Особенности трудовой деятельности человека. Физиологические основы трудовой деятельности

Все виды работ, выполняемых человеком, совершенствуются при участии определенных групп мышц, которые, сокращаясь, производят ту или иную работу в физическом понимании этого слова. Для выполнения ее мышцы затрачивают соответствующее количество энергии, пополнение которой происходит за счет потребления питательных веществ, поступающих постоянно с кровотоком. Этим же кровотоком от работающих мышц уносятся отработанные вещества — продукты окисления. Основным источником энергии для работающих мышц является гликоген, а процесс горения заключается в его окислении, то есть соединении с кислородом, также поступающим в кровь. Этот сложный биохимический процесс происходит посредством ряда промежуточных реакций, при участии других веществ и под влиянием так называемых ферментов, играющих роль ускорителей реакций. Конечным продуктом биохимических процессов в работающей мышце является молочная кислота, которая окисляется и удаляется кровотоком.

В состоянии покоя для работы мышц и внутренних органов человек в среднем потребляет кислорода 200-250 см2/мин. Это называется основным обменом. При выполнении какой-либо физической работы окислительные процессы в организме усиливаются за счет включения в работу дополнительных групп мышц, и, следовательно, увеличивается потребление кислорода. По потреблению кислорода в единицу времени можно судить о тяжести выполняемой физической работы. Физические работы условно принято делить на три группы по степени их тяжести. В основе такого деления лежит потребление кислорода как один из доступных для измерения и объективных показателей энергетических затрат. К числу легких относятся такие работы, при которых потребление кислорода не превышает 0,5 л/мин., то есть не более чем в 2-2,5 раза выше основного обмена (в полном покое). При работах средней тяжести потребление кислорода — от 0,5 до 1,0 л/мин., то есть в 2-4 раза выше основного обмена. Тяжелые работы требуют потребления кислорода выше 1,0 л/мин. Нередко эти показатели потребления кислорода пересчитывают в энерготраты, что соответственно равно: для легкой работы — до 150 ккал/ч, для средней — 150-250 ккал/ч., для тяжелой — более 250 ккал/ч.

К категории легких относятся, например, работы, связанные с ходьбой, но не требующие систематического физического напряжения или поднятия и переноски тяжестей (основные процессы швейного производства, точного приборостроения и машиностроения, полиграфической промышленности, работы контролеров, работников связи). К категории средней тяжести относятся работы, связанные с постоянной ходьбой, переноской небольших тяжестей (до 10 кг) и выполняемые стоя (основные процессы в прядильно-ткацком производстве, в механосборочных цехах, в механизированных мартеновских, прокатных, литейных, кузнечных, термических цехах).

К категории тяжелых относятся работы, связанные с систематическим физическим напряжением, а также с постоянными передвижениями и переноской значительных (свыше 10 кг) тяжестей (цехи кузнечные с ручной ковкой, литейные с ручной набивкой и заливкой опок).

Для увеличения доставки кислорода и других питательных веществ, а также для удаления быстро накапливающейся молочной кислоты в работающих мышцах сердечно-сосудистая система увеличивает кровоток. Этот процесс идет в двух направлениях: учащения числа сердечных сокращений за единицу времени (пульса) и увеличения объема каждого сердечного сокращения.

В нормальных условиях сердце взрослого здорового человека проталкивает около 70 см3 крови за каждое сокращение (ударный объем) и делает за 1 мин. 60-70 таких сокращений; при тяжелой работе количество крови, проталкиваемое сердцем за одно его сокращение, может увеличиться до 130-150 см3, а частота сокращений — до 150-170 уд./мин., а иногда и более.

Увеличение количества крови, проталкиваемой сердцем через всю сосудистую систему за единицу времени, вызывает повышение кровяного давления в этих сосудах. При тяжелых работах максимальное кровяное давление иногда повышается до 170-180 мм рт. ст., в то время как в норме у здорового человека средних лет оно равно 120-140 мм.

Несмотря на мобилизацию столь больших резервов сердечно-сосудистой системы, поддержание нормальной мышечной работы на должном уровне сколько-нибудь длительное время не может быть обеспечено, так как вскоре снижается насыщение крови кислородом и в мышцах ощущается его недостаток. Пополнение кислорода в подобных случаях осуществляется посредством учащения дыхания и увеличения его глубины. Так, в нормальном состоянии у взрослого человека бывает 16-20 дыханий в минуту, при этом через легкие проходит 6-8 л воздуха (легочная вентиляция). При тяжелых работах частота дыханий может увеличиться до 30-40 и более дыханий в минуту, а легочная вентиляция — до 40-60 л/мин. Вследствие усиленной работы мышц молочная кислота и другие продукты биохимических процессов постепенно накапливаются в крови и тем самым изменяют ее состав.

Так как процессы окисления в работающих мышцах сопровождаются дополнительной внутренней теплопродукцией, организм перегревается. Для поддержания постоянной температуры тела увеличивается теплоотдача во внешнюю среду главным образом путем усиления потовыделения. Испарение пота охлаждает поверхность тела. Усиленное потоотделение, в свою очередь, ведет к увеличению выделения влаги из организма, что при особо тяжелых и длительных работах может привести к нарушению его водного баланса. Для пополнения влагопотерь рабочие, выполняющие тяжелые физические работы, обычно выпивают большее количество жидкости, чем при легких работах (до 4-5 л за смену).

Таким образом, основными физиологическими реакциями организма на физическую работу являются учащение пульса и повышение кровяного давления, учащение дыхания и повышение легочной вентиляции, изменение состава крови, увеличение потоотделения. Ступень изменения этих функций находится в зависимости от тяжести работы, ее продолжительности и интенсивности. Изменения постепенно нарастают, доходя до определенного уровня, при котором усиленная работа органов и систем как бы уравновешивается с потребностями организма. По прекращении работы наступает восстановительный период, когда измененные функции постепенно приходят к исходному состоянию, то есть к норме. Продолжительность восстановления различных функций неодинакова: некоторые из них (пульс, кровяное давление, частота дыхания, легочная вентиляция) восстанавливаются в первые 10-15 мин. отдыха, другие (состав крови и др.) — в течение 45—50 мин. и более. Некоторое запаздывание восстановления измененных функций по сравнению с окончанием работы объясняется тем, что во время мобилизации внутренних ресурсов для выполнения задания происходит обеднение кислородом и другими энергетическими продуктами неработающих тканей и органов, а также поглощение внутренних запасов самих мышечных клеток, которые за счет этих внутренних запасов некоторое время могут функционировать без потребления кислорода (так называемая анаэробная фаза работы мышцы). В мышечных клетках накапливается неокисленная молочная кислота. Для того чтобы пополнить все эти ресурсы и окислить оставшуюся молочную кислоту, организм даже по прекращении работы продолжает потреблять повышенное количество кислорода и заставляет более интенсивно трудиться соответствующие органы и системы.

В случаях, когда тяжелая или продолжительная работа предъявляет особо высокие требования к организму и мобилизация всех имеющихся у него ресурсов не обеспечивает доставку необходимого количества кислорода и других питательных веществ, наступает утомление мышцы. Этому способствует и накопление в клетке молочной кислоты, которая парализует мышцу вследствие прекращения действия ферментов. Весь сложный процесс биохимических реакций в мышечных клетках, мобилизации внутренних ресурсов для выполнения той или иной работы, восстановления измененных физиологических функций направляется и координируется центральной нервной системой, которая с помощью различных органов чувств -анализаторов воспринимает многообразные раздражители — сигналы, анализирует их и направляет необходимые импульсы в соответствующие органы и системы, которые и приводят последние в действие, адекватное полученным сигналам.

Весьма важна роль центральной нервной системы в подготовке соответствующих органов и систем и предварительной мобилизации ресурсов к предстоящему выполнению задания. Так, например, исследования газообмена у человека до начала смены и на протяжении всего рабочего времени показали, что увеличение потребления кислорода начинается уже тогда, когда рабочий только вошел в цех. Следовательно, рабочая обстановка воспринята центральной нервной системой и последней посланы импульсы, подготовившие соответствующие органы и системы к выполнению сменного задания.

Не менее важна роль центральной нервной системы в способности выполнять в течение длительного времени работу на определенном не снижающемся уровне, то есть в работоспособности человека. От того, насколько хорошо подготовлен организм, насколько полно и рационально мобилизуются внутренние энергетические ресурсы, зависит способность человека к труду той или иной тяжести и продолжительности. Исследования показывают, что работоспособность человека зависит от общей приспособленности физиологических функций к трудовой деятельности, от тренированности организма в целом и от упражнений в данном виде работ, от эмоционального состояния человека и от состояния внешней обстановки, то есть окружающей среды. Особого внимания заслуживают три последних фактора: тренированность, эмоциональное состояние и состояние внешней среды, то есть те, которые подвластны человеку, и он может на них влиять, изменять и развивать их. Одновременно с созданием благоприятных условий, с тренировкой организма возникают благоприятные условия для развития и общей приспособленности физиологических функций к выполнению физической работы. Следовательно, работоспособность — это не врожденное и не неизменное качество человека, а приобретенное в процессе труда, выработанное самим человеком.

Отдельные мышечные группы получают нагрузку не только при перемещении каких-либо тяжестей, но и в то время, когда человек удерживает на месте тяжести или вес собственного тела, или отдельных его частей (туловища, рук, головы). Различают два вида работы:

динамическую, связанную с перемещением, движением, и статическую, связанную с затратой мышечного напряжения без совершения каких-либо движений. И тот и другой вид связан с потреблением энергии и энергетических ресурсов (кислорода), поэтому может привести к утомлению отдельных мышечных групп и организма в целом.

В этой связи необходимо остановиться на важности рабочей позы. В процессе трудовой деятельности рабочий нередко выполняет отдельные операции при вынужденном положении тела, когда приходится удерживать на весу собственное туловище (особенно в согнутом положении), верхние или нижние конечности (в частности, когда они отведены в стороны, вперед или назад на большой угол, приближающийся к 90°), голову, например при производстве работ над головой. Затрачиваемая энергия при этом нередко составляет немалую часть общих энерготрат, поэтому вынужденное и тем более неудобное положение тела порой, даже в случае легкой работы, может привести к быстрому утомлению, так как статическое напряжение вследствие нагрузки на одни и те же группы мышц более утомительно. Причиной относительно быстрого утомления может быть нерациональный режим труда.

Большинство выполняемых трудовых процессов в производственных условиях характеризуется разнообразием движений, при которых общая нагрузка более или менее равномерно распределяется по всем группам мышц. Чередование отдельных движений позволяет каждой группе периодически отдыхать. В работе бывают небольшие паузы (микропаузы), когда трудящийся находится на рабочем месте, но производит легкую работу с минимальным участием мышечных групп. Такие непродолжительные микропаузы следует считать весьма полезными, так как они положительно влияют на работоспособность и существенно отдаляют утомление.

При некоторых процессах подобных микропауз почти нет, и, следовательно, на протяжении всего трудового периода все участвующие группы мышц работают непрерывно. Вполне естественно, что утомление в таких случаях наступает значительно раньше.

Все эти положения имеют существенное значение при оценке режима труда. Его можно считать рациональным, если в работе имеются периодические микропаузы, регулярно чередуются различные виды движений, а также тяжелые и легкие работы. И наоборот, режим труда не может быть отнесен к категории рациональных, если нет микропауз или они смещены по времени к нескольким небольшим периодам работы (в начале или в конце смены), если однообразные движения следуют одно за другим, если тяжелые усилия не чередуются с более легкими.

При необходимости выполнять однообразные повторяющиеся движения (на конвейере, на поточной линии) важную роль играет ритм работы, то есть частота и равномерность этих повторений. С одной стороны, выполнение равномерных однообразных движений приводит к выработке так называемого стереотипа — привычных рефлекторных движений, которые выполняются с наименьшими энерготратами, так как отрабатываются наиболее рациональные движения, появляется тренированность, в работе участвует минимальное количество мышечных групп. С другой стороны, такие однообразные повторения утомляют ограниченную мышечную группу при относительно малой работе в целом.

Исследования работоспособности и утомляемости показали, что в течение смены, как правило, наблюдается однотипная последовательность их изменения. В начале рабочего дня работоспособность постепенно нарастает, проходит как бы период врабатываемости; достигнув максимального подъема, она держится на этом уровне более или менее длительное время, затем происходит её постепенное снижение — наступает период утомления. Степень и время этих изменений работоспособности различны при разных видах работ и зависят от их тяжести и ритма. Организация кратковременных перерывов в конце максимальной работоспособности удлиняла этот период, отдаляла и ослабляла утомляемость и повышала общую производительность труда.

Помимо физиологических изменений в виде утомления, различные виды физического напряжения могут вызвать и некоторые патологические явления в организме, то есть заболевания. Например, длительная работа в неудобном положении, особенно при подъеме или удерживании тяжестей, может привести к искривлению позвоночника вбок (сколиоз) или вперед (кифоз). Трудовые процессы, связанные с длительным стоянием или хождением и сопровождающиеся дополнительным напряжением, могут вызвать плоскостопие или варикозное расширение вен нижних конечностей. Постоянное напряжение (статическое) или часто повторяющиеся однообразные движения, особенно при тяжелой и интенсивной работе, нередко являются причинами нервномышечных заболеваний (воспаление сухожилий, нейромиалгии, неврозы, люмбаго и др.). Частые и длительные перенапряжения одних и тех же групп мышц живота могут привести к их расслаблению и образованию грыж. Напряжение органов зрения при выполнении точных зрительных работ способствует развитию профессиональной миопии -близорукости.

В современных высокомеханизированных, автоматизированных производствах на смену тяжелому физическому труду пришли машины, управление которыми требует от рабочих значительного нервно-психического и умственного напряжения. В отличие от физического напряжения оно не проявляется изменением физиологических функций сердечно-сосудистой, дыхательной, терморегуляторной и других систем. Оно касается главным образом высшего, координирующего органа — центральной нервной системы. Длительное напряжение клеток коры головного мозга также вызывает их утомление, которое проявляется в виде снижения работоспособности к концу дня, плохого самочувствия и т. п.

Работоспособность умственного или близкого к нему по характеру труда зависит от тех же факторов, что и при физическом труде: общего приспособления функций головного мозга к умственной работе, тренированности и упражнения, эмоционального состояния и состояния внешней среды. Причем эмоциональное состояние при умственном труде играет большую роль, чем при физическом. Утомление, наступившее в результате напряженного умственного труда, несмотря на меньшую внешнюю выраженность, исчезает значительно медленнее, то есть восстановительный период после умственной работы значительно продолжительнее, чем после физической.

Еще несколько похожих статей с нашего сайта: