Физиологические основы утомления

Физиология утомления изучается учеными с давних пор. В прошлом веке многие, главным образом зарубежные ученые, занимаясь изучением утомления, пытались разрешить эту сложнейшую проблему, проводя свои исследования не на целом организме, а на отдельных органах, чаще всего на мышце. Главную причину утомления они видели в тех процессах, которые имеют место в работающей мышце. Да и как можно, рассуждали они, изучать утомление, не обращая основного внимания на этот важный исполнительный орган.

Утомление, по их мнению, прежде всего связывалось с мышечной деятельностью. Исходя из этого, зарубежные физиологи стали усиленно изучать утомление мышцы.

Для этого они вырезали из организма небольшую мышцу и, создав ей искусственные условия питания (физиологический раствор), долгое время раздражали ее слабым электрическим током. После непрерывных сокращений — «работы» мышцы исследовались те биохимические изменения, которые в ней наблюдались.

Исходя из полученных таким образом отдельных фактов, зарубежные ученые создавали теории, которые затем переносились с маленькой изувеченной мышцы на целый организм.Одна из этих теорий — «теория истощения» Шиффа — говорила, что мышца утомляется по мере истощения питательных веществ, потребляющихся ею при работе. Во время отдыха эти вещества как бы снова вырабатываются в мышце и восстанавливают ее рабочее состояние.

Работающая мышца при этом уподоблялась печи, в которой исчерпывался запас дров. Однако биохимическими исследованиями было доказано, что те малозаметные сдвиги в содержании питательных веществ, которые наблюдаются при утомлении мышцы, отнюдь не могут говорить об истощении. Утомление наступает еще задолго до того, как можно было бы говорить об исчерпаемости питательных веществ в мышцах.Другая теория — «теория задушения» Ферворна — связывала утомление с нарушением процессов окисления.

Ведь всякое мышечное усилие связано с усилением дыхательных процессов, с усилением потребления мышцами кислорода. Эта теория как бы говорила: «Дрова в печи есть, но нет кислорода для их сжигания».

Однако было выяснено, что и в бескислородной среде мышцы также могут работать.Третья теория — теория засорения Пфлюгера — утверждала, что утомление происходит вследствие засорения крови продуктами распада питательных веществ.

О ней, употребляя опять-таки образное сравнение с дровами и печью, которое обычно на своих лекциях приводил акад. А. А. Ухтомский, можно сказать: «Дрова есть, но они подмочены». Эту теорию казалось бы подтверждал следующий интересный опыт, поставленный, правда, уже на целом организме. У очень утомленной собаки брали кровь и впрыскивали ее собаке бодрой и нормальной — последняя быстро утомлялась.

Можно было полагать, что с кровью утомленной собаки здоровой собаке вводились какие-то «продукты утомления», какие-то «вещества утомления». Однако оказалось, что даже самые невинные белки куриного яйца, будучи введены в кровь млекопитающего, могут вызвать яркую картину утомления.Авторы этих и других подобных теорий (а их было, да и сейчас в зарубежной физиологии существует немало) видели основную причину утомления в определенных сдвигах, происходящих непосредственно в жидкой (гуморальной) среде организма.

Они являлись сторонниками так называемой гуморальной (от слова «гумор»— жидкость) теории. Согласно этой теории, все основные регуляции в животном организме осуществляются только по кровеносному и лимфатическому руслу.

Сторонники этой теории совершенно сводили на нет значение нервной системы как регулирующей системы организма. Гуморальная теория, выдвинутая зарубежной наукой, является наглядным примером метафизического мышления в физиологии, изолированно и односторонне рассматривающего деятельность целого организма.

Гуморальная теория — детище аналитической физиологии.То, что причина утомления кроется вовсе не в истощении, не в недостатке кислорода, не в засорении мышцы продуктами обмена, видно из следующего опыта, проделанного русским ученым Б. О. Богуславским.Богуславский записывал мышечную работу пальца на специальном приборе, служащем для определения мышечного утомления — эргографе.

Эргограф состоит из гири, шнура с блоком и петли. Петля надевается на палец, который испытуемый мерно сгибает каждую секунду, шнур при сгибе пальца подтягивается, и груз поднимается кверху. К шнуру приделан специальный писчик (перышко), конец которого слегка касается закопченной бумаги, намотанной на вращающийся вокруг вертикальной оси барабан (кимограф).

Испытуемый сидит за эргографом, рука его прочно закреплена в специальных зажимах, палец сгибается в такт метроному (отметчик ритма, употребляемый в физиологии и при занятиях музыкой). На закопченной бумаге при каждом сгибе пальца вырисовываются писчиком определенные линии.

Наконец, наступает момент, когда испытуемый уже не может пошевельнуть пальцем, — писчик останавливается. В этот момент крайнего утомления пальца Богуславский прикладывал электроды (с небольшим током) к тому месту правой руки, где проходит нерв, входящий в мышцу работающего пальца, и раздражал этот нерв электрическим током в том же рабочем ритме, в каком палец сгибался до утомления. Оказалось, что палец при этом вновь начинал работать, а утомление как бы пропадало.

Богуславский отсюда сделал вывод, что возобновление мышечной активности работающего пальца при электрическом раздражении нерва свидетельствует о невозможности представить себе мышечное утомление только как гуморальное, без связи его с нервной системой. Однако, если к утомлению имеет отношение нервная система, то какие именно ее элементы — сами ли нервные проводники (нервы) или нервные клетки?