थकान किसी जीव, अंग या ऊतक के प्रदर्शन में अस्थायी कमी या हानि है जो व्यायाम के बाद होती है। थकान एक सामान्य शारीरिक प्रक्रिया है जिसके कारण मांसपेशियाँ काम करना बंद कर देती हैं।
एक मांसपेशी में लंबे समय तक लयबद्ध उत्तेजना के साथ, थकान विकसित होती है, जो इस मांसपेशी के संकुचन के आयाम में धीरे-धीरे कमी से प्रकट होती है, लगातार जलन के बावजूद, इसके संकुचन की पूर्ण समाप्ति तक।
थकान के साथ, संकुचन की गुप्त अवधि बढ़ जाती है, मांसपेशियों में छूट का चरण लंबा हो जाता है और उत्तेजना कम हो जाती है। जलन की आवृत्ति जितनी अधिक होगी, थकान उतनी ही तेजी से आने लगेगी। थकान का कारण मांसपेशियों में चयापचय उत्पादों का जमा होना है। एक पृथक मांसपेशी में, लंबे समय तक जलन के दौरान प्रदर्शन में कमी वास्तव में इस तथ्य के कारण होती है कि इसके संकुचन के दौरान चयापचय उत्पाद जमा होते हैं - फॉस्फोरिक एसिड, जो Ca2+ आयनों, लैक्टिक एसिड आदि को बांधता है। वे मांसपेशियों की थकान में महत्वपूर्ण योगदान देते हैं।
उच्च और मध्यम शक्ति के दीर्घकालिक व्यायाम करते समय थकान का मुख्य कारण काम करने वाली मांसपेशियों को ऊर्जा आपूर्ति के स्तर में कमी (इंट्रामस्क्युलर ग्लाइकोजन भंडार की कमी, वसा के अपूर्ण ऑक्सीकरण के उत्पादों का संचय, अत्यधिक संचय) से जुड़े कारक हैं। NH3 और IMP, हाइपोग्लाइसेमिक अवस्था का विकास), साथ ही कामकाजी मांसपेशियों में इलेक्ट्रोकेमिकल युग्मन का विघटन और गंभीर अतिताप, निर्जलीकरण और शरीर के इलेक्ट्रोलाइट संतुलन में बदलाव की स्थिति में केंद्रीय तंत्रिका तंत्र का बिगड़ना। इस प्रकार, उच्च और मध्यम शक्ति के दीर्घकालिक व्यायाम करते समय, थकान के कारण जटिल होते हैं। शरीर में, मांसपेशियों को लगातार रक्त की आपूर्ति की जाती है, और इसलिए इसे लगातार एक निश्चित मात्रा में पोषक तत्व प्राप्त होते हैं, और अपशिष्ट उत्पादों से भी मुक्त किया जाता है जो इसके कार्य को ख़राब कर सकते हैं।
ज्यादातर मामलों में, उच्च और मध्यम शक्ति के दीर्घकालिक व्यायाम के दौरान थकान के विकास में प्राथमिक लिंक इंट्रामस्क्युलर ऊर्जा सब्सट्रेट्स की मात्रा और प्रकृति में परिवर्तन है। लंबी अवधि के काम (25% वीओ2 अधिकतम और ऊपर से) के दौरान प्रयासों की एक विस्तृत श्रृंखला में, एटीपी पुनर्संश्लेषण का एक महत्वपूर्ण हिस्सा कार्बोहाइड्रेट ऑक्सीकरण से आता है। वसा ऑक्सीकरण केवल व्यायाम की विशेषता है जिसकी सापेक्ष शक्ति VO2 अधिकतम के 50% से अधिक नहीं होती है।
चावल। 1. लंबे समय तक व्यायाम के दौरान रक्त में ग्लूकोज, फैटी एसिड और लैक्टेट की सांद्रता में परिवर्तन
अवायवीय ऊर्जा स्रोत (सीआरएफ और ग्लाइकोजन) केवल उन प्रकार के दीर्घकालिक अभ्यासों में काम की ऊर्जा पर ध्यान देने योग्य प्रभाव डालते हैं, जिनकी सापेक्ष शक्ति 60 के स्तर पर स्थानीयकृत लैक्टेट और क्रिएटिन फॉस्फेट थ्रेसहोल्ड के मूल्यों से अधिक होती है। -75% वीओ2 अधिकतम। लंबे समय तक काम के दौरान ऊर्जा आपूर्ति की बदलती प्रकृति के कारण, मुख्य जैव रासायनिक रक्त मापदंडों की गतिशीलता भी बदल जाती है (चित्र 1)। जब व्यायाम की अवधि 90 मिनट से अधिक हो जाती है तो लंबे समय तक काम करने के दौरान रक्त में ग्लूकोज की मात्रा काफी कम हो जाती है। रक्त में लैक्टिक एसिड और मुक्त फैटी एसिड की सामग्री तब तक आराम स्तर पर रहती है जब तक कि शरीर के कार्बोहाइड्रेट संसाधनों में महत्वपूर्ण कमी न हो जाए। इस क्षण से, रक्त में इन मेटाबोलाइट्स की सामग्री बढ़ने लगती है।
लंबे समय तक काम के दौरान थकान के विशिष्ट कारण कार्बोहाइड्रेट भंडार में कमी के कारण एटीपी पुनर्संश्लेषण की दी गई दर को बनाए रखने में कामकाजी मांसपेशियों की अक्षमता के साथ-साथ संचय के कारण केंद्रीय तंत्रिका तंत्र की गतिविधि में गड़बड़ी के कारण हो सकते हैं। शरीर में अमोनिया और कीटोन निकायों का.
इस प्रकार, कोई भी व्यायाम करते समय, शरीर प्रणालियों के अग्रणी, सबसे अधिक लोड किए गए चयापचय लिंक और कार्यों की पहचान करना संभव है, जिनकी क्षमताएं एथलीट की तीव्रता और अवधि के आवश्यक स्तर पर व्यायाम करने की क्षमता निर्धारित करती हैं। ये नियामक प्रणालियाँ (सीएनएस, ऑटोनोमिक नर्वस, न्यूरोह्यूमोरल), ऑटोनोमिक सपोर्ट सिस्टम (श्वसन, परिसंचरण, रक्त) और कार्यकारी (मोटर) प्रणाली हो सकती हैं।
खेल में थकान की समस्या का एक व्यापक विश्लेषण, शरीर विज्ञानियों, जैव रसायनज्ञों के साथ-साथ खेल प्रशिक्षण के सिद्धांत और कार्यप्रणाली के क्षेत्र में विशेषज्ञों द्वारा किया गया (या.एम. कोट्स, एन.एन. याकोवलेव, वी.एन. वोल्कोव, एन.आई. वोल्कोव, वी.डी. मोनोगारोव) , वी.एन. प्लैटोनोव, आदि), ने स्पष्ट रूप से दिखाया कि थकान को अंगों और कार्यों की जटिल प्रणाली में किसी भी घटक की विफलता के परिणामस्वरूप या उनके बीच संबंधों के उल्लंघन के रूप में माना जाना चाहिए। यदि शारीरिक गतिविधि के स्तर और उपलब्ध कार्यात्मक भंडार के बीच विसंगति है तो कोई भी अंग और उसका कार्य थकान के विकास में अग्रणी कड़ी बन सकता है। इसलिए, प्रदर्शन में कमी का मूल कारण ऊर्जा भंडार की कमी, ऊतक हाइपोक्सिया, "कार्यशील" ऊतक चयापचय के प्रभाव में एंजाइमेटिक गतिविधि में कमी, अपर्याप्त प्लास्टिक समर्थन के कारण कार्यात्मक संरचनाओं की अखंडता का उल्लंघन, होमोस्टैसिस में परिवर्तन हो सकता है। , तंत्रिका और हार्मोनल विनियमन का विघटन, आदि।
खेल प्रशिक्षण के प्रमुख प्रावधानों को प्रमाणित करने के लिए थकान के तंत्र का स्पष्टीकरण खेल के अभ्यास में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। विशेष रूप से, थकान को एक ऐसे कारक के रूप में माना जाता है जो कार्यात्मक संसाधनों की गतिशीलता को उत्तेजित करता है, प्रशिक्षण प्रभावों की इष्टतम मात्रा की सीमाएं निर्धारित करता है और अनुकूलन की प्रभावशीलता, प्रतिस्पर्धी गतिविधि की सफलता और पुन: अनुकूलन की रोकथाम सुनिश्चित करता है।
मांसपेशियों की थकान के खिलाफ लड़ाई में वैज्ञानिक प्रगति
कोलंबिया विश्वविद्यालय (न्यूयॉर्क) के शोधकर्ताओं ने पाया कि लंबे समय तक व्यायाम करने के बाद मांसपेशियों की थकान मांसपेशियों की कोशिकाओं में अतिरिक्त कैल्शियम के प्रवेश के कारण होती है। इसके अलावा, वे एक ऐसा उपाय ढूंढने में सक्षम थे जिसने "रिसाव" को समाप्त कर दिया, जिससे प्रयोगशाला चूहों की सहनशक्ति में काफी वृद्धि हुई, जैसा कि जर्नल प्रोसीडिंग्स ऑफ द नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज में बताया गया है।
यह लंबे समय से माना जाता रहा है कि व्यायाम के बाद थकान और मांसपेशियों में दर्द लैक्टिक एसिड के निर्माण के कारण होता है। हालाँकि, हाल के वर्षों में, शरीर विज्ञानियों ने इस सिद्धांत पर संदेह किया है। इस प्रश्न पर प्रकाश डालने के लिए, एंड्रयू मार्क्स (एंड्रयू मार्क्स) के नेतृत्व में वैज्ञानिकों ने तीन सप्ताह के व्यायाम (प्रतिदिन कई घंटों तक तैराकी) के बाद चूहों में और तीन दिनों की गहन साइकिलिंग के बाद एथलीटों में मांसपेशियों की स्थिति का अध्ययन किया।
यह पता चला कि शारीरिक गतिविधि के बाद मांसपेशियों की थकान तथाकथित राइनोडाइन रिसेप्टर की रासायनिक संरचना में बदलाव के साथ होती है, जो मांसपेशियों के संकुचन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। इस प्रक्रिया के कारण कोशिका झिल्ली (झिल्ली) में एक छोटा सा "रिसाव" दिखाई देने लगा, जिसके कारण मांसपेशियों की कोशिका में कैल्शियम लगातार प्रवाहित होने लगा। परिणामस्वरूप, मांसपेशियों की ताकत में उल्लेखनीय कमी आई और साथ ही, मांसपेशियों के तंतुओं को क्षतिग्रस्त करने वाला एंजाइम सक्रिय हो गया।
मार्क्स और उनके सहयोगी एक ऐसी दवा खोजने में भी कामयाब रहे जो कैल्शियम के प्रवाह को रोककर रिसाव को खत्म कर सकती थी - S107 नामक दवा। शोधकर्ताओं ने बताया कि दवा से उपचारित चूहे लंबे समय तक ऊर्जावान बने रहे और अधिक शारीरिक परिश्रम का सामना करने में सक्षम थे। उम्मीद है कि S107 मनुष्यों में मांसपेशियों की थकान की भावना को भी रोकने में सक्षम होगा।
वैज्ञानिकों के अनुसार, यह दवा हृदय विफलता में पुरानी थकान से निपटने के लिए विशेष रूप से प्रासंगिक हो सकती है। पहले के अध्ययनों से पता चला है कि इस बीमारी से पीड़ित रोगियों में ऊर्जा की गंभीर हानि - कभी-कभी बिस्तर से बाहर निकलने या अपने दांतों को ब्रश करने में असमर्थ - के साथ कैल्शियम का रिसाव भी होता है। हालाँकि, एथलीटों के विपरीत, हृदय विफलता वाले लोगों में यह प्रक्रिया अपरिवर्तनीय है।
वैज्ञानिकों की हृदय गति रुकने वाले रोगियों पर S107 दवा का परीक्षण करने की तत्काल योजना है। विशेषज्ञों का कहना है कि यदि प्रयोग सफल रहे तो दवा कुछ वर्षों में बिक्री के लिए उपलब्ध हो सकती है।
थकानकिसी कोशिका, अंग या पूरे जीव के प्रदर्शन में एक अस्थायी कमी है जो काम के परिणामस्वरूप होती है और आराम के बाद गायब हो जाती है।
यदि आप एक पृथक मांसपेशी में जलन पैदा करते हैं जिस पर लयबद्ध विद्युत उत्तेजनाओं के साथ भार लंबे समय तक निलंबित रहता है, तो इसके संकुचन का आयाम धीरे-धीरे कम हो जाता है जब तक कि यह शून्य तक नहीं पहुंच जाता। इस प्रकार प्राप्त वक्र को थकान वक्र कहा जाता है।
थकान के दौरान संकुचन के आयाम में बदलाव के साथ, संकुचन की गुप्त अवधि बढ़ जाती है और जलन और क्रोनैक्सिया की सीमा बढ़ जाती है, यानी उत्तेजना कम हो जाती है। ये परिवर्तन काम के तुरंत बाद नहीं होते हैं, बल्कि कुछ समय बाद होते हैं, जिसके दौरान एकल मांसपेशी संकुचन के आयाम में वृद्धि देखी जाती है। इस अवधि को रन-इन अवधि कहा जाता है। लंबे समय तक जलन के साथ, मांसपेशी फाइबर थकान विकसित होती है।
लंबे समय तक जलन के दौरान शरीर से अलग मांसपेशियों के प्रदर्शन में कमी दो मुख्य कारणों से होती है: उनमें से पहला यह है कि संकुचन के दौरान, मांसपेशियों में चयापचय उत्पाद जमा हो जाते हैं (विशेष रूप से, लैक्टिक, फॉस्फोरिक एसिड, आदि), जिसका मांसपेशियों के प्रदर्शन पर निराशाजनक प्रभाव पड़ता है। इनमें से कुछ उत्पाद, साथ ही पोटेशियम आयन, तंतुओं से पेरीसेल्यूलर अंतरिक्ष में फैल जाते हैं और क्रिया क्षमता उत्पन्न करने के लिए उत्तेजक झिल्ली की क्षमता पर निराशाजनक प्रभाव डालते हैं।
यदि रिंगर के घोल में रखी गई एक पृथक मांसपेशी को लंबे समय तक जलन के कारण पूर्ण थकान के बिंदु पर लाया जाता है, तो मांसपेशियों के संकुचन को बहाल करने के लिए इसे धोने वाले तरल को बदलना ही पर्याप्त है।
किसी पृथक मांसपेशी में थकान विकसित होने का एक अन्य कारण उसके ऊर्जा भंडार का धीरे-धीरे कम होना है। एक पृथक मांसपेशी के लंबे समय तक काम करने से ग्लाइकोजन भंडार में तेज कमी आती है, जिसके परिणामस्वरूप संकुचन के लिए आवश्यक एटीपी और क्रिएटिन फॉस्फेट के पुनर्संश्लेषण की प्रक्रिया बाधित हो जाती है।
न्यूरोमस्कुलर तैयारी की थकान निम्नलिखित कारणों से होती है। तंत्रिका की लंबे समय तक जलन के साथ, मांसपेशियों और विशेष रूप से तंत्रिका, थकान के कारण उत्तेजना का संचालन करने की क्षमता खो देने से बहुत पहले न्यूरोमस्कुलर ट्रांसमिशन का उल्लंघन विकसित होता है। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि तंत्रिका अंत में, लंबे समय तक जलन के साथ, "तैयार" मध्यस्थ की आपूर्ति कम हो जाती है। इसलिए, प्रत्येक आवेग के जवाब में सिनैप्स पर जारी एसिटाइलकोलाइन के हिस्से कम हो जाते हैं और पोस्टसिनेप्टिक क्षमताएं सबथ्रेशोल्ड मूल्यों तक कम हो जाती हैं।
इसके साथ ही, तंत्रिका की लंबे समय तक उत्तेजना के साथ, मांसपेशी फाइबर के पोस्टसिनेप्टिक झिल्ली की एसिटाइलकोलाइन के प्रति संवेदनशीलता में धीरे-धीरे कमी आती है। परिणामस्वरूप, अंतिम प्लेट विभव का परिमाण कम हो जाता है। जब उनका आयाम एक निश्चित महत्वपूर्ण स्तर से नीचे चला जाता है, तो मांसपेशी फाइबर में कार्य क्षमता का उत्पादन बंद हो जाता है। इन कारणों से, सिनैप्स तंत्रिका तंतुओं और मांसपेशियों की तुलना में तेजी से थकते हैं।
यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि तंत्रिका तंतु अपेक्षाकृत थकान मुक्त होते हैं। पहली बार एन.ई. वेदवेन्स्की ने दिखाया कि वायु वातावरण में एक तंत्रिका कई घंटों की निरंतर उत्तेजना (लगभग 8 घंटे) के बाद भी उत्तेजना संचालित करने की क्षमता बरकरार रखती है।
सापेक्षिक थकान-मुक्ततंत्रिका गतिविधि आंशिक रूप से इस तथ्य पर निर्भर करती है कि तंत्रिका अपने उत्तेजना के दौरान अपेक्षाकृत कम ऊर्जा खर्च करती है। इसके लिए धन्यवाद, तंत्रिका में पुनर्संश्लेषण की प्रक्रियाएं उत्तेजना के दौरान इसकी अपेक्षाकृत कम लागत को कवर करने में सक्षम होती हैं, भले ही यह उत्तेजना कई घंटों तक चलती हो।
यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि प्रत्यक्ष उत्तेजना पर एक पृथक कंकाल की मांसपेशी की थकान एक प्रयोगशाला घटना है। प्राकृतिक परिस्थितियों में, लंबे समय तक काम करने के दौरान मस्कुलोस्केलेटल प्रणाली की थकान अधिक जटिल रूप से विकसित होती है और बड़ी संख्या में कारकों पर निर्भर करती है।
1. शरीर में, मांसपेशियों को लगातार रक्त की आपूर्ति की जाती है, और इसलिए, इसके साथ एक निश्चित मात्रा में पोषक तत्व (ग्लूकोज, अमीनो एसिड) प्राप्त होते हैं और चयापचय उत्पादों से मुक्त होते हैं जो मांसपेशी फाइबर के सामान्य कामकाज को बाधित करते हैं।
2. पूरे जीव में, थकान न केवल मांसपेशियों में होने वाली प्रक्रियाओं पर निर्भर करती है, बल्कि मोटर गतिविधि के नियंत्रण में शामिल तंत्रिका तंत्र में विकसित होने वाली प्रक्रियाओं पर भी निर्भर करती है।
उदाहरण के लिए, थकान के साथ-साथ गतिविधियों का असंयम, कई मांसपेशियों की उत्तेजना भी होती है जो काम करने में शामिल नहीं होती हैं।
थकानकिसी कोशिका, अंग या पूरे जीव के प्रदर्शन में एक अस्थायी कमी है जो काम के परिणामस्वरूप होती है और आराम के बाद गायब हो जाती है।
यदि आप एक पृथक मांसपेशी में जलन पैदा करते हैं जिसमें एक छोटा सा भार लयबद्ध विद्युत उत्तेजनाओं के साथ लंबे समय तक निलंबित रहता है, तो इसके संकुचन का आयाम धीरे-धीरे कम हो जाता है जब तक कि यह शून्य तक नहीं पहुंच जाता। इस प्रकार प्राप्त वक्र को वक्र कहते हैं मांसपेशियों की थकान. सभी संकुचनों की ऊंचाई को मापकर और उनका योग करके, आप उठाए गए भार की कुल ऊंचाई का पता लगा सकते हैं, और इस मान से भार को गुणा करके, आप पूरी थकान की शुरुआत से पहले मांसपेशियों द्वारा किए गए काम की मात्रा निर्धारित कर सकते हैं।
थकान के दौरान संकुचन के आयाम में बदलाव के साथ, संकुचन की गुप्त अवधि बढ़ जाती है और जलन और क्रोनैक्सिया की सीमा बढ़ जाती है, यानी उत्तेजना कम हो जाती है। हालाँकि, इस बात पर जोर दिया जाना चाहिए कि ये सभी परिवर्तन मांसपेशियों के काम करना शुरू करने के तुरंत बाद नहीं होते हैं - एक निश्चित अवधि होती है जिसके दौरान संकुचन के आयाम में वृद्धि और मांसपेशियों की उत्तेजना में मामूली वृद्धि देखी जाती है। ऐसे में मांसपेशियां आसानी से खिंचने योग्य हो जाती हैं। ऐसे मामलों में, वे कहते हैं कि मांसपेशियों को "प्रशिक्षित" किया जाता है, अर्थात, यह एक निश्चित लय और उत्तेजना की शक्ति पर काम करने के लिए अनुकूल होती है। लंबे समय तक जलन के साथ, मांसपेशी फाइबर में थकान होती है।
लंबे समय तक जलन के दौरान शरीर से अलग मांसपेशियों के प्रदर्शन में कमी दो मुख्य कारणों से होती है। उनमें से पहला यह है कि संकुचन के दौरान, चयापचय उत्पाद मांसपेशियों में जमा हो जाते हैं (विशेष रूप से, ग्लाइकोजन के टूटने के दौरान बनने वाला लैक्टिक एसिड), जो मांसपेशी फाइबर के प्रदर्शन पर निराशाजनक प्रभाव डालते हैं। इनमें से कुछ उत्पाद, साथ ही पोटेशियम आयन, तंतुओं से पेरीसेल्यूलर अंतरिक्ष में फैल जाते हैं और क्रिया क्षमता उत्पन्न करने के लिए उत्तेजक झिल्ली की क्षमता पर निराशाजनक प्रभाव डालते हैं।
यदि रिंगर के घोल में रखी गई एक पृथक मांसपेशी को लंबे समय तक जलन के कारण पूर्ण थकान के बिंदु पर लाया जाता है, तो मांसपेशियों के संकुचन को बहाल करने के लिए इसे धोने वाले तरल को बदलना ही पर्याप्त है।
विकास का एक और कारण पृथक मांसपेशियों की थकानइसके ऊर्जा भंडार का क्रमिक ह्रास हो रहा है। एक पृथक मांसपेशी के लंबे समय तक काम करने से ग्लाइकोजन भंडार में तेज कमी आती है, जिसके परिणामस्वरूप संकुचन के लिए आवश्यक एटीपी और क्रिएटिन फॉस्फेट के पुनर्संश्लेषण की प्रक्रिया बाधित हो जाती है।
थकान की समस्या को ध्यान में रखते हुए, इस बात पर जोर दिया जाना चाहिए कि सीधे उत्तेजित होने पर एक पृथक कंकाल की मांसपेशी की थकान एक विशुद्ध रूप से प्रयोगशाला की घटना है, और शरीर के अस्तित्व की प्राकृतिक परिस्थितियों में, लंबे समय तक काम करने के दौरान मस्कुलोस्केलेटल प्रणाली की थकान पूरी तरह से अलग तरह से विकसित होती है। प्रयोग में देखा गया है। यह न केवल इस तथ्य के कारण है कि शरीर में मांसपेशियों को लगातार रक्त की आपूर्ति होती है और इसलिए, रक्त से एक निश्चित मात्रा में पोषक तत्व (ग्लूकोज, अमीनो एसिड) प्राप्त होते हैं और चयापचय उत्पादों से मुक्त होते हैं जो सामान्य कार्यप्रणाली को बाधित करते हैं। मांसपेशी फाइबर। मुख्य अंतर यह है कि शरीर में रोमांचक आवेग तंत्रिका से मांसपेशियों तक आते हैं। न्यूरोमस्कुलर जंक्शन मांसपेशियों के तंतुओं की तुलना में बहुत पहले थक जाता है, और इसलिए तंत्रिका से मांसपेशियों तक उत्तेजना के संचरण को अवरुद्ध करके मांसपेशियों को लंबे समय तक काम करने के कारण होने वाली थकावट से बचाता है। पूरे जीव में, न्यूरोमस्कुलर कनेक्शन से पहले भी, तंत्रिका केंद्र काम के दौरान थक जाते हैं।
पहली बार, आई.एम. सेचेनोव (1903) ने दिखाया कि लंबे समय तक भार उठाने के काम के बाद किसी व्यक्ति की बांह की थकी हुई मांसपेशियों के प्रदर्शन की बहाली तेजी से तेज हो जाती है यदि बाकी अवधि के दौरान दूसरे हाथ से काम किया जाता है। थके हुए हाथ की मांसपेशियों की कार्य क्षमता की अस्थायी बहाली अन्य प्रकार की मोटर गतिविधि के दौरान प्राप्त की जा सकती है, उदाहरण के लिए, निचले छोरों की विभिन्न मांसपेशियों के काम करते समय। साधारण आराम के विपरीत, ऐसे आराम को आई.एम. सेचेनोव ने सक्रिय कहा था। सेचेनोव ने इन तथ्यों को इस बात का प्रमाण माना कि थकान मुख्य रूप से तंत्रिका केंद्रों में विकसित होती है।
पूरे जीव में थकान के विकास में तंत्रिका केंद्रों की स्थिति में परिवर्तन की भूमिका के पुख्ता सबूत सुझाव के साथ प्रयोगों द्वारा प्रदान किए जाते हैं। इस प्रकार, विषय लंबे समय तक भारी वजन उठा सकता है यदि उसे बताया जाए कि उसके हाथ में एक हल्की टोकरी है। इसके विपरीत, यदि आप हल्की टोकरी उठाने वाले व्यक्ति को सुझाव देते हैं कि उसे भारी वजन दिया गया है, तो थकान जल्दी विकसित हो जाती है। साथ ही, नाड़ी, श्वसन और गैस विनिमय में परिवर्तन किसी व्यक्ति द्वारा किए गए वास्तविक कार्य के अनुरूप नहीं होते हैं, बल्कि जो उसे सुझाया जाता है उसके अनुरूप होता है (वी. एम. वासिलिव्स्की, डी. आई. शैटेनशेटिन)।
ऊपर से यह इस प्रकार है कि प्रत्यक्ष जलन के दौरान एक पृथक कंकाल की मांसपेशी की थकान, मोटर तंत्रिका की जलन के दौरान न्यूरोमस्कुलर तैयारी की थकान और प्राकृतिक गतिविधि की स्थितियों के तहत पूरे जीव में मोटर तंत्र की थकान केवल एक दूसरे के समान होती है। उनकी बाहरी अभिव्यक्ति - मांसपेशियों के संकुचन की ताकत और परिमाण में कमी।
उनकी घटना के तंत्र के संदर्भ में, ये घटनाएं काफी भिन्न हैं।
एर्गोग्राफी. प्रयोगशाला स्थितियों में मनुष्यों में मांसपेशियों की थकान का अध्ययन करने के लिए, एर्गोग्राफ का उपयोग किया जाता है - मांसपेशियों के एक समूह द्वारा लयबद्ध रूप से किए गए आंदोलन के आयाम को रिकॉर्ड करने के लिए उपकरण।
ऐसे उपकरण का एक उदाहरण मोसो एर्गोग्राफ है, जो लचीलेपन और विस्तार के दौरान भरी हुई उंगली की गति को रिकॉर्ड करता है और इस उंगली के आंतरिक फ्लेक्सर और हाथ की सभी उंगलियों के सामान्य फ्लेक्सर के काम के बारे में सारांश जानकारी प्रदान करता है। विषय, अपनी उंगली को मोड़ता और खोलता है, मेट्रोनोम बीट्स की लय में उंगली से निलंबित वजन को उठाता और घटाता है। विशेष रुचि वाले एर्गोग्राफ हैं जो कुछ मानव कामकाजी गतिविधियों को पुन: पेश करते हैं। इस तरह का पहला उपकरण एर्गोग्राफ था, जिसका उपयोग आई.एम. सेचेनोव द्वारा हाथ की आरी से काटने पर कामकाजी गतिविधियों का अध्ययन करने के लिए किया जाता था।
भार के आकार और मेट्रोनोम बीट्स की आवृत्ति को बदलकर, उस लय और भार को स्थापित करना संभव है जिस पर कोई व्यक्ति, दी गई प्रायोगिक स्थितियों के तहत, कम से कम समय में सबसे अधिक काम करता है।
कंकाल की मांसपेशी फाइबर की निरंतर उत्तेजना के साथ, उत्तेजनाओं की निरंतर आपूर्ति के बावजूद, समय के साथ इसमें विकसित होने वाला तनाव कमजोर हो जाता है (चित्र 30.27)। पिछली सिकुड़न गतिविधि के कारण मांसपेशियों के तनाव में कमी को मांसपेशी थकान कहा जाता है।
थकान के अन्य लक्षण संकुचन और विश्राम की दर में कमी है। थकान की शुरुआत का क्षण और इसके विकास की गति मांसपेशी फाइबर के प्रकार, साथ ही मांसपेशियों के काम की तीव्रता और अवधि पर निर्भर करती है।
यदि, थकान की शुरुआत के बाद, मांसपेशियों को आराम मिलता है, विशेष रूप से सक्रिय आराम, तो उत्तेजनाओं के फिर से शुरू होने पर सिकुड़ने की इसकी क्षमता को बहाल किया जा सकता है (चित्र 30.27)। यह लैक्टिक एसिड को हटाने और मांसपेशियों में ऊर्जा भंडार की बहाली के कारण होता है। पुनर्प्राप्ति की गति पिछली गतिविधि की अवधि और तीव्रता से निर्धारित होती है। कुछ मांसपेशी फाइबर लगातार उत्तेजना से जल्दी थक जाते हैं, लेकिन थोड़े आराम के बाद भी उतनी ही जल्दी ठीक हो जाते हैं। इस प्रकार की थकान (उच्च-आवृत्ति थकान) उच्च-तीव्रता, कम अवधि के व्यायाम, जैसे भारी भार उठाना, से जुड़ी होती है। इसके विपरीत, संकुचन और विश्राम की चक्रीय अवधि के साथ दीर्घकालिक, कम तीव्रता वाले व्यायाम के दौरान तथाकथित कम-आवृत्ति थकान अपेक्षाकृत धीरे-धीरे विकसित होती है (उदाहरण के लिए, लंबी दूरी दौड़ते समय); इसके बाद, मांसपेशियों की पूरी रिकवरी के लिए काफी लंबे आराम की आवश्यकता होती है, अक्सर 24 घंटे तक।
थकान को ऊर्जा दाता - एटीपी की खपत से समझाया जा सकता है। हालाँकि, यह पाया गया है कि थकान के बाद मांसपेशियों की एटीपी सामग्री आराम की तुलना में बहुत कम नहीं है, और ऐसी कमी क्रॉस-ब्रिज कर्तव्य चक्र को बाधित करने के लिए पर्याप्त नहीं है। यदि मांसपेशियों को बिना थकान के सिकुड़ना जारी रखा जाता है, तो एटीपी एकाग्रता अंततः एक महत्वपूर्ण स्तर तक गिर सकती है जहां क्रॉस ब्रिज मजबूती से जुड़े रहते हैं (कठोर विन्यास) और मांसपेशी फाइबर क्षति होती है। इसलिए, मांसपेशियों की थकान एक सुरक्षात्मक तंत्र के रूप में उभरी है जो कठोरता की शुरुआत को रोकती है।
कंकाल की मांसपेशियों की थकान के विकास में कई कारक भूमिका निभाते हैं। उच्च-तीव्रता वाले अल्पकालिक व्यायाम के दौरान, थकान मुख्य रूप से इस तथ्य के कारण होती है कि मांसपेशी फाइबर में गहराई से अनुप्रस्थ टी-ट्यूब्यूल के साथ कार्रवाई क्षमता का संचालन बाधित हो जाता है और सीए 2+ अब सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम से जारी नहीं होता है। यह चालन गड़बड़ी इस तथ्य के कारण है कि K+ आयन प्रत्येक क्रमिक क्रिया क्षमता के बाद धीरे-धीरे टी-नलिकाओं की एक छोटी मात्रा में जमा होते हैं; परिणामस्वरूप, टी-ट्यूब्यूल झिल्ली आंशिक रूप से विध्रुवित हो जाती है और अंततः ऐक्शन पोटेंशिअल का संचालन करना बंद कर देती है। आराम के दौरान, टी-नलिकाओं से संचित K+ आयनों के प्रसार के कारण झिल्ली की उत्तेजना जल्दी से बहाल हो जाती है।
कम तीव्रता वाले दीर्घकालिक व्यायाम के दौरान, कई प्रक्रियाएँ थकान में योगदान करती हैं, और उनमें से किसी को भी मुख्य कारण नहीं माना जा सकता है। एक बहुत ही महत्वपूर्ण कारक लैक्टिक एसिड का संचय है। चूंकि प्रोटीन अणुओं की संरचना (और, इसलिए, गतिविधि) एच+ आयनों की साइटोप्लाज्मिक सांद्रता पर काफी हद तक निर्भर करती है, इंट्रासेल्युलर वातावरण की अम्लता में वृद्धि मांसपेशियों के प्रोटीन - एक्टिन, मायोसिन, साथ ही इसमें शामिल प्रोटीन की संरचना को प्रभावित करती है। Ca2+ का विमोचन। मांसपेशी फाइबर की स्थिति को बहाल करने के लिए, थकान के कारण बदले गए प्रोटीन के बजाय नए प्रोटीन के संश्लेषण की आवश्यकता होती है। और अंत में, एक अन्य कारक मांसपेशी ग्लाइकोजन की खपत है; संकुचन के लिए इस महत्वपूर्ण ऊर्जा स्रोत में कमी थकान की शुरुआत से संबंधित है, हालांकि एटीपी की कमी थकान का अंतिम कारण नहीं है।
थकान का एक बिल्कुल अलग प्रकार होता है: यह मांसपेशियों में नहीं, बल्कि सेरेब्रल कॉर्टेक्स के कुछ क्षेत्रों में विकसित होता है, जो तब मोटर न्यूरॉन्स को रोमांचक संकेत भेजना बंद कर देता है। इस प्रक्रिया को केंद्रीय (न्यूरोसाइकिक) थकान कहा जाता है और यह किसी व्यक्ति को शारीरिक गतिविधि बंद करने के लिए मजबूर कर सकती है, भले ही मांसपेशियां खुद थकी न हों। एक एथलीट का सफल प्रदर्शन न केवल संबंधित मांसपेशियों की शारीरिक स्थिति पर निर्भर करता है, बल्कि जीतने की इच्छा पर भी निर्भर करता है, यानी। थकान की बढ़ती भावना के बावजूद, केंद्रीय तंत्रिका तंत्र में मांसपेशियों को आदेश देने की क्षमता से।
काम के बाद पूरे जीव, अंग या ऊतक के प्रदर्शन में होने वाली अस्थायी कमी को थकान कहा जाता है।
कमोबेश लंबे आराम के बाद थकान गायब हो जाती है। यदि किसी पृथक मांसपेशी को बार-बार उत्तेजित किया जाए तो उसकी थकान अधिक आसानी से देखी जा सकती है।
ऐसी मांसपेशी के संकुचन की ऊंचाई धीरे-धीरे कम हो जाती है जब तक कि मांसपेशी अंततः सिकुड़ना बंद न कर दे। जितनी अधिक बार जलन होती है, उतनी ही तेजी से थकान आती है (चित्र)।
मनुष्यों में थकान का अध्ययन एक विशेष उपकरण - एक एर्गोग्राफ (चित्र 2) का उपयोग करके किया जाता है।
चावल।जलन की विभिन्न आवृत्तियों पर थकान की तीव्र शुरुआत 1-प्रति सेकंड एक बार की आवृत्ति के साथ संकुचन; 2 - हर 2 सेकंड में एक बार की आवृत्ति के साथ संकुचन: 3 - हर 4 सेकंड में एक बार की आवृत्ति के साथ संकुचन।
एर्गोग्राफ एक उपकरण है जिसमें अग्रबाहु और हाथ स्थिर होते हैं , विषय की द्वितीय और चतुर्थ अंगुलियाँ। मध्य उंगली से एक वजन लटकाया जाता है और जिस व्यक्ति की जांच की जा रही है उसे उंगली को मोड़ने और खोलने के लिए इसे उठाने और नीचे करने के लिए कहा जाता है। काम की लय, भार का आकार या कुछ और बदलकर, विभिन्न परिस्थितियों में किसी व्यक्ति में होने वाली थकान की घटना का अध्ययन करना संभव है।
परिणामी वक्र को एर्गोग्राम कहा जाता है (चित्र 3)।
कामकाजी गतिविधियों का अध्ययन करने के लिए, आई.एम. सेचेनोव ने एक विशेष एर्गोग्राफ तैयार किया, जिसकी मदद से विषय ने हाथ की आरी से काटने पर की गई गतिविधियों को पुन: पेश किया।
थकान को समझाने के लिए कई सिद्धांत सामने रखे गए हैं। कुछ लोगों ने थकान की व्याख्या इस तथ्य से की कि काम के परिणामस्वरूप ऊर्जा भंडार समाप्त हो गया था, जबकि अन्य ने सुझाव दिया कि थकान का कारण क्षय उत्पादों के साथ मांसपेशियों का अवरुद्ध होना था। हालाँकि, कोई भी सिद्धांत सामने नहीं रखा गयाथकान की घटना की व्यापक व्याख्या प्रदान की। गहन कार्य के दौरान, मांसपेशियों में वास्तव में अपघटन उत्पाद बनते हैं, विशेष रूप से लैक्टिक एसिड, जो काम करने वाली मांसपेशियों में थकान की शुरुआत को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करता है, ऊर्जा भंडार का उपभोग होता है, आदि, लेकिन इनमें से किसी भी प्रक्रिया को अलग से समझाने का आधार नहीं माना जा सकता है थकान। इन सभी सिद्धांतों ने थकान की शुरुआत में तंत्रिका तंत्र की भूमिका को नजरअंदाज कर दिया।
इस बीच, I.M. Sechenov, I.P. Pavlov, N.E. Vvedensky और A.A. Ukhtomsky के अध्ययनों से पता चला कि केंद्रीय प्रदर्शन के दीर्घकालिक संरक्षण और थकान की शुरुआत में निर्णायक भूमिका निभाता है।
चावल। 2एर्गोग्राफ, 1 - रिकॉर्डिंग सिलेंडर, 2 - रिकॉर्डिंग लीवर, 3 - स्टैंड, 4 - हैंड होल्डर, 5 - वजन
एन. ई. वेदवेन्स्की के एक विशेष प्रयोग में रिफ्लेक्स प्रभाव के तहत मांसपेशियों में थकान की शुरुआत देखी गई। यह प्रयोग एक ऐसी मांसपेशी पर किया गया जिसका संकुचन दो अलग-अलग मांसपेशियों की जलन के कारण प्रतिवर्ती हो सकता हैकेन्द्राभिमुख तंत्रिकाएँ. इनमें से एक तंत्रिका को परेशान करने से मांसपेशियों में थकान हो गई। जब यह स्पष्ट हो गया कि मांसपेशी थक गई है, तो एक अन्य सेंट्रिपेटल तंत्रिका चिढ़ गई। मांसपेशियों ने उसी बल को संकुचन करके इस जलन का जवाब दिया। इससे यह निष्कर्ष निकला कि थकान मुख्य रूप से मांसपेशियों में नहीं, बल्कि केंद्रीय तंत्रिका तंत्र (तंत्रिका फाइबर व्यावहारिक रूप से अथक है) में होती है।
सेरेब्रल कॉर्टेक्स का प्रभाव एक प्रयोग में दिखाया गया था जब महत्वपूर्ण कार्य करने वाले एक विषय को सुझाव दिया गया था कि वह हल्का काम कर रहा था; इसी समय, ऊर्जा की खपत कम हो गई, हालांकि काम की तीव्रता कम नहीं हुई।
हल्का मांसपेशीय कार्य करते समय, यदि विषय को बताया जाए कि वह कठिन शारीरिक कार्य कर रहा है, तो ऊर्जा की लागत तेजी से बढ़ जाती है।
थकान पर स्वायत्त तंत्रिका तंत्र, विशेष रूप से इसके सहानुभूति विभाग का प्रभाव सोवियत वैज्ञानिकों एल. ए. ओर्बेली और ए. जी. गिनेत्सिंस्की द्वारा दिखाया गया था।
मेंढक की मांसपेशियों में थकान उत्पन्न होने के बाद, सहानुभूति तंत्रिका तंत्र परेशान हो गया और मांसपेशियों का प्रदर्शन बहाल हो गया। सहानुभूति तंत्रिका की जलन मांसपेशियों में होने वाली चयापचय प्रक्रियाओं में बदलाव का कारण बनती है, जिसके परिणामस्वरूप प्रदर्शन की बहाली होती है।
इस प्रकार, पहली बार, कंकाल की मांसपेशी में होने वाली प्रक्रियाओं पर स्वायत्त तंत्रिका तंत्र का प्रभाव सिद्ध हुआ।
चित्र 3.एर्गोग्राम
सहानुभूति, जो एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है, जैसा कि ऊपर वर्णित है, स्वयं केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के प्रत्यक्ष नियामक प्रभाव में है। कोई भी मांसपेशीय गतिविधि केवल केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के समन्वय के कारण संभव है, जो बदले में, काम में भाग लेने वाले विभिन्न अंगों के रिसेप्टर्स से लगातार कई आवेग प्राप्त करता है।
यह व्यापक रूप से माना जाता है कि प्रदर्शन को बहाल करने का सबसे अच्छा तरीका पूर्ण आराम है। हालाँकि, आई.एम. सेचेनोव के शोध ने इस विचार की भ्रांति को साबित कर दिया। उन्होंने दाहिने हाथ की कार्य क्षमता की बहाली की तुलना की, जो लंबे समय तक काम करने के परिणामस्वरूप थक गया, पूर्ण आराम की स्थितियों के साथ-साथ परिस्थितियों में भीजब बायां हाथ कुछ कार्य करता है, यानी सक्रिय आराम के दौरान। यह पता चला कि निष्क्रिय आराम की तुलना में सक्रिय आराम से प्रदर्शन तेजी से बहाल होता है।
यह माना जाता है कि आवेगों का प्रवाह, जो काम करने वाले हाथ से केंद्रीय तंत्रिका तंत्र तक निर्देशित होता है, केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के थके हुए या बाधित क्षेत्रों पर एक रोमांचक प्रभाव डालता है।