|
|
Физиология человека. Косицкий. Литература москва Медицина 1985 Для студентов медицинских институтов
Глава 19
ЭЛЕМЕНТЫ ФИЗИОЛОГИИ ТРУДА, МЕХАНИЗМЫ ТРЕНИРОВКИ И АДАПТАЦИИ
За многие сотни тысяч лет труд преобразовал структуру и функции человеческого организма. Большого совершенства достигли рука и органы речи. Вместе с ними развивался и мозг.
Ф. Энгельс писал, что труд создал самого человека. Влияние трудовой деятельности на организм изучает специальная отрасль физиологии — физиология труда. Задача ее — исследовать .функционирование человеческого организма во время трудовой деятельности, чтобы научно обосновать оптимальные для организма формы и методы организации труда, режимы и нагрузки с целью сохранения высокой работоспособности и здоровья человека.
Трудовая деятельность современного человека является многоплановой. Однако она осуществляется в конечном счете посредством включения в работу двигательных аппаратов организма — его скелетных мышц. Поэтому важным разделом физиологии труда является изучение деятельности Скелетных мышц и регуляции этой деятельности.. Работа мышц требует значительного расхода энергии и поэтому вызывает изменение функций сердечно-сосудистой системы, дыхания и газообмена, обмена веществ, терморегуляции, выделительных процессов. Помимо этого, труд человека представляет собой целенаправленную деятельность, формирующуюся в процессе обучения, которое требует переработки огромного количества информации.
Выбор оптимальных условий трудовой деятельности, необходимая- конструкция инструментов, оснащение рабочего места (положение стола, сидения, условий освещенности, температуры), предупреждение вредного воздействия дополнительных производственных факторов: шума, вибрации, давления, влажности воздуха, действие различных химических веществ и-других производственных факторов с целью оздоровления условий труда и профилактики профессиональных заболеваний — занимается специальная отрасль науки гигиена труда. Исследования в области гигиены,труда опираются на данные физиологии труда. Обе науки нередко используют в своих исследованиях одни и те же методические'приемы-. . .
Для оптимальной организации труда важны данные науки, изучающей психологические аспекты трудовой деятельности,—^^психологии труда.
Чрезвычайно важное значение имеет системное исследование физиологических функций.и деятельности человека в условиях современного производства. Такое исследование „осуществляется возникшей недавно наукой эргономикой (от греч. ergos —. работа и nomos — закон). Задача эргономики— поиск путей оптимизации орудий, условий и процесса труда. Физиология труда представляет, таким образом, важную часть эргономики.
Помимо общей физиологии труда, существуют и ее специальные разделы, изучающие различные виды трудовой деятельности: физиология физического труда, физиология.
умственного труда, физиология: сельскохозяйственного труда, авиационная и косми ческая физиология, физиология подводных работ, высокогорная физиология, физиологи: человека в полярных широтах, в аридных зонах (пустынях) и т. д. Близкой к этим разде лам науки является физиология спорта, задача которой состоит в том, чтобы разраба тывать оптимальные условия и режимы тренировки организма с целью достижения высо ких спортивных результатов.
Из всего этого большого круга проблем в настоящей главе кратко освещены те об щие вопросы физиологии труда, которые имеют наибольшее значение в условиях совре менного производства.
ФИЗИОЛОГИЯ ФИЗИЧЕСКОГО ТРУДА
Деятельность мышц приводит, как известно, к увеличению расхода энергии. I энергетическом балансе организма растет доля «рабочей прибавки». Добавочны] расход энергии человеком во многом определяется характером его трудовой деятель ности. Так, величина добавочного расхода энергии во время письма сидя составляе только (3,6-^-4,2) ■ 10-2 Вт (1,9—2,2 ккал/мин), а при плавании — (9—26,6)- Ю"2 В' (5—14 ккал/мин).
Непосредственным источником энергии для сокращающихся мышц является АТФ запасы которой восстанавливаются за счет энергии распада глюкозы , до молочно] кислоты и окисления части молочной кислоты до двуокиси углерода и воды.
Для;, кратковременной работы используются энергетические ресурсы углеводо! (расщепление гликогена и образование глюкозы как «топлива» для мышц) .
При длительной физической работе энергия возникает .в результате распада жирг жировых депо организма, образования жирных кислотчи окисления их до СОг и НгО
Максимально возможная продолжительность физической работы определяете* ее интенсивностью,, которая в свою очередь определяет уровень, энергетических затрат; (табл. 24). ..'...
... . . " Т а б л и ц а 24
Максимальная продолжительность физической работы при различных уровнях энергетических ЗаТраТ ;.'.:.:,
Уровень энергетических затрат, Вт (ккал/мин)
|
Максимально возможная продолжительность физической работы
|
570-Ю-2 (300) *
|
Доля секунды
|
190-102 (100) *
|
5 с
|
45,5-Ю-2 (25) .
|
300 с (5 мин) . -
|
28,5-10 2 (15)
|
1ч
|
23,7-Ю-2 (12,5)
|
4 ч
|
19-10 *2 (10)
|
10 ч
|
9,5-10"2 (5)
|
2—3 дня ■■'•••,
|
7,6-102 (4)
|
10 дней
|
5,7. Ю-2 (3)
|
Несколько месяцев.
|
4,7-10"2 (2,5)
|
Неопределенно долгое время для здорового человека
|
3,8-10 2 (2)
|
Неопределенно долгое время для всей популяции
|
* Значения высчитаны по проделанной механической работе с учетом, что коэффициент полезного действия мышц равен 20 %
Работающие мышцы нуждаются в усиленной доставке кислорода, глюкозы и других веществ. Необходимо и увеличение скорости выведения двуокиси углерода и других продуктов обмена.
Все это требует усиления функции сердечно-сосудистой системы и дыхания (табл. 25). " ,
Т а б лица 25
Классификация физической работы по максимальным реакциям системы дыхания и кровообращения
Уровень активности
|
Энергетические затраты
|
МОД, л/мин
|
ЧД в минуту
|
дк
|
ЧС в минуту
|
Концентра- . ция молочной кислоты в
крови, . ммоль/л
(МГ%)
|
Ог, л/мин
|
Вт Дккал/мин)
|
1окой
|
0,25
|
2,3* 102 (1,2)
|
8
|
12
|
0,83 '
|
70'
|
1.1 (10)
|
Работа:
|
|
|
|
|
|
|
легкая
|
0,75 :
|
6,6-Ю-2 (3,5).
|
20
|
14
|
0,85
|
100
|
'1,1(10)
|
умеренная
|
1,5
|
14,2* 102 (7,5)
|
. 35
|
15
|
0,55
|
120
|
1,1 (Ю) ,
|
Тяжелая работа:
|
|
|
|
|
|
|
|
оптимальная
|
2,0
|
19 >10"2 (10)
|
50
|
16
|
0,90
|
140
|
1,7 (15)
|
утомительная
|
2,5
|
23,7-102 (12,5)
|
60 .
|
20
|
0,95
|
160
|
2,2 (20)
|
Интенсивная pa-L
|
|
|
|
|
|
|
|
бота:
|
|
|
|
|
|
|
V
|
максимальная
|
3,0
|
28,5-10""2 (15)
|
80
|
,25
|
1,00
|
180
|
5,6—6,7 '
|
|
|
|
|
|
|
(50—60)
|
изнуряющая
|
3,0
|
28,5-Ю-2 (15)
|
120
|
30
|
1,00
|
18.0
|
6,7 (60)
|
П р й м е ч а н и е. МОД—минутный объем дыхания; ЧД—частота дыхания; ДК.—дыхательный коэффициент; ЧС-т-частота сердечных сокращений, . ■ - ' ,
При напряженной физической работе образующаяся молОчйая кислота не успевает окислиться в момент самой работы. Окисление ее продолжается и после прекращения работы, что требует усиленного потребления кислорода. Образуется так называемый «кислородный долг», максимальная величина которого после очень тяжелой работы может достигать 15—20 л О2.
В начале интенсивной физической нагрузки возникает период адаптации, при котором могут возникать чувство удушья, неприятные ощущения в дыхательных путях из-за недостаточно быстрого увеличения вентиляции легких. Затем эти явления проходят, но через 20—30 мин после начала работы мржетвозникнуть '«мертвая, точка». Указанные неприятные явления в этот момент выражены значительно сильнее и могут вызвать отказ от продолжения работы. Если усилием воли продолжать работу, то указанные явления проходят и наступает «второе дыхание». Физиологический смысл этого явления заключается в перестройке вегетативных функций, обеспечивающих' продолжение работы. Скорость; наступления «второго дыхания» зависит от степени тренированности организма.
Степень тренированности определяют при помощи ряда функциональных проб. ' Важными показателями являются уровень гемоглобина в крови, величина жизненной емкости и максимальной вентиляции легких, длительность. произвольной задержки дыхания и другие пробы, характеризующие функциональные возможности системы дыхания, крови и др.
Не менее важна оценка состояния сердечно-сосудистой системы. Частота пульса в покое обычно тем меньше, чем выше степень тренированности (у хорошо тренированных спортсменов она достигает 40—50 в минуту). Важными, показателями являются скорость восстановления исходного ритма сердца после дозированной физической нагрузки, а та!кже изменения ритма сердца, характера зубцов ЭКГ и величины поглощения кислорода в момент самой нагрузки при поэтапном увеличении величины нагрузки вплоть до максимальной (до отказа).
Интенсивная физическая.работа требует изменения характера питания. Увеличенный расход энергии должен пополняться в основном за счет добавочного количества потребляемых углеводов и частично белков. (При расчете энергетического, баланса организма следует учитывать, что лишь около 20,% генерируемой мышцей энергии расходуется на выполнение физической работы.) Важное значение имеет также достаточное поступление витаминов и микроэлементов.
В повышении работоспособности и предупреждении утомления существенную роль играет минимизация усилий, затрачиваемых на поддержание позы тела* удержание инструмента, приборов и т. д. Иными словами, необходимо стремиться свести к минимуму величину статической работы мышц и максимально увеличить время их динамической деятельности.
Это достигается рациональной конструкцией рабочего места, сиденья, стола, станка, правильным набором и расположением инструментов. Все эти факторы (равно как и условия оптимального освещения, температуры, величины допустимого уровня шумов, вибрации, допустимых примесей химических веществ в атмосфере производственных помещений) являются предметом исследования гигиены труда.
Перестройка функций, происходящая при. интенсивной мышечной деятельности, подробно описана в главах, посвященных физиологии мышц, крови, кровообращения, дыхания, пищеварения, обмена веществ, выделения и др.
Следует отметить, что по своей биологической природе организм человека приспособлен к весьма интенсивной мышечной деятельности. Периодическая (динамическая) интенсивная физическая нагрузка является фактором, благоприятно действующим на n. нервную, сердечно-сосудистую, дыхательную и все другие системы организма, повышая состояние тренированности и резистентности (сопротивляемости) организма к действию ряда неблагоприятных факторов окружающей среды. Современный труд все в большей мере становится механизированным. Кроме того, и жизнь в благоустроенных жилищах, оборудованных лифтами, водопроводом, канализацией, центральным отоплением и т. д., развитие бытовой механизации, механизированного транспорта и т. д. сводят затраты физического труда на производстве и в быту к очень: низкому уровню, становящемуся опасным для организма.
Особенностью современных труда и жизни является резкое ограничение физической активности — гипокинезия, что требует .специального рассмотрения.
ГИПОКИНЕЗИЯ КАК СУЩЕСТВЕННЫЙ КОМПОНЕНТ
СОВРЕМЕННОЙ ТРУДОВОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Физический труд в его чистом виде, вызывающий лишь увеличение энергетических затрат,-сегодня имеет место сравнительно редко. Как правило, любой труд сопровождав ется возрастанием нервного -напряжения на фоне уменьшающихся затрат мышечных усилий. Появились новые виды труда — работа при резком ограничении физической активности человека. Таким, например, является труд космонавта, работающего в условиях невесомости (полностью отсутствует гравитационная нагрузка на опорно-двигательный аппарат) и длительно находящегося в кабине малых размеров.
.■ .; Гипокинезией сопровождается труд человека в кабине самолета, в отсеках подводной лодки, в условиях полярных зимовок и т. д. Не только экстремальные, но и обычные производственные условия труда сегодня нередко сопровождаются гипокинезией, что связано с развитием механизации и автоматизации производства.'
Например, только за 1959—1964 гг. в Ленинградском экономическом "районе было комплексно механизировано 33 предприятия и более 1200 цехов и участков, внедрено около 1800 автоматических и поточно-механизированных линий. Число рабочих — наладчиков автоматов и настройщиков станков и т. д. с 1948 по 1962 г. увеличилось с 76 до 219 тыс. человек, что резко снизило затраты ручного труда. ', ^
Если при работе токаря-универсала или токаря-операционника на машинно-ручной труд затрачивалось около 78—83 % рабочего времени, то при введении агрегатных станков с полуавтоматическим циклом 95 % рабочего времени 'затрачивается на управление оборудованием и ходом технологического процесса (производительность труда выросла при этом в 25 раз).
Подобные изменения характерны и для других отраслей промышленности. Естественно, что при этом возрастают ответственность рабочего и величина нервного напряжения на фоне резкого уменьшения физического труда, что способствует развитию гипокинезии^
Гипокинезия сегодня нередко достигает опасного для здоровья уровня. Чтобы предупредить вредные воздействия ее, врачу необходимо знать механизмы влияния гипокинезии на организм человека.
Исследования, проведенные специалистами в области космической физиологии и медицины, показали, что длительное уменьшение уровня физической активности вызывает: 1) значительное снижение энергозатрат, что приводит к уменьшению скорости синтеза микроэргов, разобщению окисления и фосфорилирования, изменению общего газообмена, увеличению кислородного до^га и кислородного запроса при нагрузке, снижению силы мышц и работоспособности; 2) понижение функций мышечных волокон, что сопровождается снижением метаболизма и активности ферментов, синтетической роли системы- ДНК—РНК— белок, преобладанием процессов катаболизма, уменьшением мышечной массы, потерей массы тела к силы мышц; 3) уменьшение афферентной импульсации от мышц, что вызывает изменение трофики мышц, структуры и функции синапсов, нарушение тонкой проприоцептивнЬй чувствительности в мышцах, точности и координации движений; 4) перераспределение массы циркулирующей крови, снижение гидростатического .давления, уменьшение ■ нагрузки на сердечно-сосудистую систему, что обусловливает уменьшение массы миокарда и нарушение биоэнергетики сердца; снижение тонуса сосудов, детренированность сердечно-сосу- дистой системы, ортостатическую неустойчивость, общее снижение функции сердечно-сосудистой системы при нагрузках; 5) рефлексы, с волюморецепторов; 6) полиурию; 7) изменение водно- солевого обмена; 8) дегидратацию и снижение массы тела; 9) изменение нагрузки на костный аппарат, сопровождающееся нарушением белково-фосфорно-кальциевого обмена в костях, изменением структуры кости и выходом из них кальция, повышением уровня кальция в крови и моче, изменением кальциевого обмена, нарушением прочности костей; 10) изменение афферентной импульсации, поступающей в центральную нервную систему, снижение ее тонуса; 11) нарушение трофической регуляции, что в свою очередь вызывает нарушение функций высшей нервной деятельности, повышение продукции АКТГ, стимуляцию, а затем истощение функции надпочечников, снижение реактивности и общую астенизацию организма.
Гипокинезия является одним из существенных факторов риска заболеваний сердечно-сосудистой системы, представляющих важную проблему современной медицины.
Одно из важных неблагоприятных последствий гипокинезии — резкое повышение эмоциональной возбудимости, увеличение степени состояния напряжения.
Как было показано в главе 18, состояние напряжения может быть выражено
формулой: СН=/Ц.(Ин.Эн-Вн-Йс.Эс-Вс).
Таким образом, уменьшение энергетических ресурсов организма (Эс) приводит к увеличению СН, т. е. появлению высших степеней СН, крайне неблагоприятно действующих на организм.
Для предупреждения вредных последствий гипокинезии существует лишь одно средство — регулярные занятия физической культурой и спортом (утренняя гимнастика, медленный бег, быстрая ходьба, плавание, гребля, езда на велосйпеде и т. д.). Как показывают социологические исследования, главным препятствием массовой борьбы с гипокинезией сегодня являются психологические факторы. Врач обязан занять в этом вопросе наступательную позицию и активно пропагандировать и поддерживать массовую физическую культуру.
ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ .ОСОБЕННОСТИ НЕРВНО-НАПРЯЖЕННОГО ТРУДА
Причиной возрастания нервного напряжения в современном производстве является не только уменьшение доли физического труда и мышечной деятельности. Главное — это увеличение информации, которую необходимо переработать в условиях растущего дефицита времени, увеличение масштабов производства, возрастание скорости производственных процессов, повышение ответственности. Все это также становится причиной возрастания нервного напряжения, особенно характерного для профессий, требующих высокой ответственности (авиадиспетчеры, дежурные на пультах управления энергосистем, администраторы, руководители производства и т. д.).
Росту нервного напряжения способствует высокий ритм работы, особенно в тех случаях, когда ритм задается работнику извне и не может регулироваться им (работники связи, фармацевты, кассиры, продавцы и т. д.).
В связи с изменением характера современного производства, изменяются содержание и физиология труда. Если раньше основное внимание ученых концентрировалось на энергетической стороне физической работы, то сегодня главными становятся проблемы нервного напряжения и изыскание способов предупреждения высоких степеней состояния напряжения, увеличивающих ошибки, снижающих производительность труда, приводящих к переутомлению и иногда к заболеваниям.
|
|
|
Скачать 7.39 Mb.