Усталость, вызванная физической нагрузкой, повышает восприятие усилия и ухудшает последующее выполнение выносливости

Представление выносливости включает увеличиваемое обслуживание постоянна или собственно-отрегулированных силы/скорости или вращающего момен-та/усилия. Хотя воздействие многочисленных детерминант выносливости было рассмотрено ранее, влияние усталости на последующие показатели вынос-ливости все еще нуждается в документировании. Этот обзор направлен на то, чтобы представить влияние усталости, вызванной физической или умственной нагрузкой, на последующее выполнение выносливости. Для целей настоящего обзора под выносливостью понимается производительность во время выполнения упражнений на выносливость всего тела или одного сустава, направленная в основном на аэробную энергетическую систему. Во-первых, представлено влияние физической и умственной нагрузки на сило-производительность, причем особое внимание уделяется тому факту, что только физическая нагрузка, а не умственная, вызывает снижение сило-производительности работающих мышц. Затем на основании экспериментальных данных выделено негативное влияние утомления, вызванного физической нагрузкой и умственной нагрузкой, на последующее выполнение выносливости. Поскольку восприятие усилия определяется как переменная, изменяемая как предшествующей физической нагрузкой, так и умственной нагрузкой, будущие исследования должны исследовать основные механизмы, повышающие восприятие усилия сверхурочно и при наличии усталости во время упражнения на выносливость. Восприятие усилия следует рассматривать не только как маркер интенсивности физических нагрузок, но и как фактор, ограничивающий работоспо-собность на выносливость. Таким образом, использование психофизиологического подхода для объяснения регуляции показателей выносливости позволит лучше понять взаимодействие между физиологическими и психологическими явлениями, которые, как известно, влияют на показатели выносливости.

Традиционно, показатели выносливости измеряются по завершению испытаний времени до истощения (т. е. упражнения с открытым циклом) или испытаний времени (т. е. упражнения с замкнутым циклом). В то время как время до испытаний на истощение состоит в поддержании фиксированной мощности/скорости или крутящего момента/силы до момента исчерпания (т. е. отхода от упражнения), время испытаний состоит в завершении установленного объема работы как можно быстрее или как можно больше работы за установленное время. Были показаны, что будут и время к испытаниям высасывания и пробы времени надежным и действительным измерением представления. Показатели выносливости могут быть исследованы с помощью упражнений для всего тела (например, велоспорт); или одиночных совместных упражнений (например, одна нога динамические упражнения). В то время как упражнения всего тела представляют собой преимущество воспроизведения реальных спортивных событий в лабораторных условиях, одиночные совместные упражнения обеспечивают уникальную модель упражнений для изучения основных механизмов, которые, как считается, влияют на показатели выносливости. В качестве примера можно привести одномоментные упражнения, дающие преимущество в сокращении временной задержки между окончанием упражнения на выносливость и началом нейромышечного тестирования. Поэтому исследователи, тренеры и спортсмены могут извлечь выгоду из рассмотрения обеих моделей упражнений в качестве меры выносливости, даже если известно, что упражнения для всего тела и одного сустава вызывают различные системные реакции на упражнение.

Хотя влияние многочисленных детерминант (например, питания, поглощения кислорода или сна) на показатели выносливости было рассмотрено, влияние усталости на последующее представление выносливости все еще должно быть документировано. Оксфордский словарь определяет усталость как «чрезвычайную усталость, возникающую в результате умственного или физического напряжения или болезни и / или снижение работоспособности мышцы или органа после длительной активности» Таким образом, Цель настоящего обзора заключается в том, чтобы показать влияние усталости, вызванной физическим или умственным напряжением, на последующее выполнение упражнений на выносливость. Во-первых, будет представлено влияние физической и умственной нагрузки на способность к производству силы, причем особое внимание будет уделено тому факту, что только физическая нагрузка, а не умственная нагрузка индуцирует снижение способности к производству силы работающих мышц. Во-вторых, на основании экспериментальных данных будет выделено негативное влияние утомления, вызванного физической нагрузкой и умственной нагрузкой, на последующее выполнение выносливости. Наконец, поскольку восприятие усилия во время последующих упражнений на выносливость является единственной переменной, изменяемой как предшествующей физической, так и умственной нагрузкой, будут представлены некоторые представления о влиянии усталости на восприятие усилия.

Для целей настоящего обзора под выносливостью понимается производительность во время выполнения упражнений на выносливость всего тела или одного сустава, направленная в основном на аэробную энергетическую систему. Следовательно, мы рассматривали только те исследования, которые удовлетворяли следующим критериям:

Упражнение на выносливость длилось не менее 75 с.

Показатели выносливости были исследованы как время до истощения тестов, испытаний времени или градуированных упражнений.

Усталость, вызванная физической нагрузкой и умственной нагрузкой: влияние на производственную мощность силы

Когда завершение физической нагрузки индуцирует снижение мощности производства силы мышечной группы, усталость традиционно определяется как мышечная усталость. Когда завершение умственной нагрузки вызывает снижение когнитивных показателей и/или увеличение субъективных ощущений усталости и недостатка энергии, усталость традиционно определяется как умственная усталость. Усталость, вызванная физической нагрузкой, широко изучалась в литературе и может быть исследована путем измерения максимальной силы, крутящего момента или мощности, которые могут быть произведены мышцей или группой мышц. Уменьшение максимальной силы, крутящего момента или мощности, полученной при максимальных добровольных сжатиях (MVC), является золотым стандартом для определения наличия уменьшенной мощности по производству силы. Это снижение в силу производственной мощности, как было показано, чтобы быть вызвана неспособностью центральной нервной системы, чтобы максимально набирать работающих мышц (т. е., традиционно определяется как центральный усталости), а также изменения на уровне или дистальное нервно-мышечном соединении, что приводит сократительных свойств мышц (например, традиционно определяются как периферические усталость).

Утомление, вызванное умственной нагрузкой, – это психобиологическое состояние, вызванное длительным вовлечением в умственно напряженную познавательную деятельность. Его наличие традиционно определяется путем заполнения анкет, позволяющих спортсмену / субъекту сообщить о своих чувствах усталости, определяемых как утомление и недостаток энергии. Было показано, что эта методика успешно выявляет наличие усталости, вызванной умственной нагрузкой продолжительностью не менее 30 мин. Интересно, что как усталость, вызванная умственным напряжением и центральной усталости, являются оба явления, происходящие в областях головного мозга выше первичной моторной коры, несколько авторов предложили ассоциацию между этими двумя явлениями. Однако недавние исследования, посвященные влиянию умственной нагрузки на способность к производству силы, показали, что умственная нагрузка не ухудшает способность спортсме-на/субъекта максимально мобилизовать свои рабочие мышцы. Поэтому, как только усталость, вызванная физическим напряжением, а не умственным напряжением, ухудшает способность к производству силы, представляется крайне важным дифференцировать вид упражнений, вызывающих усталость.

Усталость мышечной группы, участвующей в последующих упражнениях на выносливость, ухудшает показатели выносливости

Упражнение для всего тела

В 2006 году Делей и его коллеги проверили влияние снижения мощности коленного разгибателя (ке), используя либо электромиостимуляцию, либо добровольные сокращения, на кинетику VO 2 во время цикла до теста на истощение, выполненного при 80% VO 2 max. Эти авторы продемонстрировали не только то, что внешний вид VO 2 медленных компонентов был задержан в состоянии электромиостимуляции и его амплитуда была ниже, чем полученная в состоянии произвольных сокращений, но также и то, что выносливость была снижена в обоих утомляющих условиях по сравнению с контрольным состоянием. Кроме того, снижение показателей выносливости было больше после электромиостимуляции (-25,9%) по сравнению с добровольными сокращениями (-6,4%), таким образом, по отношению к степени снижения КЭ МВ (электро-миостимуляция: -19,9%, добровольные сокращения: -11,8%). Насколько нам известно, это исследование является первым, чтобы сообщить о снижении производительности выносливости, вызванной усталостью группы мышц, участвующих в последующих упражнениях на выносливость. Аналогичные результаты были получены Аманном и Демпси (2008) с другим утомительным протоколом. В этом исследовании снижение ке MVC было вызвано либо циклическим временем до теста истощения на 83% максимальной аэробной мощности (MAP), либо циклическим упражнением той же продолжительности на 67% MAP. Оба утомляющих условия вызвали увеличение времени для завершения последующего 5-километрового цикла испытаний времени, с большим увеличением после 83% Map condition (+6%) по сравнению с 67% MAP condition (+2%). Это большее увеличение времени для завершения 5-километрового испытания на время езды на велосипеде в состоянии 83% MAP было связано с большей степенью сокращения ke MVC post time to exhaustion test на 83% MAP по сравнению с велоспортом на ту же продолжительность на 67% MAP. Однако следует отметить, что ни одно из двух вышеупомянутых исследований не контролировало фактор смешивания предшествующей физической нагрузки, индуцированный накоплением метаболитов, которые, как полагают, влияют на показатели выносливости. По этой причине Маркора и ее коллеги (Marcora et al., 2008; de Morree and Marcora, 2013) проводили аналогичные эксперименты, рассматривая эффекты протокола усталости, который, как известно, вызывает значительное снижение мощности производства силы KE при отсутствии значительного накопления мышечных метаболитов. Марко-ра и его коллеги подтвердили результаты предыдущих исследований, продемонстрировав, что даже без накопления мышечных метаболитов снижение мощности производства силы KE индуцирует снижение последующих показателей выносливости на велосипеде. Таким образом, при объединении результатов вышеупомянутых исследований становится ясно, что утомление мышечной группы, участвующей в последующих упражнениях на выносливость всего тела, снижает показатели выносливости.

Одномоментное Упражнение

В 1984 году Шерман и его коллеги показали, что завершение марафона уменьшает объем работы, выполняемой во время теста на работоспособность, состоящего из повторения 50 максимальных растяжек ног (продолжительность упражнения на выносливость ~2 мин). Это ухудшение в представлении выносливости было подтверджено Neyroud et al. (2012). В этом исследовании продолжительность непрерывного изометрического сокращения КЭ при 20% мВ до истощения была уменьшена на 70% при последующем выполнении начального изометрического сокращения КЭ при 20% мВ до истощения. Поэтому, как уже обсуждалось ранее для упражнений на выносливость всего тела, усталость мышечной группы, участвующей в последующих упражнениях на выносливость в одном суставе, также снижает выносливость.

Утомление группы мышц, не участвующих в последующих упражнениях на выносливость, ухудшает показатели выносливости

Упражнение для всего тела

Насколько нам известно, только Джонсон и его коллеги исследовали влияние утомления группы мышц, не участвующих в последующих упражнениях на выносливость всего тела, на показатели выносливости. Для этого авторы выполняли прерывистое сгибание рук до утомления верхних конечностей, а затем исследовали влияние этого предыдущего упражнения на последующее выполнение циклической выносливости. Авторы показали, что даже если упражнение на сгибание руки не изменяет последующую оценку критической мощности, рукоятка сгибая ухудшает последующее задействуя представление выносливости. Это снижение показателей велосипедной выносливости было подтверждено снижением MAP (-7%) и VO 2max ( -14%), достигнутых во время градуированной тренировки, и уменьшение времени до истощения на 85% MAP (~35%).

Одномоментное Упражнение

Когда выносливость исследуется с помощью односуставных упражнений, влияние усталости мышечной группы, не участвующей в последующих упражнениях на выносливость, на выносливость может быть исследовано либо путем утомления одной конечности и тестирования производительности выносливости контрольной боковой конечности, либо путем утомления верхней части тела (или нижней части тела) и тестирования производительности выносливости группы мышц нижней части тела (или верхней части тела). Что касается выносливости выполнения контрольной боковой конечности, то Amann et al. (2013) продемонстрировано снижение в контроле времени изотонических сокращений ке до истощения, выполненных на 85% MAP (-49%) после предыдущего одностороннего времени изотонических сокращений ке до истощения, выполненного с той же интенсивностью. В 2008 году Трискотт и его коллеги продемонстрировали ~20% снижение времени до полного истощения контрольных латеральных бицепсов после односторонних бицепсов до полного истощения. В обоих исследованиях ни одностороннее бицепсовое время скручивания до истощения, ни одностороннее время изотонических сокращений КЭ до истощения не приводили к снижению силовой продуктивности контрольной конечности, задействованной в последующем упражнении на выносливость. Что касается последующего выполнения выносливости группы мышц нижней части тела после предшествующей утомительной тренировки с участием верхней части тела, Bangsbo и др. (1996) и Nordsborg et al. (2003) продемонстрировано негативное влияние предшествующего сгибания руки на время изотонических сокращений КЭ до полного изнеможения. При использовании идентичного протокола утомления (4 × 1 сгибание руки при ~140 Вт) авторы наблюдали 26% (Bangsbo et al., 1996) и 32% (Nordsborg et al., 2003) уменьшение времени изотонических сокращений KE до истощения при ~60 Вт.

Усталость, вызванная умственной нагрузкой, ухудшает показатели выносливости

С момента первого исследования Marcora et al. (2009) демонстрируя ухудшение 15% в задействуя представлении выносливости причиненном прежней умственной нагрузкой, были опубликованы многочисленные исследования исследуя влияние усталости наведенной умственной нагрузкой на представлении выносливости ВС-тела. Все эти исследования позволили прийти к единому мнению о негативном влиянии предшествующей умственной нагрузки на показатели выносливости; даже при этом элитные спортсмены проявляют большую устойчивость к усталости, вызванной предшествующей умственной нагрузкой. Это нарушение наблюдалось во время езды на велосипеде и беговые упражнения. Интересно, что Смит и его коллеги продемонстрировали, что усталость, вызванная умственным напряжением, также ухудшает длительное прерывистое состояние (Smith et al., 2015) и градуированные (Smith et al., 2016) беговые упражнения. Следовательно, представляется очевидным, что утомление, вызванное умственной нагрузкой, снижает выносливость, даже если предшествующая умственная нагрузка не изменяет физиологические реакции на упражнения на выносливость (Marcora et al., 2009; Pageaux et al., 2013).

Одиночные Совместные Учения

Насколько нам известно, только одно исследование изучало влияние предшест- вующей умственной нагрузки на показатели выносливости. В этом исследовании Pageaux et al. (2013) показали, что даже если предшествующая умственная нагрузка не уменьшает способность к производству силы KE, усталость, вызванная умственной нагрузкой, все еще вызывает снижение выносливости во время непрерывного изометрического сокращения KE на 20% MVC до истощения. Однако ни в одном исследовании не было изучено влияние усталости, вызванной умственной нагрузкой, на одномоментное исследование времени.

Предшествующая физическая нагрузка и предшествующая умственная нагрузка повышают восприятие усилия во время последующих упражнений на выносливость

Как показали исследования, включенные в этот обзор, показатели выносливости могут быть изменены в или присутствие снижения силовой производственной мощности работающих мышц, участвующих в последующем упражнении. Представление выносливости смогло также быть изменено с или без него изменяются физиологические реакции организма на физические нагрузки. Таким образом, эти результаты ставят простой вопрос: изменяют ли физические и умственные нагрузки общую переменную во время последующих упражнений на выносливость? Ответ - да. Эта переменная, изменяемая как физическим, так и умственным напряжением, есть восприятие усилия.

Восприятие усилия (также называемое воспринимаемой нагрузкой или чувством усилия), определяемое как «ощущение того, насколько трудной, тяжелой и напряженной является физическая задача», является когнитивным чувством работы, связанным с добровольными действиями. Это восприятие отличается от других связанных с упражнениями ощущений, таких как боль или дискомфорт, и может быть оценено с помощью психофизиологических шкал, таких как рейтинги Борга по шкале воспринимаемой нагрузки или шкале отношения категорий (CR)10. При упорных дебатов существует в литературе по нейрофизиологии воспринимаемой нагрузки (смотрите игру marcora, 2009; Pageaux, 2016), то существует сильная экспериментальные данные, свидетельствующие о том, что восприятие усилий, результаты от нейронов, процесс следствие разряда связан с центральной моторной команды. Действительно, исследования с использованием фармакологической блокады мышечных афферентов показали, что при отсутствии мышечной аффе-рентной обратной связи восприятие усилия не снижается во время тренировки на выносливость. В то время как повышенная воспринимаемая нагрузка при наличии утомления мышечной группы, участвующей в последующей нагрузке на выносливость, связана с повышением активности корковых премоторных и моторных областей (т. е. индекса центральной моторной команды) для компенсации изменения нервно-мышечных свойств работающих мышц; основные механизмы, лежащие в основе повышенной воспринимаемой нагрузки, вызванной усталостью мышечной группы, не участвующей в последующих упражнениях на выносливость, и усталостью, вызванной умственной нагрузкой, остаются неясными. Хотя некоторые авторы предположили, что увеличение афферентной обратной связи, вызванное усталостью мышечной группы, не участвующей в последующих упражнениях на выносливость, является причиной повышенной воспринимаемой нагрузки, эта гипотеза маловероятна, поскольку спинальная блокада мышечных афферентов не уменьшает воспринимаемой нагрузки. Альтернативная гипотеза может заключаться в том, что предшествующая длительная активация премоторных и моторных областей, связанная с завершением утомительного упражнения, будет вызывать внутренние изменения в головном мозге, вызывая изменение активации премоторных и моторных областей в последующем упражнении. Поскольку пролонгированная нервная активность была показана в исследованиях на животных, чтобы увеличить внеклеточную концентрацию аденозина, увеличение внеклеточной концентрации аденозина, вызванное предшествующей физической нагрузкой, может быть хорошим кандидатом для объяснения повышенной воспринимаемой нагрузки, вызванной усталостью мышечной группы, не участвующей в последующих упражнениях на выносливость. Эта гипотеза была также предложена для объяснения повышенной воспринимаемой нагрузки, вызванной предшествующей умственной нагрузкой, и найти дополнительную поддержку с (i) исследованиями, демонстрирующими положительное влияние приема кофеина (т. е. антагониста аденозина) на физические и когнитивные пока-затели и недавние экспериментальные данные, свидетельствующие об участии премоторных и моторных областей в процессе познания и принятия решений. Поэтому в будущих исследованиях следует исследовать глубинные механизмы, ответственные за повышенное восприятие усилий во время физических упражнений и вызванные предшествующей физической и умственной нагрузкой.

Заключение.

Благодаря интеграции экспериментальных результатов, полученных в различных режимах упражнений и опубликованных различными исследова-тельскими группами, в настоящем обзоре приводятся доказательства того, что усталость, вызванная предшествующей физической или умственной нагрузкой, ухудшает последующую выносливость. В то время как нарушения выносливости не связаны с общим физиологическим изменением, воспринимаемая нагрузка, по-видимому, является общей переменной, измененной усталостью. Следовательно, будущие исследования должны исследовать причину прогрессирующего увеличения воспринимаемой нагрузки сверхурочно во время тренировки на выносливость и рассматривать воспринимаемую нагрузку не только как маркер интенсивности упражнений, но и как фактор, ограничивающий работоспособность на выносливость. Кроме того, как психологические вмешательства, такие как разговор с самим собой или подсознательные образы может использоваться для мани-пулирования показателями выносливости; особое внимание следует уделять моделям, направленным на объяснение регуляции показателей выносливости с помощью психофизиологического подхода Использование психофизиологического подхода позволит лучше понять взаимодействие между физиологическими и психологическими явлениями, которые, как известно, влияют на показатели выносливости.