Основы физиологии труда

Динамическая работа —  процесс сокращения мышц, приводящий к перемещению груза, а также  самого тела человека или его частей в пространстве. При этом энергия  расходуется как на поддержание  определенного напряжения в мышцах, так и на механический эффект. Если максимальная масса поднимаемых вручную грузов не превышает 5 кг для женщин и 15 кг для мужчин, работа характеризуется как легкая (энергозатраты до 172 Дж/с); 5...10 кг для женщин и 15...30 кг для мужчин — средней тяжести; свыше 10 кг для женщин или 30 кг для мужчин—тяжелая.

Напряженность труда характеризуется эмоциональной нагрузкой на организм при труде, требующем преимущественно интенсивной работы мозга по получению и переработке информации. Кроме того, при оценке степени напряженности учитывают эргономические показатели: сменность труда, позу, число движений и т.п. Так, если плотность воспринимаемых сигналов не превышает 75 в час, то работа характеризуется как легкая; 75...175—средней тяжести; свыше 176— тяжелая работа. I    В соответствии с гигиенической классификацией труда (Р.2.2.013 — 94) условия труда подразделяются на четыре класса: 1—оптимальные; 2—допустимые; 3—вредные; 4—опасные (экстремальные).

Оптимальные условия  труда обеспечивают максимальную производительность труда и минимальную напряженность организма человека. Оптимальные нормативы установлены для параметров микроклимата и факторов трудового процесса. Для других факторов условно применяют такие условия труда, при которых уровни неблагоприятных факторов не превышают принятых в качестве безопасных для населения (в пределах фона).

Допустимые условия  труда характеризуются такими уровнями факторов среды и трудового процесса, которые не превышают установленных гигиеническими нормативами для рабочих мест. Изменения функционального состояния организма восстанавливаются во время регламентированного отдыха или к началу следующей смены, они не должны оказывать неблагоприятное воздействие в ближайшем и отдаленном периоде на здоровье работающего и его потомства. Оптимальный и допустимый классы соответствуют безопасным условиям труда.

Вредные условия труда характеризуются уровнями вредных производственных факторов, превышающими гигиенические нормативы и оказывающими неблагоприятное воздействие на организм работающего и (или) его потомство.

Вредные условия труда (3-й класс) подразделяют на четыре степени вредности. Первая степень (3.1) характеризуется  такими отклонениями от гигиенических  нормативов, которые, как правило, вызывают обратимые функциональные изменения и обусловливают риск развития заболевания. Вторая степень (3.2) определяется такими уровнями производственных факторов, которые могут вызывать стойкие функциональные нарушения, приводящие в большинстве случаев к росту заболеваемости, временной утрате трудоспособности, повышению частоты обшей заболеваемости, появлению начальных признаков профессиональной патологии.

При третьей степени (3.3) воздействие  уровней вредных факторов привадит, как правило, к развитию профессиональной патологии в легких формах, росту хронической общесоматической патологии, в том числе к повышению уровня заболеваемости с временной утратой трудоспособности. В условиях труда четвертой степени (3.4) могут возникнуть выраженные формы профессиональных заболеваний; отмечается значительный рост хронической патологии и высокие уровни заболеваемости с временной утратой трудоспособности.

Степень вредности 3-го классы по гигиенической  классификации устанавливают в  баллах. Число баллов по каждому  фактору х_фi проставляют в карте условий труда с учетом продолжительности его действия в течение смены: х_фi = Д_стi,T_i, где x_стi —степень вредности фактора или тяжести работ по гигиенической классификации труда; T_i = т_фi/ Т_pc — отношение времени действия факторов т_f к продолжительности рабочей смены т_pc, если т_фi ≥ т_pc , то T_i = 1,0.

Для определения конкретных размеров доплат условия труда оценивают по сумме значений фактических степеней вредности, тяжести и напряженности труда

X_фак = x _ф1 + x  _ф2  +  ... +x_фn =å _{фi .}

 

Экстремальные условия  труда характеризуются такими уровнями производственных факторов, воздействие которых в течение рабочей смены (или ее части) создает угрозу для жизни, высокий риск возникновения тяжелых форм острых профессиональных поражений.

3. Физиологические  изменения в организме при  работе.

Любой труд представляет собой сложный  комплекс физиологических процессов, в который вовлекаются все  органы и системы человеческого  тела. Огромную роль в этой деятельности играет центральная нервная система, обеспечивающая, координацию функциональных изменений, развивающихся в организме при выполнении работы.

Трудовая деятельность осуществляется благодаря затратам энергии мускулов, нервов человеческого, мозга. Источником химической энергии, превращающейся в механическую работу мышц является АТФ. Под влиянием нервных импульсов эта кислота взаимодействует с сократительной белковой структурой мышцы, причём происходит диссоциация актомиозина на его компоненты, изменение конфигурации белковых молекул и т. д.

Именно комплекс всех явлений и  ведет к сокращению мышечного  волокна, в процессе которого участвуют  ионы солей. Во время расслабления мышцы  утратившая фосфор АТФ вновь фосфорилируется  за счет фосфокреатинина. Затем начинаются процессы гликолиза и окислительного распада глюкозы, сопровождающегося связыванием фосфорной кислоты, отщеплённой от АТФ в процессе сокращения.

Таким образом, энергия,  получающаяся при распаде углеводов, используется  для выполнения механической работы не непосредственно, а через образование особых фосфорных соединений.

Количество кислорода служит критерием  интенсивности выполняемой физической работы.

В процессе физической деятельности изменяются не только мышцы, но и другие органы и системы организма. Например, увеличивается объем лёгочной вентиляции, обуславливаемый как учащение  так и углублением дыхания, причем у тренированных лиц преобладает углубленное дыхание.

Происходят изменения и сердечно-сосудистой системы, где физическая нагрузка вызывает возрастание минутного объема в  следствии учащения сокращений и увеличения ударного объема сердца. Кроме того, мышечная работа вызывает, как правило, известное повышение максимального артериального давления; минимальное же обычно возрастает лишь при сравнительно больших физических условиях.

Из биохимических изменений  крови обращает на себя внимание динамика сахарной кривой. При работах средней  тяжести уровень сахара в крови  несколько повышается, причем повышенное его содержание сохраняется некоторое  время и в течении восстановительного периода.

При значительных энергетических затратах возможна гипогликемическая реакция, свидетельствующая о начинающемся истощении углеводных резервов организма  или о недостаточной их мобилизации.  

Резкое повышение содержания молочной кислоты, сопровождающееся одновременно падением резервной щелочности крови, наблюдается при тяжелых работах, производимых в условиях кислородной задолженности. Длительные физические усилия умеренной мощности вызывают только первоначальное повышение содержания молочной кислоты в крови.

Могут наблюдаться определённые изменения  водно-солевого обмена при работе в  горячих цехах или при выполнении тяжелой физической работы. При этом значительное повышение деятельности потовых желез может снижать  выделительную функции почек.

При тяжелой физической нагрузке возможно торможение секреции и моторной функции желудка, а также замедление переваривания и всасывания пищи.

Мышечная работа разновидной интенсивности  может вызывать сдвиг разных отделов  центральной нервной системы, в  том числе и коры головного мозга.

Напротив умеренная работа улучшающая условно-рефлекторную деятельность и  снижает порог восприятия для  указанных анализаторов.

Некоторые особенности физиологических  изменений в организме имеют  место при выполнении умственной работы с преимущественным участием высшей нервной деятельности. Отмечено что при интенсивной умственной деятельности (в отличи от физической работы) газообмен или совсем не изменяется или изменяется незначительно.

Умственный труд обычно вызывает замедление пульса и лишь иногда значительные умственные напряжения учащают пульс за счёт уменьшения диастолы. При умственной работе повышается кровяное давление, учащается дыхание, увеличивается кровенаполнение сосудов мозга, но уменьшается кровенаполнение сосудов конечной и брюшной полости.

Напряженный умственный труд вызывает отклонения от тонуса гладких мышц внутренних органов, кровеносных сосудов, в особенности сосудов головного  мозга и сердца.

Интенсивная умственная работа, как  и физическая так и умственная, может привести как к утомлению и к переутомлению.

4. Утомление  и переутомление и их последствия.

 Под утомлением понимают  особое физиологическое состояние  организма, возникающее после  проделанной работы и выражающееся  во временном понижении работоспособности.

Работоспособность—величина функциональных возможностей организма человека, характеризующаяся количеством и качеством работы, выполняемой за определенное время. Во время трудовой деятельности работоспособность организма изменяется во времени. Различают три основные фазы сменяющих друг друга состояний человека в процессе трудовой деятельности:

— фаза врабатывания, или нарастающей  работоспособности; в этот период уровень  работоспособности постепенно повышается по сравнению с исходным; в зависимости от характера труда и индивидуальных особенностей человека этот период длится от нескольких минут до 1,5 ч, а при умственном творческом труде —до 2...2,5 ч;

—фаза высокой устойчивости работоспособности; для нее характерно сочетание высоких трудовых показателей с относительной стабильностью или даже некоторым снижением напряженности физиологических функций; продолжительность этой фазы может составлять 2...2,5 ч и более в зависимости от тяжести и напряженности труда;

— фаза снижения работоспособности, характеризующаяся уменьшением функциональных возможностей основных работающих органов человека и сопровождающаяся чувством усталости.

Один из объективных признаков  - это снижение производительности труда, субъективно же оно обычно выражается в ощущении усталости  т.е. в нежелании или даже невозможности дальнейшего продолжения работы. Утомление может возникать при любом виде деятельности.

Утомление связанно с изменениями  физиологического состояния всего  организма в результате длительной или тяжелой работы, причем отдельное  значение имеет нарушение, возникающие в центральной нервной системе.

При длительном воздействии на организм вредных факторов производственной среды может развиться переутомлением, называемое иногда хроническим утомлением, когда ночной отдых полностью  не восстанавливает снизившуюся за день работоспособность.

Основой для возникновения переутомления  служит постоянное несоответствие продолжительности  и тяжести работы и времени  отдыха. Кроме того, развитию переутомления  могут способствовать неудовлетворительная обстановка труда, неблагоприятные бытовые условия, плохое питание.

Симптомы переутомления – различные  нарушения со стороны  нервно-психической  сферы, например ослабление внимания и  памяти. Наряду с этим у переутомленных людей часто наблюдаются головные боли, расстройства сна (бессонница) ухудшение аппетита и повышенная раздражительность.

Кроме того, хроническое переутомление  обычно вызывает ослабление организма, снижение его сопротивляемости внешним  воздействиям, что выражается в повышении  заболеваемости и травматизма. Довольно часто это состояние предрасполагает к развитию неврастении и истерии. 

5. Эргономика и техническая эстетика

Внешняя среда, окружающая человека на производстве, влияет на организм человека, на его физиологические функции, психику, производительность труда.

Проблемами приспособления производственной среды к возможностям человеческого  организма занимается наука эргономика¹. Эргономика изучает систему "человек — орудие труда — производственная среда"  как единый процесс и ставит своей задачей разработать рекомендации по его оптимизации. Оптимизация этого процесса предполагает поставить человека в наиболее благоприятные условия при выполнении функциональных задач. Она включает разработку научно обоснованных организационно-технических требований и решений к орудиям и процессам труда, окружающей среде с учетом особенностей человека: физиологических, психологических и антропометрических.

Эргономика использует рекомендации таких наук, как биология, психология, физиология, гигиена труда, химия, физика, математика, кибернетика и др. Роль эргономики с каждым годом возрастает, особенно в период внедрения механизации и автоматизации технологических процессов.

Для оценки качества производственной среды используются следующие эргономические показатели :

• гигиенические — уровень освещенности, температура, влажность, давление, запыленность, шум, радиация, вибрация и др.;

• антропометрические — соответствие изделий антропометрическим свойствам человека (размеры, форма). Эта группа показателей должна обеспечивать рациональную и удобную позу, правильную осанку, оптимальную хватку руки и т. д., предохранять человека от быстрого утомления;