дольше, чем к мощным коротким периодам, например, спринту.

Всегда оставаться в форме, независимо от вашего возраста. Однако восстановление после травм мышц и сухожилий также замедляется с возрастом. В каком бы возрасте вы ни решили улучшить свою физическую форму, разумный режим тренировок необходим.Вам нужен совет тренеров или физиотерапевтов, чтобы предотвратить травмы мышц, которые, по крайней мере, поначалу, могут работать не так хорошо, как вы надеетесь.

Старение

С возрастом наши мышцы, как правило, теряют силу и объем, становятся слабее. Хотя большинство людей воспринимают это как естественное следствие возраста — особенно преклонного возраста — это разочаровывает, когда вы не можете делать то, что вы могли бы делать в молодости. Тем не менее, упражнения по-прежнему полезны, и все еще можно увеличить мышечную силу и силу с помощью осторожного и безопасного режима упражнений.С возрастом время восстановления после травм намного больше, часто нарушается равновесие, а более тонкие кости легко ломаются. Так что наблюдение дельное, особенно на первых порах.

Инфекции

Инфекции и болезни являются одними из наиболее частых причин временной мышечной усталости. Обычно это происходит из-за воспаления мышц. Несмотря на то, что выздоровление является обычным явлением, при сильном воспалении (например, сильном приступе гриппа) слабость может длиться довольно долго. Иногда это может вызвать синдром хронической усталости (СХУ).Спусковым механизмом может быть любое заболевание с генерализованной температурой и воспалением мышц. Однако некоторые болезни особенно подвержены этому. К ним относятся грипп (грипп), железистая лихорадка (вирус Эпштейна-Барра), ВИЧ, болезнь Лайма и гепатит С. Другими менее распространенными причинами, по крайней мере в Великобритании, являются туберкулез (ТБ), малярия, сифилис, полиомиелит и лихорадка денге.

Беременность

Во время и сразу после беременности высокий уровень стероидов в крови, а также тенденция к относительному дефициту железа (анемия) могут вызвать чувство мышечной усталости.Это нормально во время беременности, и хотя некоторые упражнения все еще целесообразны, во время беременности вам нужно быть особенно осторожными при выполнении упражнений. Помните, что вы несете груз спереди. Это может привести к боли в пояснице, если вы не адаптируете свои действия к измененной осанке.

Стойкие (хронические) болезни

Многие хронические заболевания обычно вызывают мышечную слабость. В некоторых случаях это происходит из-за снижения притока крови и питательных веществ к мышцам:

Заболевание периферических артерий : это вызвано сужением артерий, обычно из-за накопления холестерина.Это связано с курением и диетой. Кровоснабжение мышц замедляется, и это становится особенно заметно при выполнении упражнений, поскольку они не могут удовлетворить потребности. Боль часто более заметна, чем слабость, но и то и другое может быть проблемой.

Диабет : это может вызвать слабость и потерю физической формы. Повышенный уровень сахара в крови (а иногда и изменение уровня соли) также ставит мышцы в невыгодное положение, и они не работают так хорошо. Кроме того, по мере прогрессирования диабета прекращается кровоснабжение мелких нервов.Когда нерв, обслуживающий мышечное волокно, умирает, мышечное волокно также перестает работать. Наконец, люди с диабетом также имеют повышенную тенденцию к сужению артерий (см. «Заболевания периферических артерий» выше).

Болезнь сердца — особенно сердечная недостаточность : это может вызвать легкое утомление мышц из-за снижения кровоснабжения в периоды высокого спроса. Это связано с тем, что сердце не может справиться с повышенными требованиями тренируемых мышц, поскольку оно не может перекачивать кровь так эффективно, как должно.

Хроническое заболевание легких : заболевания легких, такие как хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ), вызывают снижение способности организма усваивать кислород. Мышцам требуется быстрое поступление кислорода из крови, особенно во время тренировок. Снижение потребления кислорода приводит к легкой утомляемости. Со временем хроническое заболевание легких может привести к истощению мышц, хотя в основном это наблюдается в запущенных случаях, когда уровень кислорода в крови начинает падать.

Хроническая болезнь почек : это влияет на окружающую среду всего тела, как из-за дисбаланса солей в организме, так и из-за возможного воздействия на уровни кальция и витамина D.Заболевание почек также вызывает накопление вредных веществ в крови, потому что плохо функционирующие почки перерабатывают их медленнее. Это может привести как к истинной мышечной слабости, так и к мышечной усталости.

Анемия : это нехватка эритроцитов. У него много причин, включая обильные месячные, неправильное питание, кровопотерю, беременность, генетические заболевания, инфекции и рак. Это снижает способность крови переносить кислород к мышцам, поэтому они легче устают. Анемия часто «ползет» довольно медленно, так что значительная мышечная усталость и одышка развиваются до того, как заболевание будет диагностировано.

Состояния, влияющие на «влечение» мозга к мышцам

Тревога : общая усталость может быть вызвана тревогой. Это связано с повышенной активностью адреналиновой (адреналиновой) системы организма.

Депрессия : общая усталость и чувство общей усталости также могут быть вызваны депрессией.

Примечание : тревога и депрессия — это состояния, которые вызывают скорее чувство усталости и «утомляемости», чем истинную слабость.

Хроническая боль : общее влияние на уровни энергии может быть результатом хронической боли. Как и тревога, он стимулирует выработку в организме химических веществ (гормонов), которые реагируют на боль и травмы. Эти химические вещества вызывают чувство усталости или утомления. Хроническая боль может привести к истинной слабости, поскольку мышцы могут не использоваться из-за боли и дискомфорта.

Повреждение мышц в результате травмы

Есть много способов прямого повреждения мышц.Наиболее очевидными из них являются травмы или травмы, такие как спортивные травмы, тяги и растяжения. При любой мышечной травме внутри мышцы возникает кровотечение из поврежденных мышечных волокон, за которым следует отек и воспаление. Это делает мышцу менее сильной и болезненной в использовании. Локальная боль является основным симптомом, но также возникает слабость.

Лекарства

Многие лекарства могут вызывать мышечную слабость и повреждение мышц в качестве побочного эффекта или аллергической реакции. Обычно это начинается с усталости или утомления.Если не прекратить прием лекарств, он может перейти в необратимые изменения.

Лекарства общего назначения, которые иногда могут делать это, включают статины (используемые для снижения уровня холестерина), некоторые антибиотики (включая ципрофлоксацин и пенициллин) и противовоспалительные обезболивающие (такие как напроксен и диклофенак).

Длительное употребление прописанных пероральных стероидов также вызывает мышечную слабость и истощение. Это ожидаемый побочный эффект, который может возникнуть у любого, кто принимает длительное лечение.Это одна из причин, по которой врачи стараются по возможности избегать длительного приема стероидов.

К менее часто используемым лекарствам, которые могут вызвать мышечную слабость и повреждение мышц, относятся:

Другие вещества

Продолжительное употребление алкоголя может вызвать слабость мышц плеч и бедер.

Курение может косвенно ослабить мышцы. Курение вызывает сужение артерий, что приводит к заболеванию периферических артерий.

Злоупотребление кокаином вызывает выраженную мышечную слабость, как и другие рекреационные наркотики.

Нарушения сна

Проблемы, которые нарушают или замедляют сон, приводят к общему увеличению утомляемости, включая мышечную «утомляемость». Это может включать:

Необычные причины мышечной слабости

Синдром хронической усталости (СХУ)

СХУ иногда вызывается некоторыми вирусными инфекциями, такими как железистая лихорадка (вирус Эпштейна-Барра) и грипп (грипп), но это плохо изучено. Мышцы не воспаляются, но очень быстро устают. Пациенты часто чувствуют, что необходимы огромные усилия для мышечной активности, которую раньше они считали легкой.

При СХУ мышцы обычно не истощаются, и при тестировании они могут иметь нормальную силу. Это обнадеживает, поскольку означает, что шанс восстановления полностью нормального функционирования очень высок. СХУ также вызывает психологическую усталость, при этом другие занятия, такие как чтение и общение, также утомляют. Пациенты часто проявляют признаки депрессии и плохого сна.

Фибромиалгия

Это состояние напоминает CFS. Однако при фибромиалгии мышцы также становятся очень нежными на ощупь и очень быстро утомляются.Обычно они не тратятся зря и могут продемонстрировать нормальную (хотя и неудобную) силу при формальном тестировании. Люди с фибромиалгией чаще жалуются на боль, чем на усталость или слабость.

Сниженная активность щитовидной железы (гипотиреоз)

В этом состоянии нехватка гормона щитовидной железы приводит к общей усталости. При нелеченном гипотиреозе может развиться мышечная дегенерация и истощение. Это может быть серьезным и труднообратимым. Гипотиреоз — распространенное заболевание, но его обычно начинают лечить на ранней стадии, прежде чем могут возникнуть долгосрочные проблемы с мышцами.

Электролитные нарушения и недостаток жидкости в организме (обезвоживание)

Проблемы с балансом солей в организме, включая обезвоживание из-за недостаточного количества питья, вызывают мышечную усталость. В крайних случаях это может быть очень серьезным, например, при обезвоживании во время марафона. Мышцы работают хуже при дисбалансе солей в крови.

Условия воспаления мышц

Воспалительные заболевания мышц обычно поражают пожилых людей и включают такие состояния, как ревматическая полимиалгия (мышцы плеч и бедер становятся болезненными и слабыми), полимиозит и дерматомиозит.Некоторые из этих состояний хорошо поддаются лечению стероидами (которые необходимо принимать в течение многих месяцев, прежде чем состояние исчезнет). К сожалению, как объяснялось выше, стероиды также вызывают мышечное истощение и слабость.

Состояния генерализованного воспаления тканей, такие как системная красная волчанка и ревматоидный артрит, могут вызывать мышечную слабость. В небольшом количестве случаев ревматоидного артрита мышечная слабость и усталость могут быть единственным признаком заболевания в течение значительного времени.

Раковые образования

Раковые заболевания могут вызывать непосредственное повреждение мышц, но наличие рака в любом месте тела также может вызывать общую мышечную усталость. На запущенных стадиях болезни общая потеря веса также приводит к истинной мышечной слабости. Слабость мышц обычно не является первым признаком рака, но возникает позже.

Нервные состояния, повреждающие мышцы

Состояния, поражающие нервы, как правило, приводят к истинной мышечной слабости. Это связано с тем, что если нерв, ведущий к мышечному волокну, перестает работать, мышечное волокно также не может работать, оно становится гибким и в конечном итоге сморщивается.

Неврологические состояния : мышечная слабость может быть вызвана цереброваскулярными заболеваниями, такими как инсульт, кровоизлияние в мозг и травма позвоночника. Опухоли в головном мозге также могут привести к мышечной слабости. Частично или полностью парализованные мышцы теряют свою нормальную силу и со временем истощаются. Некоторое восстановление возможно, но оно будет медленным и может быть неполным.

Заболевания, связанные с позвоночником : когда нервы повреждаются, когда они выходят из позвоночника (например, когда вы «скользите» диском по пояснице или шее), может возникнуть слабость.Когда диски выскальзывают, они давят на нервы, идущие ниже по телу. Слабость поражает только мышцы, обслуживаемые раздраженным или сдавленным нервом.

Другие необычные нервные заболевания :
Рассеянный склероз (MS) : это вызвано повреждением нервов в головном и спинном мозге и может вызвать внезапный паралич. Это может частично восстановиться, но не всегда.

Синдром Гийена-Барре : это поствирусное парализующее заболевание, которое вызывает слабость и потерю мышечной функции от пальцев рук и ног вверх.Это может длиться много месяцев, хотя обычно бывает полное выздоровление.

Болезнь Паркинсона : это прогрессирующее нарушение движения и настроения, в основном поражающее людей старше 60 лет. Помимо мышечной слабости, люди с болезнью Паркинсона замечают тремор и скованность. Им часто трудно начинать и останавливать движения, и они часто находятся в депрессии.

Редкие причины мышечной слабости

Генетические заболевания, поражающие мышцы

Мышечные дистрофии : это наследственные заболевания, поражающие мышцы.Это редкие заболевания, но наиболее известным и наиболее распространенным является мышечная дистрофия Дюшенна. Это происходит у детей и приводит к постепенной потере мышечной силы с раннего возраста.

Некоторые редкие мышечные дистрофии : они могут проявляться во взрослом возрасте и включают синдром Шарко-Мари-Тута и фациоскапуло-плечевые дистрофии. Они также вызывают постепенную потерю силы и функций мышц. Те, у кого есть эти условия, могут стать прикованными к инвалидной коляске.

Саркоидоз : это редкое заболевание, при котором скопления клеток (гранулемы) образуются в коже, легких и мягких тканях, включая мышцы.Состояние обычно проходит через несколько лет.

Амилоидоз включает отложение «бесполезного» аномального белка, называемого амилоидом, по всему телу, включая мышцы и почки.

Другие редкие причины : прямое повреждение мышц может произойти при редких наследственных нарушениях обмена веществ. Примеры включают:

• Болезни накопления гликогена (при которых гликоген, углевод, проникает в мышцы, а также другие органы).
• Еще более редкие митохондриальные заболевания, которые возникают, когда энергетические системы внутри мышечных клеток не работают должным образом.

Миотоническая дистрофия : это редкое генетическое мышечное заболевание, при котором мышцы сильно утомляются. Миотонические дистрофии передаются из поколения в поколение, они, как правило, возникают раньше и усугубляются по мере перехода из поколения в поколение.

Состояния, поражающие нервы

Заболевание двигательных нейронов (БДН) : это прогрессирующее заболевание нервов, которое поражает все части тела. Большинство форм БДН начинается на внешних конечностях, руках и ногах и постепенно перемещается внутрь.Для прогрессирования состояния могут потребоваться месяцы или годы, но у людей с БДН часто быстро развивается сильная мышечная слабость и истощение.

БДН чаще всего встречается у пациентов мужского пола старше 50 лет, но было много заметных исключений из этого, включая ученого Стивена Хокинга.

Myasthenia gravis : это состояние представляет собой необычное мышечное заболевание, при котором мышцы быстро утомляются с очень длительным периодом восстановления. Это может быть настолько сильным, что пациенты не могут держать свои веки поднятыми, а речь становится невнятной.

Яды : ядовитые вещества также вызывают мышечную слабость и паралич из-за своего воздействия на нервы. Примерами являются органофосфаты (используемые в сельском хозяйстве и, к сожалению, как химическое оружие) и ботулинический токсин (используемый в Botox® как в косметических, так и в терапевтических целях). В случае органофосфатов симптомы слабости и паралича могут быть постоянными.

Болезнь Аддисона

Болезнь Аддисона — редкое состояние недостаточной активности надпочечников, приводящее к нехватке стероидов в крови и нарушениям солей крови.Обычно это происходит постепенно. У пациентов также может развиться неожиданный загар (пигментация) кожи. Потеря веса является обычным явлением, но симптомы часто расплывчаты. Мышечная усталость может быть легкой и часто является ранним признаком. Заболевание бывает очень трудно обнаружить, и для его подтверждения необходимы специальные тесты.

Другие редкие гормональные причины мышечной слабости включают акромегалию (повышенный уровень гормона, называемого гормоном роста), недостаточную активность гипофиза (гипопитуитаризм) и серьезный дефицит витамина D.

У меня мышечная слабость — что будет делать врач?

Если у вас мышечная слабость и вы обратитесь к врачу, ему сначала нужно будет узнать следующее:

• Как это началось и как долго у вас это было.
• Ухудшается, становится лучше или остается прежним.
• Если вы в остальном здоровы, худеете или недавно путешествовали за границу.
• Какие лекарства или другие препараты вы принимали и есть ли в вашей семье какие-либо проблемы с мышцами.

Ваш врач должен будет осмотреть вас, чтобы определить, какие мышцы поражены и есть ли у вас истинная или предполагаемая мышечная слабость. Они проверят, чувствительны ли ваши мышцы к прикосновению (что говорит о том, что они воспалены) или необычно «утомляемы». Они могут захотеть посмотреть, как вы идете.

Затем им нужно будет проверить ваши нервы, чтобы увидеть, получают ли мышцы правильные сигналы к действию. Вашему врачу может потребоваться проверить вашу центральную нервную систему, включая ваше равновесие и координацию.Им может потребоваться выполнить анализы крови, чтобы найти отклонения от нормы гормонов, солей и клеток крови.

В зависимости от результатов этих тестов ваш врач может также назначить следующее:

• Исследования нервов, чтобы убедиться, что нервы работают правильно.
• Биопсия мышцы, чтобы определить, есть ли в самих мышцах признаки воспаления или повреждения. Биопсия — это процедура, при которой берут небольшой образец для изучения под микроскопом.
• Сканирование тела, например КТ или МРТ, для поиска состояний в других частях тела, которые могут повлиять на силу и функцию мышц.

Характер и тяжесть слабости, сопутствующие симптомы, прием лекарств и семейный анамнез помогают врачу определить причину вашей слабости.

При медицинском осмотре врач должен объективно отметить вашу потерю силы, провести неврологический осмотр и поискать образцы слабости и других отклонений.

Резюме

Есть много возможных причин мышечной слабости. Они варьируются от обычных до редких, от серьезных до незначительных, от временных до постоянных.К счастью, большинство случаев мышечной слабости, не имеющей очевидной причины, обратимы. Слабость мышц редко бывает единственным признаком серьезного основного заболевания.

Если у вас стойкая мышечная слабость, особенно если она серьезная, локализованная, болезненная или присутствует более двух-трех недель, вам следует обсудить это со своим врачом .

После того, как ваш врач поговорит с вами о ваших симптомах, он сможет предложить некоторые рекомендации относительно вероятной причины. Они также смогут сообщить вам, есть ли какие-либо серьезные опасения по поводу ваших симптомов, и при необходимости направят вас для дальнейшего тестирования.

Слабость и утомляемость | Michigan Medicine

Обзор

Термины «слабость» и «утомляемость» часто используются так, как будто они означают одно и то же. Но на самом деле они описывают два разных ощущения. Важно точно знать, что вы имеете в виду, когда говорите «Я чувствую себя слабым» или «Я устал», потому что это может помочь вам и вашему врачу сузить возможные причины ваших симптомов.

• Слабость — это недостаток физической или мышечной силы и ощущение, что для движения рук, ног или других мышц требуется дополнительное усилие.Если мышечная слабость является результатом боли, человек может заставить мышцы работать, но это будет больно.
• Усталость — это чувство усталости или истощения или потребность в отдыхе из-за недостатка энергии или сил. Усталость может быть результатом переутомления, плохого сна, беспокойства, скуки или отсутствия физических упражнений. Это симптом, который может быть вызван болезнью, лекарствами или лечением, например химиотерапией. Беспокойство или депрессия также могут вызывать усталость.

И слабость, и утомляемость — это симптомы, а не болезни.Поскольку эти симптомы могут быть вызваны многими другими проблемами со здоровьем, важность слабости и утомляемости можно определить только после оценки других симптомов.

Слабость

Общая слабость часто возникает после того, как вы сделали слишком много за один раз, например, совершили очень длительный поход. Вы можете чувствовать слабость и усталость, или ваши мышцы могут болеть. Эти ощущения обычно проходят в течение нескольких дней.

В редких случаях общая мышечная слабость может быть вызвана другой проблемой со здоровьем, например:

• Проблема с минералами (электролитами), естественным образом присутствующими в организме, такими как низкий уровень калия или натрия.
• Инфекции, такие как инфекция мочевыводящих путей или респираторная инфекция.
• Проблемы со щитовидной железой, которая регулирует использование энергии организмом.
  • Низкий уровень щитовидной железы (гипотиреоз) может вызывать утомляемость, слабость, вялость, увеличение веса, депрессию, проблемы с памятью, запоры, сухость кожи, непереносимость холода, грубые и истонченные волосы, ломкие ногти или желтоватый оттенок кожи.
  • Высокий уровень щитовидной железы (гипертиреоз) может вызывать усталость, потерю веса, учащенное сердцебиение, непереносимость тепла, потоотделение, раздражительность, беспокойство, мышечную слабость и увеличение щитовидной железы.
• Синдром Гийена-Барре — редкое нервное заболевание, которое вызывает слабость в ногах, руках и других мышцах и может прогрессировать до полного паралича.
• Миастения — редкое хроническое заболевание, вызывающее слабость и быстрое утомление мышц.

Мышечная слабость, которая постепенно усиливается, требует обращения к врачу.

Внезапная мышечная слабость и потеря функции в одной части тела могут указывать на серьезную проблему в головном мозге (например, инсульт или преходящую ишемическую атаку), спинном мозге или конкретном нерве в организме.

Усталость

Усталость — это чувство усталости, истощения или недостатка энергии. Вы можете чувствовать легкую усталость из-за переутомления, плохого сна, беспокойства, скуки или отсутствия физических упражнений. Любая болезнь, такая как простуда или грипп, может вызывать усталость, которая обычно проходит по мере того, как болезнь проходит. В большинстве случаев легкая усталость возникает из-за проблем со здоровьем, которые улучшаются при домашнем лечении и не требуют посещения врача.

Стрессовая эмоциональная ситуация также может вызвать утомление.Этот тип усталости обычно проходит после снятия стресса.

Многие лекарства, отпускаемые по рецепту и без рецепта, могут вызывать слабость или утомляемость. Употребление алкоголя, кофеина или запрещенных наркотиков может вызвать усталость.

Посещение врача обычно требуется, когда утомляемость возникает вместе с более серьезными симптомами, такими как усиление проблем с дыханием, признаки серьезного заболевания, аномальное кровотечение или необъяснимая потеря или увеличение веса.

Усталость, которая продолжается более 2 недель, обычно требует обращения к врачу.Этот тип усталости может быть вызван более серьезной проблемой со здоровьем, например:

• Уменьшение количества переносящего кислород вещества (гемоглобина) в красных кровяных тельцах (анемия).
• Проблемы с сердцем, такие как ишемическая болезнь сердца или сердечная недостаточность, которые ограничивают поступление богатой кислородом крови к сердечной мышце или остальному телу.
• Нарушения обмена веществ, такие как диабет, при которых сахар (глюкоза) остается в крови, а не попадает в клетки организма для использования для получения энергии.
• Проблемы со щитовидной железой, которая регулирует использование энергии организмом.
  • Низкий уровень щитовидной железы (гипотиреоз) может вызывать утомляемость, слабость, вялость, увеличение веса, депрессию, проблемы с памятью, запоры, сухость кожи, непереносимость холода, грубые и истонченные волосы, ломкие ногти или желтоватый оттенок кожи.
  • Высокий уровень щитовидной железы (гипертиреоз) может вызывать усталость, потерю веса, учащенное сердцебиение, непереносимость тепла, потоотделение, раздражительность, беспокойство, мышечную слабость и увеличение щитовидной железы.
• Заболевания почек и печени, вызывающие утомляемость, когда концентрация определенных химических веществ в крови достигает токсичного уровня.

Миалгический энцефаломиелит / синдром хронической усталости — редкая причина тяжелой стойкой усталости.

Если утомляемость возникает без очевидной причины, важно оценить свое психическое здоровье. Усталость — частый симптом проблем с психическим здоровьем, таких как тревога или депрессия.Усталость и депрессия могут стать настолько серьезными, что вы можете рассматривать самоубийство как способ избавиться от боли. Если вы думаете, что ваша усталость может быть вызвана проблемой психического здоровья, обратитесь к врачу.

Как предотвратить мышечную усталость?

Состояния, приводящие к мышечной усталости, включают, помимо прочего, синдром хронической усталости и фибромиалгию, инфекции (например, грипп, инфекционный мононуклеоз и т. Д.), Гипотиреоз, депрессию, электролитный дисбаланс, неврологические состояния, диабет, некоторые лекарства.… Список можно продолжить. Так как же предотвратить мышечную усталость? Читать дальше!

Почему мы страдаем от мышечной усталости?

Мышечная усталость — это то, что мы идентифицируем каждый раз, когда наши мышцы сокращаются после интенсивной тренировки, независимо от того, бежали ли мы в течение 30 секунд или тренировались более часа. Говоря техническим языком, мышечная усталость (также физическая усталость) — это то, что мы испытываем, когда наши мышцы не могут генерировать достаточную силу для выполнения работы (то есть для выполнения действия или выполнения задачи). Мышцы не сокращаются полностью, и это может быть связано с нервной проводимостью и / или метаболическим вмешательством, которое препятствует сокращению мышечных волокон.Тщательное обследование обычно необходимо, когда причина мышечной усталости неизвестна и / или она постоянная. Если вы подозреваете какое-либо заболевание, немедленно обратитесь к квалифицированному врачу.

Что происходит в нашем теле?

Концепция накопления молочной кислоты, ведущего к мышечной усталости, в настоящее время вызывает сомнения. Это связано с тем, что, несмотря на небольшое снижение pH (из-за более высокого уровня кислоты как побочного продукта метаболизма), сила, создаваемая мышцами, не кажется затронутой.Другими словами, накопление молочной кислоты не мешает мышцам работать. Похоже, что за метаболическую причину усталости мышц отвечает другой биохимический путь.

За этим стоит сложная физиология, так что я избавлю вас от головной боли. Традиционный взгляд на мышечную усталость был заменен новой многофакторной концепцией, которая учитывает метаболические, структурные и сенсорные элементы, влияющие на мышечную усталость, что также может объяснить прямую связь между некоторыми заболеваниями и физической усталостью.

Что мы можем сделать, чтобы предотвратить мышечную усталость?

Здесь я возьму на себя смелость и скажу, что при отсутствии болезни правильное питание, сон, дыхание и правильные упражнения — все это играет роль. Это действительно простая задача. Но теперь подумайте о спортсменах и о том, как они тренируются. Хотя средний человек не проходит такой строгой подготовки, концепция почти такая же. Чем больше вы тренируете мышцы, тем больше они привыкают к задаче. По пути они будут болеть, поэтому вы должны дать им возможность выздороветь.Для этого вы должны позволить себе отдых (например, сон!). Но для восстановления мышц также необходимы питательные вещества для восстановления своих строительных блоков, поэтому:

• Белок животного и растительного происхождения — ключевое значение имеет разнообразие
• витаминов — например, Комплекс B, C, D и E и
• Основные минералы — например, важны цинк, селен, магний.

Хорошо сбалансированная диета — это все, что вам нужно. Когда вам мешает образ жизни, можно использовать добавки, но будьте очень осторожны с источником и качеством.

Решения от мышечной усталости

Посмотрим правде в глаза, усталость в мышцах — неприятное чувство; особенно когда боль и недостаток энергии мешают повседневной деятельности. Первый шаг в борьбе с этим — знать, с чем вы имеете дело. Если у вас есть заболевание, проконсультируйтесь с лицензированным врачом-натуропатом, прежде чем пробовать какие-либо природные средства — последнее, чего вы хотите, — это обострения побочной реакции.

Некоторые люди заходят в аптеку в поисках НПВП (напр.грамм. ибупрофен), ацетаминофен и кремы. Эти варианты могут обеспечить немедленное, но временное облегчение симптомов при правильном и краткосрочном использовании. Однако неправильное и долгое использование может привести к множеству побочных эффектов, которые могут быть хуже, чем мышечная усталость, с которой вы изначально начали! Если вы сомневаетесь в использовании, проконсультируйтесь с вашим местным фармацевтом.

Натуральные растворы

Итак, какие существуют естественные решения? Когда дело доходит до облегчения болезненных ощущений, травы могут помочь так же, как и обычные лекарства.Говорят, что некоторые из этих трав обладают «обезболивающим» (то есть безболезненным) действием. Традиционно Arnica Montana является фаворитом при мышечных заболеваниях, и ее применяют местно (токсичен при проглатывании).

Местное применение зверобоя (Hypericum perforatum) и даже касторового масла (Ricinis communis) может облегчить боль.