Формирование и развитие гигиены труда в России

 

8. Механизм и энергетика мышечного сокращения. Затраты энергии при различных видах работы. Критерии оценки тяжести труда.

Изменение механического  состояния миофибриллярного сократительного  аппарата мышечных волокон называется сокращением. Внешнее сокращение проявляется  в изменении или напряжения, или  длины мышцы, или и того и другого. При этом потенциальная химическая энергия превращается в механическую и может совершаться механическая работа.  
При произвольной внутренней команде сокращение мышцы человека начинается примерно через 0.05 с (50 мс). За это время моторная команда передается от коры больших полушарий к мотонейронам спинного мозга и по двигательным волокнам к мышце. Подойдя к мышце, процесс возбуждения должен с помощью медиатора преодолеть нервно-мышечный синапс, что занимает примерно 0.5 мс. Медиатором здесь является ацетилхолин, который содержится в синаптических пузырьках в пресинаптической части синапса. Нервный импульс вызывает перемещение синаптических пузырьков к пресинаптической мембране, их опорожнение и выход медиатора в синаптическую щель. Действие ацетилхолина на постсинаптическую мембрану чрезвычайно кратковременно, после чего он разрушается ацетилхолинэстеразой на уксусную кислоту и холин. По мере расходования запасы ацетилхолина постоянно пополняются путем его синтезирования в пресинаптической мембране. Однако, при очень частой и длительной импульсации мотонейрона расход ацетилхолина превышает его пополнение, а также снижается чувствительность постсинаптической мембраны к его действию, в результате чего нарушается проведение возбуждения через нервномышечный синапс. Эти процессы лежат в основе периферических механизмов утомления при длительной и тяжелой мышечной работе.

Энергетика мышечных сокращений.

В динамическом режиме работоспособность  мышцы определяется скоростью расщепления  и ресинтеза АТФ. При этом скорость расщепления АТФ может увеличиваться в 100 раз и более. Ресинтез АТФ может обеспечиваться за счет окислительного расщепления глюкозы. Действительно, при умеренных нагрузках ресинтез АТФ обеспечивается повышенным потреблением мышцами глюкозы и кислорода. Это сопровождается увеличением кровотока через мышцы примерно в 20 раз, увеличением минутного объема сердца и дыхания в 2—3 раза. У тренированных лиц (например, спортсмена) большую роль в обеспечении повышенной потребности организма в энергии играет повышение активности митохондриальных ферментов. 
При максимальной физической нагрузке происходит дополнительное расщепление глюкозы путем анаэробного гликолиза. Во время этих процессов ресинтез АТФ осуществляется в несколько раз быстрее и механическая работа, производимая мышцами также больше, чем при аэробном окислении. Предельное время для такого рода работы составляет около 30 с, после чего возникает накопление молочной кислоты, т. е. метаболический ацидоз, и развивается утомление. 
Анаэробный гликолиз имеет место и в начале длительной физической работы, пока не увеличится скорость окислительного фосфорилирования таким образом, чтобы ресинтез АТФ вновь сравнялся с его распадом. После метаболической перестройки спортсмен обретает как бы второе дыхание.

В цитоплазме каждой клетки, а также в митохондриях, хлоропластах и ядрах содержится аденозинтрифосфорная кислота (АТФ). Она поставляет энергию  для большинства реакций, происходящих в клетке. С помощью АТФ клетка синтезирует новые молекулы белков, углеводов, жиров, избавляется от отходов, осуществляет активный транспорт веществ, биение жгутиков и ресничек и т. д.

Расход энергии при работе

Основной обмен у  здорового взрослого человека равен  в среднем 1 700-2000 Ккалорий. При мышечной работе расход энергии быстро возрастает: чем тяжелее мышечная работа, тем больше энергии тратит человек. По количеству затрачиваемой энергии людей разных профессий можно разделить на несколько групп.

Первая группа. Работа в сидячем положении, не требующая  больших мышечных движений: офисные  работники (секретарь, библиотекарь, фармацевт  и т.п.) они тратят в среднем 2 200 - 2 400 больших калорий.

Вторая группа. Мышечная работа в сидячем положении (ювелир, регистратор, учитель) они тратят около 2 600 - 2 800 ккалорий.

Третья группа. Умеренная  мышечная работа (почтальон, врач, официант, диджей) - 3 000 ккалорий.

Четвертая группа. Напряженная  мышечная работа (маляр, автослесарь, тренер, дирижер) 3 400 - 3 600 ккалорий.

Пятая группа. Тяжелый  физический труд (цеховой рабочий, профессиональный спортсмен) - 4 000 ккалорий.

Шестая группа. Очень  тяжелый труд (каменщик, шахтер) - 5 000 ккалорий и более.

При умственной работе затрачивается  очень небольшое количество энергии. Поэтому умственная работа – не повод есть шоколадки.

Интенсивность труда  характеризует количество труда, затрачиваемого в единицу рабочего времени, и  является важнейшей компонентой  тяжести труда, определяющей суммарное  воздействие всех факторов трудового  процесса на организм работающих. Соотношение  понятий интенсивности и тяжести  труда является предметом дискуссий.

К основным факторам, влияющим на интенсивность труда, относятся:

степень занятости работника  в течение рабочего дня;

темп труда, т. е. количество рабочих движений в единицу времени;

усилия, необходимые  при выполнении работы, которые зависят  от массы перемещаемых предметов, особенностей оборудования, организации труда;

количество обслуживаемых  объектов (станков, рабочих мест и  т. д.);

размеры предметов труда;

величина партий заготовок;

специализация рабочего места;

санитарно-гигиенические  условия труда;

формы взаимоотношений  в производственных коллективах.

Измерение интенсивности  и тяжести труда представляет весьма сложную проблему, которая  до сих пор не имеет удовлетворительного  решения.

Методы оценки интенсивности  и тяжести труда учитывают:

затраты энергии работников;

темп работы;

мнения работников о  степени утомления;

психофизиологические  характеристики утомления.

 

 

 

 

 

9. Влияние физической работы на систему дыхания. Динамика потребления кислорода при различных видах работы.

 

Работающие мышцы потребляют значительно больше кислорода , чем в покое, поэтому процессы доставки к ним кислорода, включая внешнее дыхание и перенос кислорода кровью , должны протекать более интенсивно. Во время напряженной работы поглощение кислорода может повышаться до 4 л/мин (в покое - 300 мл/мин). Это возможно лишь при существенном увеличении вентиляции легких. В тех пределах, в которых уровень метаболизма изменяется при длительной нагрузке, вентиляция легких возрастает прямо пропорционально поглощению кислорода.

Ряд данных свидетельствует  о том, что определенное значение для увеличения вентиляции легких при  физической нагрузке имеет центральная  коиннервация дыхательных центров . Импульсы от двигательных центров проводятся не только к рабочей мускулатуре, но также к дыхательным центрам , вызывая возбуждение дыхательных нейронов . В условиях стационарного состояния, при котором дыхание и гемодинамика точно соответствуют интенсивности работы, величина вентиляции, по-видимому, определяется целым рядом факторов - не только центральной коиннервацией дыхательных центров , но и влиянием химических агентов, и афферентацией от механорецепторов и хеморецепторов работающих мышц. Скорость возврата показателей вентиляции легких к уровню покоя зависит в основном от химических факторов крови .

 

10. Изменения в деятельности сердечно-сосудистой системы при работе. Влияние работы на биохимический и морфологический состав крови.

 

В покое минутный объем  сердца колеблется в пределах 3,5—5,5 л, при мышечной работе он достигает 30—40 л. Между величиной минутного  объема сердца, мощностью мышечной работы и потреблением кислорода  существует линейная зависимость, однако только в том случае, когда имеется  устойчивое состояние потребления  кислорода. Это видно из данных, приведенных  в табл. 8.

Увеличение минутного  объема сердца происходит за счет учащения сокращений и увеличения ударного (систолического) объема сердца. Систолический объем  сердца в покое колеблется в пределах 60—80 мл; при работе же он может увеличиваться  вдвое и более, что зависит  от функционального состояния сердца, условий наполнения его кровью, тренировки. У хорошо тренированного человека систолический  объем может при умеренной  частоте пульса достигать высоких  величин (до 200 мл). 
Устанавливающийся в связи с работой новый уровень деятельности сердечно-сосудистой системы обеспечивается в основном благодаря нервным и в меньшей мере гуморальным влияниям. При этом образование условнорефлекторных связей способствует установлению этого нового уровня еще до начала работы. Во время работы происходят дальнейшие изменения деятельности сердечно-сосудистой системы. 
Поступление крови в сердце обусловливается венозным притоком и длительностью диастолы. Венозный приток при работе увеличивается. Рефлекторно воздействием на проприорецепторы вызывается расширение сосудов мышц и поверхностных сосудов и одновременно сужение внутренних сосудов — «чревный рефлекс». Кровь из мышц перегоняется в вены и сердце, причем скорость движения крови пропорциональна количеству мышечных движений (действие «мышечного насоса»), Такое же действие оказывает перемещение диафрагмы. 
Длительность диастолы во время работы укорачивается. Механизм укорочения рефлекторный — через барорецепторы в устьях полых вен и проприоцепторы работающих мышц. Общий результат — учащение сердечных сокращений. 
Физическая работа приводит к уменьшению содержания в крови инсулина (поджелудочная железа) и адреналина (надпочечники). Следует отметить, что на изменение работы эндокринной системы большое влияние может оказывать психическая напряжённость труда (лётчики, гонщики).  
Работа, как раздражитель, изменяет состав крови. Увеличивается число эритроцитов (норма для мужчин 4,5-5,5, для женщин 3,9-4,7 млн./мм3), повышается содержание гемоглобина (показатель нормы для мужчин 130-160, для женщин 120-140), увеличивается общее число лейкоцитов (норма 4-9 тыс./мм3). Однако очень тяжёлая работа может способствовать уменьшению содержания эритроцитов и гемоглобина.

 

11. Функциональные изменения отдельных органов и систем при физической работе и методы оценки.

 

Степень перестройки  различных функции организма под воздействием физической нагрузки зависит от мощности и характера двигательной деятельности.

При работе относительно постоянной мощности степень функциональных сдвигов зависит от уровня этой мощности, уровня работоспособности и уровня спортивного мастерства. Мощность работы соответствует:

уровню потребления  кислорода в единицу времени,

минутному объему крови;

минутному объему дыхания,

частоте сердечных сокращений (ЧСС).

Существует прямо  пропорциональная зависимость между  уровнем потребления кислорода, ЧСС, минутного объема дыхания и  кровообращения, с одной стороны, и мощностью работы, с другой стороны, которая позволяет использовать различные нагрузочные тесты  с регистрацией данных показателей  для оценки работоспособности спортсмена.

При одинаковой мощности мышечной работы функциональные сдвиги больше у менее подготовленных лиц, а так же у женщин по сравнению  с мужчинами и у детей по сравнению со взрослыми.

Работа переменной мощности характерна для:

спортивных игр;

единоборств;

стандартных ациклических упражнениях;

при рывках, спуртах, финишировании  в циклических упражнениях.

Каждое изменение  мощности работы требует нового сдвига активности различных органов и  систем организма спортсмена. При  этом быстрые изменения в деятельности ЦНС и двигательного аппарата, не могут сопровождаться столь же быстрыми перестройками вегетативного  обеспечения работы. На этот переходный процесс затрачивается некоторое  время, в которое ткани организма  испытывают недостаточность кислородного снабжения и возникает кислородный долг. Чем больше спортсмен адаптирован к работе переменной мощности, тем меньше у него время задержки, быстрее возникают сдвиги в дыхании, кровообращении, энергозатратах и накапливается меньший кислородный долг.

Вегетативные системы  у адаптированных спортсменов становятся более лабильными – они легче  повышают функциональную активность при  повышении мощности работы и быстрее  успевают восстанавливаться при  каждом ее снижении, даже в процесс  работы.

Отмечают несколько  важнейших физиологических критериев, определяющих текущий уровень работоспособности  и адаптированность организма спортсмена к физическим нагрузкам.

Первый критерий заключается  в том, что скорость перестройки  деятельности отдельных органов  и систем организма от уровня покоя  на оптимальный рабочий уровень  и скорость обратного перехода к  уровню покоя, характеризует хорошую  приспособленность к физическим нагрузкам.

Второй критерий определяется длительностью удержания рабочих  сдвигов различных функций на оптимальном рабочем уровне. Он обеспечивает адаптацию к работе постоянной мощности.

Третий критерий зависит  от величины функциональных сдвигов  при одинаковой работе, что определяет более высокую подготовленность спортсмена к более экономичному выполнению нагрузки

Четвертый критерий это  соответствие перестроек вегетативных функций переменному характеру  работы, что характеризет адаптацию к работе переменной мощности.

Для тестирования адаптации  спортсменов к работе переменной мощности используют физические нагрузки, в которых в случайном порядке  или с определенной закономерностью  варьируют мощность работы и при  этом регистрируют ЧСС.

 

 

 

 

 

 

12. Виды труда с преобладанием нервно-эмоционального напряжения. Влияние на организм работающих. Критерии оценки напряженности труда.

 

Нервно-эмоциональное напряжение - связно з наличием аварийных ситуаций, напряжением внимания и слухового анализатора в условиях шума. Нервно-эмоциональное напряжение может быть вызвано ответственностью за выполняемую работу, высокими требованиями к качеству работы, сложностью или необычностью работы, особенно в условиях дефицита времени. Любая умственная работа вызывает нервно-эмоциональное напряжение, а так же к работам с нервно – эмоциональным напряжением относится: диспетчера, операторы и др.

Длительная работа в  условиях постоянного нервно-эмоционального напряжения может привести к сердечно-сосудистым заболеваниям. При выполнении человеком умственной работы с нервно-эмоциональным напряжением имеют место сдвиги в вегетативных функциях человека: повышение кровяного давления, изменение ЭКГ, увеличение легочной вентиляции и потребление кислорода, повышение температуры тела. 

Напряженность труда - характеристика трудового процесса, отражающая нагрузку преимущественно на центральную  нервную систему, органы чувств, эмоциональную  сферу работника. 
К факторам, характеризующим напряженность труда, относятся: интеллектуальные, сенсорные, эмоциональные нагрузки, степень монотонности нагрузок, режим работы.

Напряженность трудового  процесса оценивают в соответствии с настоящими “Гигиеническими критериями оценки условий труда по показателям  вредности и опасности факторов производственной среды, тяжести и  напряженности трудового процесса”. 
Оценка напряженности труда профессиональной группы работников основана на анализе трудовой деятельности и ее структуры, которые изучаются путем хронометражных наблюдений в динамике всего рабочего дня, в течение не менее одной недели. Анализ основан на учете всего комплекса производственных факторов (стимулов, раздражителей), создающих предпосылки для возникновения неблагоприятных нервно-эмоциональных состояний (перенапряжения). Все факторы (показатели) трудового процесса имеют качественную или количественную выраженность и сгруппированы по видам нагрузок: интеллектуальные, сенсорные, эмоциональные, монотонные, режимные нагрузки.