3. ОСНОВЫ ФИЗИОЛОГИИ ТРУДА
3.1. Классификация основных форм деятельности человека
Физиология труда – это наука, которая изучает изменения функционального состояния организма человека под влиянием трудовой деятельности и разрабает физиологически обоснованные нормы (формы) организации трудового процесса, способствующие предупреждению утомления и поддержанию высокого уровня работоспособности.
Общепризнанной системой классификации основных форм трудовой деятельности является физиологическая классификация. Суть её состоит в том, что любой труд изменяет функциональное состояние человека, и в зависимости от этого состояния классифицируются формы труда. Всего выделено 6 форм основной трудовой деятельности человека:
1) формы труда, требующие значительной мышечной активности. Характеризуются высоким напряжением физических сил и потребностью в длительном (до 50 % рабочего времени) отдыхе;
2) групповые формы труда (конвейерные). Монотония – одна из основных отрицательных особенностей такого труда, приводит к преждевременной усталости, быстрому нервному истощению, потере внимания, снижению скорости, реакции и возбудимости;
3) механизированные формы труда характеризуются вовлечением в работу отдельных мышц или частей тела (рук, ног), нередко требуют специальных знаний и двигательных навыков. Однообразие простых и большей частью локальных действий, малый объём воспринимаемой информации приводят к монотонности труда;
4) формы труда, связанные с частично автоматизированным производством. Непосредственную обработку предмета осуществляет механизм, задача человека ограничивается обслуживанием этого механизма (установка деталей, пуск, контроль за процессом и т. д.). Характеризуется монотонностью, утратой творческого начала, высокой ответственностью и постоянным нахождением в состоянии «оперативного ожидания»;
5) формы труда, связанные с управлением производственными процессами и механизмами. С физиологической точки зрения различают две основные формы управления производственным процессом.
В одних случаях пульты управления требуют частых активных действий человека, а в других – редких. В первом случае непрерывное внимание работника получает разрядку в многочисленных движениях или речедвигательных актах. Во втором – работник находится в состоянии «оперативного ожидания» (готовности к действию), его реакции малочисленны (соответственно диспетчер железной дороги и оператор электростанции);
6) формы интеллектуального (умственного) труда – это труд инженеров, врачей, учителей, артистов и т. п. Характеризуются необходимостью переработки большого объёма разнообразной информации с мобилизацией памяти, внимания, частым стрессовым состоянием и, как правило, незначительной двигательной активностью, что порождает патологию сердечно-сосудистой системы (гипокинезия, гиподинамия).
3.2. Статическая работа
Статическая работа характеризуется тем, что напряжение мышц развивается без изменения длины последних и без активного перемещения конечностей и всего тела. При статическом усилии с точки зрения физики внешняя механическая работа отсутствует, однако в физиологическом смысле она характеризуется теми активными процессами, которые протекают в нервно-мышечном аппарате и центральной нервной системе, обеспечивая поддержание напряженного состояния мышц.
Статическая работа характеризуется быстрым утомлением, поскольку напряжение мышц длится непрерывно, без пауз, без отдыха. При статической работе кровообращение в мышцах затруднено, что приводит к застою крови и накоплению неокисленных продуктов в организме в целом.
При статической работе наблюдается незначительное увеличение потребления кислорода, но после её прекращения потребление кислорода О2 резко возрастает и усиливается кровоток (феномен Лингарда, рис. 3.1).
В ряде случаев и другие физиологические показатели (частота пульса, дыхание и др.) непосредственно после статической работы увеличиваются.
При длительном поддержании статического напряжения утомление мышц, сочетаясь с недостаточным кровоснабжением, может привести к развитию заболеваний мышечной и нервной систем.
Рис. 3.1. Потребление кислорода при статической работе
3.3. Динамическая работа
Динамическая работа – это процесс сокращения мышц, приводящий к перемещению груза, а также тела человека или его частей в пространстве. В таком случае энергия организма расходуется на поддержание определённого напряжения в мышцах.
Динамическая работа всегда в какой-то степени сочетается со статической. Динамическая работа подразделяется на общую, региональную и локальную.
Общая мышечная работа выполняется более чем двумя третями массы скелетной мускулатуры. Это работы, где полностью или в значительной степени отсутствует механизация. Такие виды работ характеризуются высокими энергетическими затратами, низкими интеллектуальными и эмоциональными напряжениями.
Динамика потребления О2 в процессе динамической (физической) работы приведена на рис. 3.2.
В начале работы наблюдается постепенное возрастание потребления О2. Оно происходит до тех пор, пока не будет исчерпана ёмкость кислородоснабжающих органов и не достигнут предельный уровень потребления О2 данным индивидуумом, так называемый кислородный потолок. Если затраты энергии (потребление кислорода как показатель энергозатрат) не выше кислородного потолка, то наступает равновесие между скоростью образования и удаления продуктов распада.
Рис. 3.2. Динамика потребления кислорода в процессе динамической работы
При более высоких энергозатратах образуется кислородный дефицит и в организме идет накопление недоокислившихся продуктов, загрязнение организма, приводящее к появлению усталости.
Доокисление в организме продуктов жизнедеятельности происходит после окончания работы – идёт погашение кислородного долга. Кислородный долг рассматривается как часть кислородного запроса. Кислородный запрос – это количество кислорода, израсходованного в течение работы и ближайшего восстановительного периода.
Динамическая работа менее утомительна, благодаря чередованию процессов сокращения и расслабления мышц имеются паузы, во время которых нервные центры не посылают импульсов к мышцам и отдыхают.
Региональная мышечная работа выполняется преимущественно мускулатурой плечевого пояса и рук. В ней участвуют от одной до двух третей массы скелетной мускулатуры. Локальная мышечная работа выполняется менее одной трети скелетных мышц.
В условиях современного производства выполняется в основном региональная или локальная мышечная работа, требующая точности, координированности и быстрых движений.
3.4. Работоспособность и её динамика
Работоспособность – это величина функциональных возможностей организма, характеризующаяся количеством и качеством работы, выполняемой за определённое время при максимально интенсивном напряжении.
Уровень функциональных возможностей человека зависит от условий труда, состояния здоровья, возраста, степени тренированности, мотивации к труду и таких факторов, как организация рабочего места, предметы и орудия труда, психологический климат. Но даже при положительном наличии этих факторов во время трудовой деятельности функциональная способность организма и производительность труда изменяются на протяжении рабочей смены. Изменение работоспособности в течение рабочего дня имеет несколько фаз (рис. 3.3).
Динамика работоспособности одинакова до и после обеденного перерыва. После обеденного перерыва фаза врабатывания протекает быстрее, а фаза устойчивой работоспособности по уровню ниже и менее длительная, чем до обеда.
Рассмотренная динамика работоспособности весьма характерна и является классической. Отклонения от неё свидетельствуют о наличии неблагоприятных причин, как внешних, так и внутренних. На их устранение должна быть направлена организационно-техническая деятельность руководителей производства.
В соответствии с суточным циклом работоспособности наивысший уровень её отмечается в период 8–12 ч и 14–17 ч. Наименьшая работоспособность – 12–14 ч и 3–4 ч. С учётом этих закономерностей определяют сменность работы предприятий и перерывы на отдых в сменах.
В течение недели наивысшая работоспособность приходится на вторник, среду и четверг, в пятницу понижается до минимума, в понедельник относительно понижена вследствие врабатываемости.
Рис. 3.3. Фазы работоспособности в течение рабочего дня:
I, IV – фазы врабатывания продолжительностью несколько минут – 1,5 ч, а при умственном творческом труде – до 2–2,5 ч; II, V – фазы высокой устойчивой работы продолжительностью 2–2,5 ч; III, VI – фазы снижения работоспособности (проявляется в ухудшении состояния сердечно-сосудистой системы, в снижении внимания, появлении лишних движений, замедлении скорости решения задач); VII – кратковременное повышение работоспособности – конечный порыв
3.5. Оценка работоспособности
Оценка работоспособности осуществляется по специальным методикам с изучением состояния сердечно-сосудистой, мышечной систем, с учётом стихийно возникших перерывов в работе, роста числа ошибок, вида трудовой деятельности и т. д.
Для оценки способности отдельного индивидуума к выполнению физической (мышечной) работы используется показатель максимального потребления кислорода (МПК). Этот показатель основывается на оценке увеличения потребления О2 при возрастании мышечной работы и характеризует способность к выполнению работы определённой мощности.
Для определения общей работоспособности при современных видах труда, в том числе связанных с гипокинезией, используют показатель внешней механической работы PWC170. Величину его определяют путём сопоставления частоты сердечных сокращений при выполнении, например на велоэргометре, двух разных нагрузок по формуле
где PWC170 – экстраполируемая мощность работы при частоте сердечных сокращений 170 ударов/мин; W1, W2 – мощности заданных нагрузок, Вт; F1, F2 – частота сердечных сокращений при заданных нагрузках.
PWC 170 для здоровых мужчин в среднем 168 Вт, для женщин 105 Вт, для спортсменов – 163–327 Вт.
Для сопоставления полученную величину PWC170 делят на массу тела обследуемых, получив таким образом удельную мощность внешней работы, Вт/кг.
Исследованиями НИИ гигиены труда и профзаболеваний было показано, что женщины – работницы, имеющие удельную мощность ниже 2,3 Вт/кг, быстро утомляются на работе, не справляются с производственными заданиями. Проведение с ними регулярных физических тренировок на тренажерах позволило устранить эти недостатки.
По значению учащения пульса, времени его восстановления и его стабильности также можно оценивать физическое состояние человека. Резкие колебания частоты пульса, большое время его восстановления служат проявлением недостаточного приспособления организма к условиям работы.
3.6. Мышечная работа и её влияние на физиологическое состояние человека
Мышечная работа значительно изменяет физиологическое состояние человека. На сердечно-сосудистую систему она влияет из-за увеличения кровотока – минутный объём крови, выбрасываемой сердцем, увеличивается с 3–5 до 20–40 л. Учащение сокращений сердца до 140–180 в минуту, артериальное давление растёт до 180– 200 мм рт. ст.
Частота дыхания при интенсивной мышечной работе увеличивается с 10– 20 в покое, до 30–40 вдохов в минуту. При этом степень использования кислорода возрастает соответственно с 3–4 до 4–8 %.
Работа мышц приводит также к количественному и качественному изменению состава крови. Количественные изменения выражаются в увеличении числа лейкоцитов, эритроцитов и содержания гемоглобина, что обусловлено интенсивным сокращением селезёнки. Качественные изменения крови (при работе) проявляются в увеличении содержания молодых форм эритроцитов и лейкоцитов. Это позволяет ускорить доставку О2 к тканям, поскольку молодые формы эритроцитов легко отдают О2.
При длительной тяжёлой работе, приводящей к утомлению, может произойти уменьшение содержания эритроцитов, гемоглобина, инсулина и повышение вязкости крови. Таким образом, при умеренной физической работе создаются наиболее благоприятные условия для систем организма.
Конец ознакомительного фрагмента.