Лекция. Физиологические основы трудовой деятельности и утомления. Физиологические основы трудовой деятельности и утомления
 Скачать 2.17 Mb.
|
Физиологические основы трудовой деятельности и утомления.Профессор Берг М.Д. Профессор Берг М.Д. Содержание. 1. Работа. Классификация видов, труда, их особенности. 2. Работоспособность человека. Зависимость от внешних и внутренних факторов. Рабочие биоритмы. 3. Пути и способы повышения работоспособности. Методы определения работоспособности. 4. Утомление. Субъективные и объективные критерии утомления. 5. Теории утомления. Причины развития утомления в различных звеньях работающих систем. 6. Деятельность систем, направленных на борьбу с утомлением. Работа – процесс создания материальных и духовных ценностей – продуктов труда. Классификация и характеристика видов труда. Физический труд. Умственный труд. Нервно-напряженный труд. Ведущий признак физического труда – нагрузка на нервно-мышечную систему. При разных видах физического труда нагрузка на мышечную систему различна, различны и энерготраты работающих мышц. Профессор Берг М.Д. Работа. Классификация видов, труда, их особенности. По степени тяжести и энергоемкости выделяют: Легкий физический труд (2500-2800 ккал/сут, 1,7-2,3 ккал/мин). 2. Средней тяжести (3000-3300 ккал/сут., 2,5-4,1 ккал/мин). 3. Тяжелый физический труд (3700-4000 ккал/сут, 4,1-6,0 ккал/мин). 4. Очень тяжелый (от 4800 ккал/сут, более 6,0 ккал/мин). Профессор Берг М.Д. Тяжесть физического труда можно измерить не только энерготратами, но и величиной выполненной работы (кгм) или мощностью работы (кгм/ мин). Оценивают его также по изменениям состояния ССС и дыхательной систем. Современный физический труд характеризуется снижением физической тяжести и энергетической стоимости в результате механизации и автоматиза-ции. Появились новые качества: Физический труд монотонный. Физический труд с нервно-напряженным компонентом. 3) Физический труд со статическим компонентом. Профессор Берг М.Д. Монотония – однообразие трудовых операций, частое повторение движений мелкими группами мышц (конвейер), усугубляется однообразием обстановки, фоновым шумом и вибрацией. Монотония приводит к быстрому снижению работоспособности, внимания. Профилактика монотонии – расширение объема операций, функциональная музыка, смена ритма конвейера. Профессор Берг М.Д. Физический труд с нервно-напряженным компонентом характеризуется нагрузкой на эмоциональную сферу: риск травматизации и опасности для жизни (шахтеры), повышенная ответственность за других (водители общественного транспорта, машинисты локомотивов, авиапилоты, врачи и др.), обилие межличностных контактов (продавцы, работники регистратуры и др.). Профессор Берг М.Д. Физический труд со статическим компонентом требует длительного напряжения одних и тех же мышц (бурильщики, строители, оперирующие хирурги и др.). При этом повышается АД, а работающие мышцы испытывают гипоксию из-за сдавливания артериол. Быстро наступает утомление мышц. Развивается гипертония. Профессор Берг М.Д. Умственный труд. Труд, связанный с мыслительной деятельностью, напряжением афферентных систем для переработки информации и принятия решения. Виды: репродуктивный. Труд по стандартным схемам, не требующий творчества (труд оператора, кассира, медицинской сестры); реконструктивный, требующий умения синтезировать, анализировать, обобщать фактический и теоретический материал с формулированием конкретных выводов, установлением причинно-следственных связей. Труд инженера, врача, учителя и др.; Профессор Берг М.Д. 3) продуктивный (творческий), создаются новые концепции, интегрируются знания различных областей, аргументируется собственная точка зрения, принимаются решения. Всегда сопровождается эмоциональным напряжением (программист, ученый, педагог, композитор и др.). Энергетическая стоимость около 2300-2700 ккал/сут. Но высоки затраты нервной, интеллектуальной энергии, эмоций. Профессор Берг М.Д. Нервно-напряженный труд. Энерготраты как при умственном труде, но велика ответственность за результаты работы, судьбу производства при дефиците времени или опасности для здоровья и жизни. Руководители производств, больших коллективов, космонавты, авиадиспетчеры, операторы пультов АЭС, железнодорожных узлов, нейрохирурги и др.). Труд характеризуется высокой эмоциональной напряженностью, стрессогенностью, значительной нагрузкой на регулирующие системы организма (САС, ГГНС). Профессор Берг М.Д. Нервно-напряженный компонент характерен для многих видов умственного и физического труда, а также для начинающего работника в любой сфере деятельности (малый опыт работы). Современное производство и жизнь характеризуется также гиподинамией (снижением двигательной активности) и высокой загрязненностью производства и среды обитания шумом, избыточными межличностными контактами. Это снижает уровень здоровья. Профессор Берг М.Д. Работоспособность человека. Зависимость от внешних и внутренних факторов. Пути и способы ее повышения. Методы определения работоспособности.Профессор Берг М.Д. Работоспособность – реальная или потенциаль-ная способность выполнять максимально возможное количество работы с определенным качеством на протяжении заданного времени. При физической работе работоспособность зависит от состояния нервно-мышечной системы, т.к. к ней предъявляются основные требования, а также от уровня транспортного (ТО) и метаболического (МО) обеспечения. Профессор Берг М.Д. При умственной работе требуется значительная активизация нервно-психической и эмоциональ-ной сферы, интеллекта и памяти. Их состояние и будет определять работоспособность. Работоспособность при нервно-напряженном труде зависит от состояния психоэмоциональной сферы, типа ВНД, а также состояния ССС и меха- низмов регуляции – состояния симпато-адреналовой системы (САС) и гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы (ГГНС). Профессор Берг М.Д. Зависимость работоспособности от внутренних и внешних факторов Внутренние: функциональное состояние и здоровье систем организма, участвующих в ТО; их подготовленность к значительному увеличению функций (величина функционального резерва). величина и мощность аэробного метаболизма (МО). состояние систем регуляции, мотивация к труду, эмоциональный подъем. Это необходимо для транспортного и метаболического обеспечения работы мышц и мозга. Профессор Берг М.Д. Внешние факторы: гигиенические – условия работы (освещенность, температура, шум, вибрация, концентрация химических веществ, О2 и СО2, микробное загряз- нение воздуха). эргономические факторы (удобство рабочего места, соответствие его габаритам работающего и др.). режим труда и отдыха (сменность, ритм, перерывы для отдыха, длительность рабочей смены, недели. качество отдыха (сон, активный и пассивный отдых во время работы и дома, отпуск). биоритмы работоспособности: - в период рабочей смены, суточный, недельный. Профессор Берг М.Д. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 часы врабатывание Устойчивая работоспособность Снижение работоспособности Рабочий биоритм Наиболее продуктивный период работы Профессор Берг М.Д. - суточный, 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 0 1 2 3 4 5 6 7 часы - недельный. Понед. Вторн. Среда Четверг Пятница Суббота Профессор Берг М.Д. Пути повышения работоспособности Для повышения работоспособности: нагрузка должна быть оптимальной по величине, ритму и длительности, повторяться ежедневно, при адаптации к ней – увеличиваться по величине, либо ритму, либо длительности. Механизм – сначала формируется срочная адаптация, затем – долговременная. Профессор Берг М.Д. Оценка физической работоспособности Определение максимальной аэробной производительности по максимальному потреблению кислорода (МПК) (прямые и непрямые методы): Велоэргометрия, Тредбан, Тест Купера, Тест PWC-170. 2. Определение работоспособности при конкретной работе (А,кгм; W,кгм/мин, ПО2, ЧСС и др.). Профессор Берг М.Д. Тест PWC-170: 2 мин подъема на ступеньку высотой 25 см с частотой 15 в мин. Подсчет ЧСС. Отдых 2 мин. 2. 2 мин подъема на ступеньку 33 см с частотой 15 в мин. Подсчет ЧСС. 3. Расчет мощности первой и второй работы (W1 и W2): W=m*H*n + 1/3 m*H*n. 4. Расчет PWC при ЧСС=170 уд/мин PWC=W1 + (W2 – W1)* (170*ЧCC1/ЧСС2-ЧСС1) Норматив для здоровых нетренированных девушек – 450-850 кгм/мин, юношей – 850-1100 кгм/мин. Профессор Берг М.Д. ЧСС Мощность работы 170 150 130 110 90 400 600 800 1000 1200 1400 1600 ж м Зависимость ЧСС от мощности работы в аэробном режиме у мужчин и женщин Профессор Берг М.Д. Определение умственной работоспособности. Корректурная проба Анфимова. Просмотр за стандартное время текста с вычеркиванием комбинации букв. Определяют объем работы и число ошибок. 2. Исследование кратковременной памяти. 3. Оценка внимания. Профессор Берг М.Д. Профессор Берг М.Д. Утомление. Субъективные и объективные критерии утомления. Теории утомления.Утомление – временное снижение работоспособности, наступающее после интенсивной или длительной работы и исчезающее после отдыха. Профессор Берг М.Д. Виды утомления: Физическое (после мышечной работы). 2. Сенсорное (после напряженной работы анализаторов, например, зрительного после умственной работы и работы на компьютере). 3. Эмоциональное (после интенсивных и длительных переживаний, тревоге, страхе – «притупление чувств»). 4. Умственное: большой объем информации, дефицит времени, большое напряжение творческого труда. Профессор Берг М.Д. Критерии утомления: Субъективные (чувство усталости, желание прекратить работу, тяжесть и боли в мышцах, голове, онемение плеч, шеи, притупление зрения и др.). 2) Объективные: Профессор Берг М.Д. уменьшение величины и качества работы: утомление ЭРГОМЕТРИЯ В тесте Анфимова – уменьшение количества просмотренных знаков, появление ошибок. Профессор Берг М.Д. уменьшение ответа физиологических систем на нагрузку (снижение ЧСС, АД, МОК, МОД, критической частоты слияния мельканий и др.). работа ЧСС утомление время Профессор Берг М.Д. Теориии утомления Информационная. Нарушения в системе восприятия, обработки и передачи информации, т.е. нарушения функции нейронных сетей (нервных центров), в результате нарушается управление деятельностью со стороны ЦНС. 2. Энергетическая. Нарушение энергетического обеспечения во всех звеньях работающих систем. Профессор Берг М.Д. Причины развития утомления в различных звеньях работающих систем. 1) Рецепторное звено. Снижается импульсация от рецепторов в результате: - изменения микросреды (<рН, рО2), нарушения энергообеспечения (изменение активности Na+- и Са++ - насосов). 2) Синаптическая передача. Нарушение синаптической передачи в проводнико-вом, центральном и периферическом звеньях рефлекторных дуг, в нейронных сетях. Последовательность развития утомления: сначала в центральных синапсах, затем – в периферических. Профессор Берг М.Д. Причины: истощение запаса медиатора, снижение чувствительности постсинаптической мембраны, нарушение энергообеспечения Na+ и Са++-насосов, ресинтеза медиаторов. Развитие утомления в синапсах ЦНС, периферических нервно-мышечных можно наблюдать в эксперименте с эргографией в остром опыте. Последовательность раздражения и записи эргограмм показаны цифрами. Опыт показывает, что первыми утомляются центральные синапсы, затем – нервно-мышечный. Мышца утомляется в последнюю очередь. Профессор Берг М.Д. 1 2 1 2 3 Работа 3 Последовательность развития утомления в синапсах утомление Профессор Берг М.Д. 3. Нервные центры. В результате нарушения синаптической передачи утомление развивается в нервных центрах. Это проявляется: снижением качества, скорости и объема перерабатываемой информации, в двигательных центрах – нарушение взаимоотношений центров агонистов и антагонистов, это приводит к нарушению качества движений, появляются ошибки в работе, травмы, падения и др. двигательные нарушения. Профессор Берг М.Д. Опыт Сеченова с активным отдыхом Исходная эргография После пассивного отдыха Красной линией показано время работы до развития утомления. Профессор Берг М.Д. Опыт Сеченова с активным отдыхом Исходная эргография После активного отдыха Профессор Берг М.Д. 4. Эффекторы (мышцы, секреторные клетки). Происходит нарушение процессов сокращения и расслабления мышц. Причины: снижение возбудимости мембран, недостаток АТФ для работы Са++, Na+ и других насосов, нехватка АТФ для взаимодействия актина и миозина. Профессор Берг М.Д. Снижение возбудимости мембран аксонов +30 0 -30 60 -90 ПП КУМП хзNa пзNa Инактивация каналов Na/K-насосы Профессор Берг М.Д. Снижение возбудимости постсинаптических мембран Ацетилхолин- эстераза уменьшение ВПСП закисление среды МЫШЦА пзNa+ Профессор Берг М.Д. Недостаток АТФ для работы Са++ ,Na+ и других насосов Источники энергии в мышце: креатинфосфат (энергии хватает на 12 с работы, спринтеры), анаэробный гликолиз. 1 молекула глюкозы дает 2 мол.АТФ. Максимум развертывания процесса – через 30-40 сек от начала работы мышц, запаса гликогена хватает на 2 мин работы. Процесс можно тренировать (запасы гликогена возрастают на 30%,тренируется также регуляция анаэробного гликолиза со стороны САС. Профессор Берг М.Д. аэробное окисление. Образование АТФ в митохондриях начинается через 60-70 с от начала работы, процесс выходит на плато через 2-3 мин и может поддерживаться длительное время. Источники энергии: 1 мол.глюкозы дает 38 моль АТФ, 1 мол. ЖК (пальмитиновой) – 131 молекул АТФ. Источник энергии постоянно возобновляется и хорошо тренируется его поступление. Профессор Берг М.Д. Регуляция энергообеспечения работающих мышц в аэробных условиях АХ Н-хр Са++ Мышечное сокращение Са++- кальмодулин киназа фосфорилазы АТФ адреналин β2-адр. цАМФ Профессор Берг М.Д. Деятельность систем, направленных на борьбу с утомлением Для продолжительной и продуктивной работы без утомления необходимо поддерживать: ТО мышц со стороны ССС и дыхательной систем. ТО – доставка О2, глюкозы, ЖК, удаление метаболитов (СО2, лактата). МО (образование глюкозы, ЖК в печени и жировой ткани, образование инсулина в поджелудочной железе для транспорта глюкозы через мембраны клеток), работу систем регуляции. Профессор Берг М.Д. 1. Резервы ТО. Функция дыхательной системы может возрастать с 6-8 л/мин до 30-170 л/мин (МОД), ЧД – до 40/мин, ДО – до 4 л. Функция ССС. МОК увеличивается с 5-6 л/мин до 30 л/мин, АД может возрастать до 200/100 мм рт.ст., ЧСС – до 200/мин, СО – до 100-150 мл. Эти показатели достигаются при систематической тренировке. В системе МЦР – увеличение числа функциониру-ющих капилляров с 25- 30% до 80-90%, увеличение проницаемости межклеточного пространства для водорастворимых веществ за счет закисления среды. Профессор Берг М.Д. В системе крови – увеличение концентрации эритроцитов (выброс эритроцитарной массы из селезенки), повышение их сродства к О2 (рН, t, СО2, 2,3-ДФГ). При систематических тренировках – увеличение эритропоэза. Для улучшения работы мозга – усиление системного кровообращения, перераспределение кровотока, повышение линейной скорости в капиллярах. Профессор Берг М.Д. 2. Метаболическое обечпечение Для усиления МО – переход на аэробный гликолиз за счет усиления функции дыхания и кровообращения, активация МХ-ферментов за счет САС и увеличения числа вторичных посредников. 3. Системы регуляции: Совершенствование управления мышцами (на уровне двигательного центра, центров антагонистов, приобретенных двигательных программ). 2) Совершенствование работы САС и ГГНС для ТО и МО деятельности. Профессор Берг М.Д. Турецкая сказка: «Работа – единственное сокровище, которое нельзя потерять. Приучи руки к труду – и ты никогда не будешь протягивать их за милостыней. Когда ты узнаешь, как трудно заработать один пара, ты будешь уважать чужое добро и чужой труд. Работа дает здоровье, мудрость и радость. Работа и скука никогда не жили под одной крышей». Профессор Берг М.Д. |