В третьей стадии производительность труда может быть снижена до нулевых показателей, а чувство усталости сильно выражено, сохраняется после отдыха и иногда ещё до возобновления работы.

     Конкретный  момент прекращения деятельности определяется программно-контрольным механизмом в соответствии с характером мотивации и некоторыми другими условиями выполнения этой деятельности.

     Эту стадию иногда характеризуют как стадию хронического, патологического утомления, или переутомления. Переутомление проявляется в снижении производительности труда, творческой активности и умственной работоспособности, росте заболеваемости. Происходит и изменение периодики продукции биологически активных веществ.

     Различают 4 степени переутомления: начинающееся, лёгкое, выраженное и тяжёлое. Меры борьбы с ними должны соответствовать выраженности психофизиологических проявлений. Так, начинающееся переутомление хорошо компенсируется при чёткой регламентации времени труда и отдыха. Лёгкая степень переутомления эффективно снимается в период очередного отпуска при рациональном его использовании. Выраженное переутомление требует срочного лечения в санатории, а тяжёлая степень переутомления требует лечения в условиях клиники. В зависимости от характера труда различают физическое и умственное утомление.

     Функциональные  системы трудовой деятельности человека отражают интеграцию центральных и периферических структур и механизмов, определяющих эффективное достижение полезных результатов труда. Утомление сопряжено с определёнными изменениями, возникающими как в эфферентном, так и в центральном звеньях этих функциональных систем. В историческом плане первыми были разработаны теории утомления периферического звена. Теория Шиффа связывала развитие утомления с недостаточностью энергетических запасов - гликогена, жирных кислот (теория истощения). Теория Ферворна связывала развитие утомления с недостатком кислорода (теория удушения). Пфлюгер объяснял утомление появлением в мышцах молочной кислоты или токсинов утомления (теория засорения). Современные исследования дают основание считать, что все вышеизложенные причины утомления могут иметь место при напряжённой физической работе. В результате в мышцах может наблюдаться процесс разобщения электромеханического сопряжения.

     При работе малой и средней интенсивности  утомление развивается в центральном  звене - в синапсах спинальных центров работающих мышц, а также в клетках коры большого мозга, формирующих произвольные (рабочие) движения. Эти положения нашли отражение во множестве вариантов центрально-нервной теории утомления. Согласно одному из них, к нейронам коры большого мозга поступает огромный поток сигналов от работающих мышц, зрительного, слухового и других анализаторов. Одновременно на эти же нейроны действуют метаболиты из работающих мышц, снижая их лабильность. Сочетанное действие этих факторов приводит к угнетению активности нейронов коркового отдела двигательного анализатора. Развитие торможения в центральных механизмах управления приводит к существенным сдвигам в состоянии регуляторных систем на периферии, в эффекторах.

     Механизмы утомления при физической работе во многом сходны с таковыми при  работе умственной. В обоих случаях лимитирующим звеном является утомление в центральных механизмах, которые могут быть общими для физического и умственного труда. Поэтому физическое и умственное утомление существенно влияют друг на друга. При физическом утомлении умственная деятельность малопродуктивна, равно как при умственном утомлении снижается физическая работоспособность, поскольку в обоих случаях имеет место существенное эмоциональное напряжение, сопровождаемое сходными вегетативными сдвигами.

     Таким образом, различия между умственным и физическим утомлением имеют относительный характер. Поэтому и в методах профилактики утомления при различных видах труда много общего.

МЕХАНИЗМЫ РАЗВИТИЯ УТОМЛЕНИЯ

     Известно, что 1 моль АТФ даёт 48 кДж энергии  и что для Ресин теза 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 Ресин теза АТФ. Такая работа обеспечивается за счёт мобилизации энергии анаэробного распада креатин фосфата и гликогена. В итоге в организме накапливается много недоокислённых продуктов (молочной кислоты и др.). Создаётся кислородная задолженность. Такой долг погашается после работы за счёт автоматической мобилизации дыхания и кровообращения (одышка и усиленное сердцебиение после работы). Если же работа, несмотря на наличие кислородного долга, продолжается, то наступает тяжёлое состояние (утомление), которое иногда прекращается при достаточной мобилизации дыхания и кровообращения (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 работают не бесконечно. Они тоже утомляются. С разной скоростью утомляются так называемые быстрые и медленные мышцы, имеющие разный тип энергетического обеспечения. Волокна быстрых фазных мышц, например портняжной мышцы лягушки или длинного разгибателя 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. Эти мышцы быстро утомляются. Волокна медленных мышц с одиночной 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 крово снабжаются 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 небольшом энергетическом обеспечении (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 H₃PO₄. Эти вещества нарушают функции мышечных и нервных элементов и в особенности нервно-мышечную передачу. В свою очередь, накопление L-лактата (недоокислённого продукта) зависит от нехватки O₂. Что касается энергетических ресурсов мышцы (гликогена, креатин фосфата), то они при обычных условиях утомления не исчерпываются. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

УТОМЛЕНИЕ И НЕУТОМЛЯЕМОСТЬ

     Проблема  утомления и восстановления, в  разработку которой Г.В.Фольборт внёс столь существенный вклад, продолжает оставаться одной из наиболее актуальный 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 напряжённой 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  желёз, кардио респираторная система  функционирует непрерывно на протяжении всей жизни организма. Физиологическую не утомляемость сердца И.М.Сеченов положил в основу научного обоснования восьмичасовой длительности рабочего дня  ещё 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 ударов/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  ещё одним примером относительной  физиологической не утомляемости. 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 не утомляемости.

     Одним из механизмов не утомляемости системы, состоящей из утомляющихся элементов, может быть структурная организация, предусматривающая наличие дежурных единиц. Такая система требует  определённой избыточности функциональных единиц, каждая из которых получает возможность восстановления своего энергетического потенциала за время, значительно превышающее длительность фазы отдыха в системе. Патологические процессы, связанные с деструкцией части органа или с хирургическим удалением, уменьшают число резервных функциональных единиц, создают предпосылки для утомления физиологически неутомляемых образований. Вторым механизмом не утомляемости следует считать одновременное протекание филогенетически наиболее древних анаэробных и более молодых – аэробных процессов освобождения энергии, типичное для миокарда или нейронов продолговатого мозга. Развитие утомления в физиологически неутомляемых системах проявляется в нарушениях ритма и является признаком обратимых или необратимых патологических изменений. В системе дыхания нарушения ритма проявляются в частом возникновении вставочных вдохов, укорочении дыхательных периодов, частой смене характера дыхания. Фазовый анализ кардио и пневморитма позволяет осуществлять раннюю диагностику утомления в системе дыхания и кровообращения.  
 
 
 
 
 
 
 

ОТДЫХ И ПРОФИЛАКТИКА УТОМЛЕНИЯ

     Труд  и отдых - две стороны единого процесса жизнедеятельности организма. Отдых - состояние покоя или такого вида деятельности, которое снимает утомление и способствует восстановлению работоспособности. Ещё И.М.Сеченов установил, что деятельность одних мышечных групп или конечностей способствует устранению утомления, возникающего при работе, в других мышечных группах. Это явление получило название активного отдыха.

     Активный  отдых - это отдых, заполненный каким-либо видом деятельности, отличным от выполняемого труда. При утомлении лёгкой или средней степени смена работы приводит к более быстрому и полному восстановлению работоспособности по сравнению с отдыхом в покое. Активный отдых используется и при умственном труде. Смена напряжённой интеллектуальной деятельности другим ее видом или лёгким физическим трудом приводит к быстрому снятию утомления, исчезновению ощущения усталости.

     Механизмы активного отдыха, согласно одной из гипотез, связаны с явлениями индукции в нервных центрах: активные центры, управляющие деятельностью, используемой в качестве активного отдыха, «наводят», индуцируют и углубляют процессы торможения в утомлённых центрах, чем способствуют более быстрому восстановлению их функциональных возможностей. Согласно другой гипотезе, эффекты активного отдыха развиваются в результате дополнительной афферентации от новых групп рецепторов, посредством чего повышается общий тонус ЦНС, ускоряются восстановительные процессы. Вероятно, обе эти гипотезы дополняют друг друга.

     В профилактике развития утомления, снижении его глубины большую роль играет рациональная организация труда и отдыха, учитывающая специфику работы. Так, прекратив физическую работу, человек сразу выключается из трудового процесса, а потому достаточно эффективными могут оказаться приёмы пассивного отдыха, особенно при тяжёлом физическом труде.

     При умственной работе мозг, склонен к  инерции, продолжению мыслительной деятельности в заданном направлении. После окончания работы «рабочая доминанта» полностью не угасает, что вызывает более длительное утомление ЦНС, чем при физическом труде.

     Правильная  организация труда включает внутрисменные  перерывы на отдых, использование так называемой функциональной музыки. Сменность работы в различное время суток нежелательна, поскольку развивается десинхроноз.

     Работоспособность человека в значительной мере определяется процессами восстановления, протекающими на разных этапах жизнедеятельности. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ВОССТАНОВЛЕНИЕ

     Восстановление - процесс возвращения показателей гомеостазиса и структурных элементов организма к исходному состоянию после прекращения работы, устранение продуктов интенсивного обмена веществ.