Утомление и работоспособность лиц старших возрастных периодов при локальной работе мышц

УТОМЛЕНИЕ И РАБОТОСПОСОБНОСТЬ ЛИЦ СТАРШИХ ВОЗРАСТНЫХ ПЕРИОДОВ ПРИ ЛОКАЛЬНОЙ РАБОТЕ МЫШЦ

Т.В. Попова ЮУрГУ, г. Челябинск

Изучены показатели работоспособности при работе до утомления статического и динамического характера на пальцевом эргографе.

В последнее время характер двигательной активности возрастных групп населения развитых стран заметно изменился. Наблюдается как снижение общей двигательной активности (гипокинезия), так и увеличение объема движений малых групп мышц (локальная мышечная деятельность) [8]. Современные условия труда и быта способствуют тому, что на фоне гиподинамии во всех возрастных группах населения увеличивается роль работы малых мышечных групп, составляющих до 1/3 общей мышечной массы («локальные нагрузки»).

Ряд авторов отмечают развитие гипертонической болезни у лиц, выполняющих длительную локальную производственную деятельность [2, 4]. Изучение возрастных особенностей психофизиологических функций, разработка рекомендаций по оптимальным режимам трудовой деятельности с учетом характера адаптационных реакций на различные физические нагрузки будут способствовать созданию профилактических мер в отношении профессиональных заболеваний.

Поэтому существует необходимость изучения работоспособности при локальных видах двигательной деятельности у лиц зрелого и пожилого возраста с последующей разработкой рекомендаций по рациональному использованию в лечебной физкультуре, трудовом и повседневном двигательном режиме.

Цель исследований

Заключалась в изучении особенностей показателей работоспособности при локальной мышечной деятельности, производимой до утомления, у взрослых лиц различных возрастных периодов.

Методика

Обследовали испытуемых 4-х возрастных групп 18-20, 30-35, 60-74 и 75-90 лет (средний возраст этой группы - 82 года). Лица, входящие в состав последней группы, проживали в интернате для престарелых.

Испытуемые всех возрастных групп были практически здоровы, среднего физического развития, не занимались спортом до и в момент исследований. У некоторых испытуемых старше 60 лет в анамнезе наблюдались явления атеросклероза сосудов и гипертонической болезни 1 степени (вне обострений в период исследований), что сущест-

венно не влияло на показатели функционального состояния. Все испытуемые находились примерно в равных бытовых и трудовых условиях.

В качестве локальной испытуемые выполняли работу по подъему груза в 1/3 от среднего в темпе 60-70 уд./мин, а в качестве статических усилий - удерживали груз в 1/3 от максимального на заданном уровне до появления утомления (невозможность удержания заданного усилия). Для нагрузочной пробы был использован пальцевой эргограф.

Динамическую работу оценивали по следующим показателям: количество работы (А) в кгм; показатель выносливости (В) в с, определяемый продолжительностью работы до утомления; время появления чувства усталости (ВУ) в с; показатель утомляемости (У) по разнице между высотой первого и последнего подъема груза, выраженной в процентах от высоты первого подъёма.

При статических напряжениях учитывались показатели: статической выносливости (В) в с, определяемой продолжительностью удержания груза (усилия) на одном уровне; время появления усталости (ВУ) в с и импульс силы (ИС), т. е. произведение величины груза на продолжительность его удержания в кг*с.

Результаты и обсуждение

Проведенные исследования показали, что мощность выполняемой со средней нагрузкой динамической работы постепенно снижается вплоть до старческого возраста, в котором она в 4,6 раза ниже по сравнению с юношеским.

При оценке полученных показателей работоспособности (рис. 1) подобная возрастная динамика была выявлена и для такого показателя, как количество работы, который наибольшую величину имел у юношей (9,584 ± 0,130 кгм). Наиболее резкое снижение количества выполняемой до утомления работы наблюдалось в период от пожилого до старческого возраста (в 1,9 раза). Сила мышц и объем выполняемой динамической работы в различные возрастные периоды изменялись неоднозначно. Индивидуальные колебания количества работы были небольшими во всех возрастных группах.

Количество выполняемой до утомления работы почти не зависит от веса тела и силы мышц (табл. 1), а связано, по-видимому, с возрастным

развитием двигательного анализатора. Так, например, юноши, уступая по величине максимальной силы исследуемых мышц лицам зрелого возраста, выполняют наибольшее количество работы.

Отмечена также большая вариабельность показателей выносливости и появления усталости (от 60 до 300 с) во всех возрастных группах,

причем наименьшей она была у испытуемых 30-35 лет.

При динамической мышечной деятельности почти во всех группах выносливость зависела от величин максимального груза, у пожилых и лиц зрелого возраста с увеличением груза выносливость уменьшалась, а у юношей увеличивалась (табл. 2).

Таблица 1

Взаимосвязь между количеством работы и другими показателями

Сравниваемые показатели Возрастные группы

I II III I

Количество работы - «вес тела» +0,07 +0,12 +0,13 -0,13

Количество работы - «средний груз» -0,21 -0,24 -0,29 +0,37

Количество работы - «максимальный груз» -0,43 -0,33 -0,32 +0,37

Таблица 2

Взаимосвязь между выносливостью к динамической работе и другими показателями_____________

Сравниваемые показатели Возрастные группы

Выносливость - «вес тела» +0,10 +0,12 +0,48 +0,65

Выносливость - «количество работы» +0,13 +0,49 +0,43 +0,310

Выносливость - «средний груз» +0,03 -0,13 -0,76 -0,36

Выносливость - «максимальный груз» +0,58 -0,43 -0,52 -0,14

Полученные результаты свидетельствуют о том, что отдельные показатели работоспособности, например, сила, выносливость, еще не отражают её полной картины. По мнению Розенблата В.В. и др. общее состояние работоспособности характеризует именно эргография (5]. Наиболее интегральными показателями являются объем и мощность выполняемой динамической работы.

При средних нагрузках самыми работоспособными являются группы юношей и лиц зрелого возраста, однако, и в этих группах имеются свои особенности развития утомления. Так наиболее

работоспособными по объему выполняемой работы можно считать юношей, а наименее утомляемыми -лиц зрелого возраста (рис. 1). Чем ближе возраст к максимуму работоспособности (18-20 лет), тем больше работы может выполнить организм за короткий отрезок времени, тем быстрее и глубже, развивается утомление, а возможность преодолевать его возрастает. По мере старения организма снижается количество выполняемой работы, утомление развивается медленней, но глубина его, определяемая снижением функциональных показателей двигательного аппарата, остается такой же, как у юношей.

12 3 4

Рис.1. Зависимость показателей работоспособности при динамической работе от возраста 1-й столбик в группе -1, 2-й - II, 3-й - III, 4-й - IV группа; 1 - мощность (кгм*с/100), 2 - количество работы (кгм/10), 3 - выносливость (с), 4 - появление усталости (с); * - достоверные различия с предыдущей возрас-

Попова Т.В.

Утомление и работоспособность лиц старших возрастных периодов при локальной работе мышц

700 600 :

500 -400 -300 200 100 1

12 3 4

Рис. 2. Зависимость показателей работоспособности при статических напряжениях от возраста 1 - импульс силы (кг х с), 2 - выносливость (с), 3 - время появления усталости (с); остальные обозначения как на рис. 1.

По данным, полученным в нашей работе, у пожилых и старых испытуемых довольно высокий объем работы при оптимальных нагрузках поддерживается не только за счет большей продолжительности работы до утомления, но и за счет более полного использования функциональных ресурсов. Эти приспособительные процессы способствуют длительному поддержанию функций двигательного аппарата на оптимальном для этих возрастных групп уровне.

Затрудненное вырабатывание у стариков, сопровождающееся частым нарушением ритма движений, можно также объяснить особенностями их двигательного аппарата. Так, Фролькис В.В. предполагает, что в это время еще не успевают стабилизироваться восстановительные механизмы в ходе работы мышцы, то есть наблюдается отставание в течении восстановительных процессов у старых испытуемых по сравнению с молодыми в момент вырабатывания на фоне общего ослабления нервных влияний на мышечную ткань [6].

В результате проведения исследований оказалось, что, как и при динамической работе, самая высокая работоспособность при локальных статических усилиях у юношей (рис. 2). Например, такой интегральной показатель, как импульс силы, у них намного выше, чем у остальных испытуемых. У лиц зрелого возраста этот показатель был несколько ниже, чем у юношей.

Выяснилось также, что величина усилия (в мм) при подтягивании груза, равного от 1/3 от максимального, у юношей была наибольшей, после 20 лет этот показатель несколько снижается, однако у пожилых вновь отмечалось его увеличение по сравнению с лицами зрелого возраста. Это явление говорит, очевидно, об особой адекватности средних статических нагрузок для пожилых, что подтверждается и самым высоким уровнем их статической выносливости. У юношей же при наибольшей величине усилия наблюдается наименьшая выносливость к нему.

У лиц старшего возраста статическая выносливость сохраняется на высоком уровне, хотя и несколько ниже, чем у пожилых. Данные явления подтверждают мнение Фролькиса В.В. о том, что в старшем возрасте происходит компенсаторная перестройка регуляторных механизмов двигательного аппарата, позволяющая поддерживать высокую работоспособность [6]. Этому способствует и перестройка нервно-мышечного аппарата, переход мышц на тонический тип деятельности, не требующей частой им пульсации из центров, которая в этот возрастной период ослабевает [3].

У юношей и лиц зрелого возраста удерживаемый груз имеет значительную величину. Поддержание такого груза требует, по мнению ряда авторов, большей импульсации из центров, обеспечивающих эффективность работы, в деятельность вовлекаются тетанические волокна, и выносливость при этих условиях снижается.

Таким образом, полученные факты гетеро-хронизма в возрастных изменениях отдельных показателей работоспособности свидетельствуют о различиях в механизмах ее развития, как при оптимальных статических напряжениях, так и при динамической работе во всех возрастных группах.

Испытуемые старческого возраста показали довольно высокую работоспособность при локальных статических напряжениях со средними нагрузками. С позиций учения о гомеостазе в старости устойчивое неравномерное состояние организма сохраняется благодаря мобилизации потенциальных возможностей, их регулированию, возникновению важных приспособительных механизмов.

Средние адекватные нагрузки, особенно статического характера, оказывают, очевидно, и на поздних этапах онтогенеза стимулирующее действие на восстановительные процессы во время работы, являясь тем оптимальным фоном, на кото-

ром может поддерживаться довольно высокая работоспособность. Об этом говорят и факты наименьшего снижения с возрастом профессиональной работоспособности [7].

Так как все возрастные сдвиги в организме развиваются неравномерно, одни системы изменяются быстрее, другие медленнее. Даже в одном органе одни клетки стареют быстрее других. Именно неравномерность сдвигов обеспечивает поддержание деятельности стареющего организма. Так, у стареющих людей сохраняется двигательная активность, связанная с существующими динамическими стереотипами.

Вот почему длительная трудоспособность -лучшее средство поддержания оптимального функционального состояния организма.

Характер возрастных особенностей регулирования функций двигательного аппарата свидетельствует о том, что в старости, наряду с количественными сдвигами, формируются определенные приспособительные механизмы, направленные на поддержание его функции. Изменениями центральных механизмов регуляции можно объяснить многие особенности функции двигательного аппарата в старости - в характере врабатывания, координации движений, течении процессов утомления и восстановления, сдвиги в мышечной работоспособности.

Каждая биологическая система имеет свой запас прочности, свои потенциальные возможности. Биологические возможности системы - это не неизменный запас, истощаемый в ходе жизнедеятельности, а подвижный механизм, самосовершенствующийся в течение жизни. По меткому выражению И.А. Аршавского, индивидуальное развитие - не постоянное раскручивание пружины биологических часов организма, а на определенных этапах - закручивание ее [1].

Выводы

1. При локальной динамической работе в оптимальных условиях, судя по её интегральным показателям, наивысшей работоспособностью обладают 18-20-летние испытуемые. После юношеского работоспособность снижается вплоть до старческого возраста.

2. Определенный для каждого возраста уровень работоспособности поддерживается за счет гетерохронного изменения отдельных ее показателей (силы, выносливости, утомляемости), что свидетельствует о выраженных различиях в механизмах, обеспечивающих работоспособность на данном возрастном этапе.

3. Корреляционные взаимоотношения между отдельными показателями работоспособности имеют существенные различия в каждом возрастном периоде. Общей закономерностью является отсутствие зависимости объема выполняемой до утомления динамической работы и величины выносливости к статическим усилиям от максимальной силы занятых в работе мышц.

Литература

1. Аршавский И.А. Физиологические механизмы и закономерности индивидуального развития. Основы негэнтропийной теории онтогенеза. -М.: Наука, 1982.-270 с.

2. Гамбашидзе Г.М., Тхоревский В.И., Ям-полъская Е.Г. Функциональное состояние человека при монотонной деятельности с различной физической нагрузкой // Гигиена труда и профзаболевания. -1985. -Мб.-С. 5-9.

3. Гинецинский А.Д. Химическая передача нервного импульса и эволюция мышечной функции. -Л.: Наука, 1970. - 340 с.

4. Донская Л. В. Локальные мышечные нагрузки как проблема физиологии труда // Успехи физиол. наук. - 1979. - Т. 10. —№ 1. - С. 85-106.

5. Розенблат В.В., Устъящев С.А. Утомление при динамической и статической мышечной деятельности человека //Физиология человека. -

1989. - Т. 15. -№ 5. - С. 90-96.

6. Фролькис В.В. Нейрогуморальные механизмы старения // Тез. докл. XV съезда Всесоюз. физиол. о-ва. Кишинев, 1987. - Л.: Наука, 1987. — 4.2.-С. 175-176.

7. Grenller, М.М. A Chanding work force and organizational effectiveness: an agenda for change // Journal of Organizational Change Management,

1990. - № 3.-P. 4-15.

8. Sherrer J. Physiologic du travail (Ergonomic). -Paris: Maisson et ice edit, 1967. - 527p.