На сегодняшний день в физиологии выделяют комплексную структуру факторов, которые могут стать «узким горлышком» работоспособности. Ни одна система не работает изолированно, но отказ может начаться в конкретном звене.

Многое из этого мы уже детально рассмотрели ранее, а здесь — суммируем, дополним и соберем в полную картину.

Но сначала, четко определим терминологию.

Работоспособность – потенциальная возможность совершить работу в определенный отрезок времени.

Нарушать работоспособность могут усталость и повреждения.

Усталость, утомление (Fatigue) — временное и обратимое снижение работоспособности, вызванное самой работой, которое проходит после кратковременного отдыха или восстановления ресурсов (например, гликогена).

Повреждение (Damage/Weakness) — структурное изменение, которое не проходит после обычного отдыха (требует дней /недель на регенерацию).

Усталость при интенсивной сократительной активности может возникать при нарушениях на любом этапе — от решения о движении в мозге до актин-миозинового взаимодействия и сокращения волокон.

Условно, все их можно разделить на центральные, кардиореспираторные, периферические, внешние факторы и общее физическое состояние.

Факторы утомления:

1. Центральное (ЦНС) утомление (центр управления).

• Утомление нейронов при интенсивной работе.

• Накопление биоактивных метаболитов — аденозина, аммиака, а также сдвиги в системах дофамина, серотонина и норадреналина.

• Регуляция через центральный регулятор, подсознательный механизм, опирающийся на рецепторную информацию, автоматически снижающий работоспособность для предотвращения опасных ситуаций (истощение, перегрев, перенапряжение и др.).

• Регуляция через субъективную оценку тяжести усилия, систему учитывающую в себе всю группу факторов мотивации, страха боли, тревожности и разных психологических барьеров.

2. Кардио-респираторная система (доставка).
Чаще всего лимитом для тренированных атлетов в видах на выносливость являются:

• Ударный объем сердца (самое узкое место у вело элиты): Сердце не может перекачать больше крови за удар. При пульсе >190–200 ударов время наполнения желудочков так мало, что объем падает.

• Кровь (гемоглобин и объем крови): Если мало «вагонов» (гемоглобина), то даже мощный насос (сердце) не доставит кислород.

• Легкие (респираторные мышцы):

Метаборефлекс дыхательных мышц: Если диафрагма устает, организм перекрывает ход крови к ногам (вазоконстрикция), чтобы спасти диафрагму, и “ноги встают”.
Артериальная десатурация при нагрузке (EIH, exercise-induced hypoxemia): У элиты сердце может качать так мощно, что кровь пролетает через легкие слишком быстро и не успевает насытиться кислородом.


3. Периферические факторы (исполнители).

• Энергетический кризис недостаток КрФ, энергосубстратов и кислорода. При самой высокой интенсивности критически важен КрФ, а при длительной — гликоген.

• Метаболическое отравление: прямой фактор как снижения работоспособности, так и структурных нарушений (при высокой продолжительности).

• Замедление расслабления, ключевым фактором которого является нарушение кальциевого гомеостаза.

• Утомление периферической иннервации: снижение эффективности передачи сигналов на сокращение или даже подавление сигнала, в случае высокой нагрузки на ВПДЕ (Na/K дисбаланс). А также нарушение рецепторных сигналов, приводящая к нарушению управления.

4. Внешние факторы и общее физическое состояние
Могут стать главным лимитом, перекрывая все физиологические возможности.

Терморегуляция:
При перегреве кровь отливает от мышц к коже (для охлаждения) → сердцу нечего качать (падает венозный возврат) → при достижении критических значений (около 40°C) ЦНС включает защитные реакции, вплоть до потери сознания.

Это важно не только с точки зрения учета условий окружающей среды, но и потому что затраты энергии приводят к выделению тепла и повышению температуры тела.

Поэтому эффективность показывают и термоодежда, и предварительное охлаждение, и обливание холодной водой во время нагрузки и другие аналогичные методы.
Подобным образом на работоспособность могут влиять и другие внешний факторы – пониженная температура, атмосферное давление, влажность и прочее.

Общее физическое состояние также может быть критическим фактором – нехватка сна, хронический стресс, уровень гормонов, воспаления (цитокины), токсины, перетренированность и т.п. оказывают прямое влияние на результат.

Что именно станет критическим фактором зависит от типа усилия, интенсивности (ниже/выше метаболических порогов), длительности и среды (жара/холод).