Физиологические изменения в организме при работе

Во время работы происходят существенные морфологические, физические и химические изменения крови. Увеличивается количество эритроцитов, гемоглобина и лейкоцитов за счёт поступления из депо (селезенки), так и усиления эритропоэза и лейкопоэза. Повышение осмотического давления и вязкости крови связано с увеличением количества форменных элементов и уменьшения в плазме крови воды, которая из крови диффундирует в работающие мышцы. Концентрация сахара в крови с 80-90 мг% возрастает до 130-150 мг%, а при тяжелой работе снижается до 60 мг% и ниже. Значительно возрастает содержание сахара в крови при работе, связанной с большим эмоциональным напряжением. При выполнении работ различной тяжести изменяется содержание в крови молочной кислоты: от 1,1-2,8 ммоль/л в норме, то при очень тяжелой работе – 5,6-6,7 ммоль/л. Легкая или среднетяжелая работа не вызывает накопления молочной кислоты, так как она успевает окислятся и ресинтезироваться. В покое ткани забирают 20-30% кислорода, а при работе до 70%. Отношение артериально-венозной разности кислорода к кислородной ёмкости называется коэффициентом утилизации кислорода. При работе в результате гипервентиляции содержание углекислоты в крови уменьшается.

Изменения в сердечнососудистой системе: систолический объём сердца увеличивается с 60-80 мл, при мышечной работе вдвое и более. Между интенсивностью работы и частотой пульса имеется определенная зависимость: при легких работах частота пульса превышает 100-120 ударов в минуту, при тяжелой работе пульс может достигать 140-160 ударов в минуту и более. Изменяется кровяное давление: максимальное давление увеличивается, а минимальное не изменяется. Минутный объём сердца, частота пульса и кровяное давление обычно нормализуются позже других функций.

В процессе работы отмечается выраженные сдвиги функции дыхания. Повышенная потребность в кислороде и удаление из организма углекислого газа обеспечивается учащением и углублением дыхания. Число дыханий с 12-24 в минуту возрастает до 30-35 и более. Легочная вентиляция с 4-10 л/мин возрастает до 50-100 л/мин и более. Потребление кислорода от 150-300 мл/мин при выполнении тяжелой работы увеличивается в 10-15 раз.

Ведущим физиологическим критерием состояния организма является потребление кислорода. Количество кислорода, потребляемого человеком натощак в состоянии мышечного покоя, лёжа, является показателем обмена, необходимого для поддержания жизненно важных функций в покое, т.е. основного обмена.

На основной обмен влияют пол, возраст, рост, масса и поверхность тела, состав пищи, климатические условия и др. Потребность организма в кислороде тем больше, чем тяжелее труд. Количество кислорода, необходимое для полного окисления продуктов распада в минуту, называется «кислородным запросом», а максимальное количество кислорода, которое организм может получить в минуту, обозначается как «кислородный потолок».

«Кислородный потолок» при выполнении физической работы у нетренированных людей составляет около 3 л/мин, а у тренированных может достигать 4-5 л/мин. Сначала работа сопровождается неполным удовлетворением «кислородного запроса», вследствие чего накапливается «кислородный долг». Это объясняется тем, что энергетические процессы в мышце при её сокращении происходят мгновенно, а доставка кислорода увеличивается не сразу. Когда доставка кислорода соответствует «кислородному запросу», наступает устойчивое потребление кислорода.

«Кислородный долг», образовавшийся в начале работы, полностью погашается после прекращения работы, в период восстановления. При тяжелой работе потребление кислорода всё время растёт вплоть до достижения «кислородного потолка». Если «кислородный запрос» при работе превышает «кислородный потолок», то наступает так называемое ложное устойчивое состояние; при этом потребление кислорода отражает лишь «кислородный потолок», а не истинную потребность в кислороде. Восстановительный период при этом значительно удлиняется. Следовательно, по потреблению кислорода и продолжительности восстановительного периода можно судить о тяжести работы.

Утомление и переутомление

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 часов, а при умственном творческом труде – до 2-2,5 часов;

- фаза высокой устойчивости работоспособности; для неё характерно сочетание высоких трудовых показателей с относительной стабильностью или даже некоторым снижением напряженности физиологических функций; продолжительность этой фазы может составлять 2-2,5 часов 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 оно же выражается в ощущении усталости, т.е. в нежелании или невозможности дальнейшего продолжения работы. Утомление может возникать при любом виде деятельности.

Утомление связано с изменениями физиологического состояния всего организма, а 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 переутомление, 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.

Важной мерой профилактики является обоснование и внедрение в производственную деятельность определенных принципов, которые включают: постепенное вхождение в работу, поддержание оптимального ритма труда, соблюдение определенной последовательности выполняемых операций, правильное чередование труда и отдыха, создание рациональных санитарно-технических условий на предприятиях.

Немалое значение в повышении работоспособности имеют положительные эмоции, что обеспечивается правильной организацией производственного процесса, оптимальным микроклиматом, нормальными гигиеническими условиями на рабочих местах (эргономика рабочего места), хорошей организацией бытовых условий, питания и отдыха. Важное место в формировании положительных эмоций принадлежит средствам промышленной (технической) эстетики – созданию цветового климата, производственной музыке, организации доброжелательных отношений в коллективе.

Различают следующие методы исследования физиологических функций:

1. Методы исследования состояния эффекторных органов: динамометрия, определение силы и выносливости мышц, возбудимости, хронаксии и лабильности мышц.

2. Методы исследования состояния анализаторов: определение чувствительности и хронаксии зрительного аппарата, определение критической частоты слияния световых мельканий, определение критической частоты слияния (исчезновения) мелькающего фосфена, аудиометрия, определение точности кинестезического анализа, ольфактометрия и др.

3. Методы исследования динамики нервных процессов и состояния нервных центров: сенсомоторные методики, речедвигательная методика и др.

4. Методы исследования функций сердечно-сосудистой и дыхательной систем: пульсометрия, спирометрия, измерения артериального давления, определение потребления кислорода, и расхода энергии.

5. Методы исследования точности координации движения: циклография, киноциклография, электромиография, тремография и др.

6. Методы исследования эффективности мыслительных процессов: анализ таблиц, чисел, исследования контрольных функций.

7. Методы исследования динамики работоспособности и производительности труда: хронометраж рабочих действий, корректурные испытания, процент допущенного брака.

8. Методы исследования функционального состояния ряда систем: функциональные пробы.

Для изучения динамики работоспособности и разработке мероприятий по профилактике переутомления, из большого числа физиологических методов выбирают те, которые наиболее полно отражают ведущую функцию организма в конкретных производственных условиях. Например, при тяжелом физическом труде к таким относятся методы, отражающие затраты энергии и изменения состояния функций дыхательной и сердечно-сосудистой системы.