Фундаментальные механизмы возникновения и развития физического утомления на сегодняшний день до конца не изучены. Углубление знаний биохимических и физиологических процессов, происходящих в организме при утомлении, развившемся вследствие физических нагрузок, позволит расширить возможности фармакологической коррекции данного состояния. Данный вопрос актуален не только для спортивной и восстановительной медицины, но и ряда других отраслей: физиологии труда, экстремальной и военной медицины. Эффективность спортивной и производственной деятельности напрямую зависит от функционального состояния человека и скорости наступления утомления [5,6,21,22,23,24,33].
Общеизвестно, что физическое утомление расценивается как состояние организма, развивающееся в результате выполнения физических нагрузок, сопровождающееся снижением работоспособности и возникновением субъективного ощущения усталости. [2,3]. Еще в прошлом веке для объяснения причины развития утомления существовало несколько теорий, ведущая роль в возникновении этого состояния отводилась нервной системе, что отмечено в работах отечественных ученых Г.В.Фольборта, И.П. Павлова, И.М. Сеченова, А.А. Ухтомского и других [26,27]. Исследования современников доказывают, что от функционального состояния нервной системы зависят многие физиологические параметры спортсменов и способность их организма выдерживать возрастающие физические нагрузки [21,34]. Доказательством этого является отсрочивание наступления утомления при длительных физических нагрузках под влиянием фармакологических средств, стимулирующих серотонинергическую, дофаминергическую и норадренергическую системы [36]. Утомлению могут быть подвержены различные системы организма, в зависимости от вида физической нагрузки, её объема и интенсивности [16,17]. Свидетельством развития этого состояния являются нарушение координации движений, возникновение потливости, одышки, снижение показателей работы кислородтранспортной системы: потребления кислорода, минутного объёма дыхания [10,19,20].
Нарушение процессов восстановления может привести к более серьезным изменениям в организме – развитию хронического утомления, а при продолжающемся нарастании интенсивности физических нагрузок и несоблюдении режима отдыха – переутомлению. Вследствие развития хронического утомления субъективное ощущение усталости спортсмен отмечает даже перед началом тренировки. Это состояние сопровождается раздражительностью, быстрой утомляемостью и неустойчивым настроением [1,28]. При переутомлении самочувствие ухудшается, нарушается сон, затрудняется формирование новых двигательных навыков, длительно сохраняется чувство усталости [18,25]. В связи с этим вопрос прогнозирования развития утомления является актуальным. В ряде исследований активно обсуждаются вопросы диагностики утомления с помощью физиологических и психофизиологических методов [8,20,29]. Более точно прогнозировать развитие этого состояния представляется возможным посредством биохимических прогностических критериев.
Для текущего контроля за функциональным состоянием лиц, испытывающих физические нагрузки, используется ряд биохимических показателей: содержание в крови лактата, мочевины, пирувата, кетоновых тел, общего белка, глюкозы, мочевой кислоты, АсАТ, АлАТ, КФК, кортизола [15,16]. Однако нет однозначного мнения о возможности их использования в качестве диагностических критериев утомления. Вместе с тем, более информативно о развитии этого состояния можно судить по показателям, отражающим статус антиоксидантной системы.
Исследования, проведённые на спортсменах доказывают, что интенсивные физические нагрузки сопровождаются развитием окислительного стресса и изменением функционального состояния антиоксидантной системы. Особенности функционирования последней зависят от направленности тренировочной деятельности, её продолжительности, периода тренировок и других факторов [4,9,11,31]. Напряжение антиоксидантного статуса отмечено у высококвалифицированных спортсменок-волейболисток и спортсменов боевых единоборств. У спортсменов единоборцев отмечена высокая активность супероксиддисмутазы в предсоревновательном периоде тренировочного процесса [32,35]. У спортсменов циклических видов спорта, обследованных в подготовительном периоде тренировок, развитие утомления сопровождалось снижением активности ферментов антиоксидантной системы: глутатионпероксидазы, глутатионредуктазы и содержания глутатиона в эритроцитах. По сравнению с переходным периодом тренировок эти показатели были снижены соответственно на 19,8% (Р=0,0001), 11,9% (Р=0,028) и 9,7% (Р=0,023) [12]. У спортсменов-пловцов при утомлении, развившемся в подготовительном периоде тренировок, в эритроцитах статистически значимо снижается активность глутатионредуктазы (на 15,9%), содержание глутатиона уменьшается (на 11,1%), а малонового диальдегида повышается (на 32,6%) [13].
По содержанию глутатиона можно судить о функциональном состоянии организма спортсмена. При исследовании дзюдоистов высокой квалификации в предсоревновательном периоде тренировок выявлено низкое содержание глутатиона в их крови. Восполнить фонд глутатиона возможно посредством приема спортсменами предшественников этого трипептида (глицина, цистеина, глутаминовой кислоты) [7]. При исследовании плазмы крови высококвалифицированных регбистов отмечено, что физические нагрузки приводят к хронической декомпенсации антиоксидантной системы. Это подтверждалось снижением активность каталазы и супероксиддимутазы, а также повышением содержания малонового диальдегида на протяжении всего годичного цикла тренировок. Максимальное изменение значений данных показателей наблюдалось в конце соревновательного периода. Происходящее компенсаторное повышение глутатион-S-трансферазы расценивалось как основной фактор, сдерживающий оксидативный стресс у спортсменов регбистов [4]. Напряжение антиоксидантного статуса прослеживается у биатлонистов и лыжников при тренировках в условиях высокогорья и спустя две недели по их завершении [30]. Известно, что при физическом утомлении происходит интенсификация процессов перекисного окисления липидов в скелетных мышцах, что приводит к повреждению мембран миоцитов, с последующим появлением в крови миоглобина, тропомиозина [14].
Таким образом, физическое утомление, развивающееся вследствие интенсивной мышечной деятельности, зачастую приводит к снижению функционального состояния организма спортсмена и его работоспособности, а также может способствовать развитию переутомления. На сегодняшний день ведется активный поиск критериев прогнозирования утомления и информативных диагностических тестов. Биохимические показатели, характеризующие состояние антиоксидантного статуса, являются надежными прогностическими критериями для оценки функционального состояния организма при физических нагрузках, и могут быть использованы для своевременного распознавания физического утомления.