3.2. Функции жизнеобеспечения человеческого организма в про­цессе трудовой деятельности

Основной биологический процесс, без которого невозможна сама жизнь — обмен веществ между организмом и окружающей средой. Этот процесс свойственен любому живому существу, происходит в каждом его ор­гане и каждой клетке. Две основные стороны обмена веществ — процессы ассимиляции (усвоение органических, неорганических веществ и газов из внешней среды с целью их использования для построения клеток, тканей, по­лучения энергии) и диссимиляции (расщепление усвоенных веществ на более простые составляющие, использование их и получаемой в результате энергии и обратное выделение во внешнюю среду продуктов жизнедеятельности ор­ганизма). Регулятором обменных процессов в организме является вегетатив­ная нервная система при координирующем воздействии центральной нерв­ной системы.

Выделяют пять основных видов обменных процессов: водно-солевой, углеводный, жировой, белковый и обмен энергии.

Водно-солевой обмен регулируется управляемыми нервной системой процессами, происходящими в гипофизе мозга и надпочечниках, выделяю­щих необходимые гормоны. Вода составляет около 67% веса человеческого тела, в этой водной среде растворены многие жизненно важные вещества и происходят все обусловливающие обмен веществ химические реакции. В со­стоянии покоя организм человека выделяет порядка 2,5 л воды в сутки, при физических нагрузках — потери воды могут возрастать более чем вдвое. По­тери воды сопровождаются потерей растворенных в ней солей. Возможно и другое — повышение концентрации солей в плазме крови. Это нарушает не­обходимое для нормального функционирования организма соотношение в нем воды и солей — водно-солевой баланс, что может привести к расстрой­ствам в сосудистой системе, судорогам. В силу этого очень важно поддержа­ние нормального питьевого режима в процессе труда, особенно при тяжелых физических нагрузках в горячих цехах (иногда необходимо использование подсоленной обогащенной минеральными веществами питьевой воды).

Углеводы (сахар, глюкоза, фруктоза, крахмал, гликоген» клетчатка) — это сложные органические соединения, состоящие из углерода, водорода и кислорода. Они являются основными энергетическими веществами. Большая мышечная работа, усиленная работа коры головного мозга при интенсивной умственной деятельности резко снижают количество глюкозы, поступающей в кровь, к мышцам, мозгу, что ведет к снижению работоспособности. Регуля­ция углеводного обмена заключается в поддержании нормального содержа­ния глюкозы в крови.

Не менее важен и жировой обмен. Жир выполняет энергетическую функцию (окисление 1 г жира высвобождает более 9 ккал энергии), защища­ет организм от больших потерь тепла, оберегает кожные покровы от внешних воздействий, защищает от механических воздействий внутренние органы. При работе в экстремальных условиях (длительной и тяжелой, при недостат­ке питания) часть жирового резерва организма в печени превращается в угле­воды и поступает в кровь для поддержания деятельности мозга и мышц.

Существенно значение белкового обмена. Белки входят в состав мышц, обеспечивают их способность к работе. Окисление 1 г белка дает около 4 ккал энергии. Специалисты считают, что для нормального обмена веществ общая энергетическая характеристика основного обмена должна обеспечи­ваться примерно на 11% за счет белков, на 17% — за счет углеводов и на 72% — за счет жиров. Это осуществляется за счет деятельности пищева­рительной системы, при этом калорийность пищи в суточном рационе при­мерно на 20% должна перекрывать энергозатраты организма. Недостаток пищи как энергоносителя приводит к истощению организма, быстрой утом­ляемости, снижению устойчивости к воздействиям внешней среды.

Обмен энергии организма и окружающей среды — важнейший элемент жизнедеятельности. Он совершается непрерывно, энергия идет на поддержа­ние температуры тела и внутренних органов, работу сердца, легких, желу- дочно-кишечного тракта, деятельность мышц и т. п. В комфортных условиях при отсутствии физической нагрузки для нормального осуществления жиз­ненно важных функций организм расходует 1700 — 1800 ккал в сутки (так называемые основные энергозатраты).

Увеличение мышечных и нервных нагрузок, неблагоприятные условия труда влекут за собой увеличение энергозатрат. Работа, при которой энерго­затраты составляют не более 2500 ккал в сутки, оценивается как легкая. Ра­бота с энергозатратами около. 5000 ккал в сутки является очень тяжелой.

Одной из важнейших функций организма в процессе жизнедеятельно­сти является терморегуляция — способность поддерживать на определенном уровне (около 37° С) температуру внутренней среды. Отклонение температу­ры организма ниже 25 и выше 43° С несовместимы с жизнью. В первом слу­чае снижается до необратимого уровня интенсивность обменных процессов, особенно в нервных клетках; во втором — начинается денатурация белка. В зависимости от конкретных условий организм либо отдает часть тепловой энергии во внешнюю среду и (или) получает тепловую энергию извне — это взаимодействие организма с окружающей средой называют тепловым обме­ном. Его регуляция обеспечивается изменениями дыхательной функции, час­тоты сердечных сокращений, давления кровеносных сосудов (особенно ка­пилляров кожи — покраснение, побеление), интенсивностью удаления жид­кости через кожные покровы (потоотделение). Необходимость поддержания нормальной температуры внутренней среды организма является одной из главнейших причин важности создания комфортного микроклимата' в произ­водственных помещениях, профилактики перегрева и переохлаждения ра­ботников.

В функции жизнеобеспечения входит и доставка энергетических ве­ществ и кислорода к клеткам работающих органов, осуществляемая вегета­тивными органами — прежде всего дыхательной и сердечно-сосудистой сис­темами.

Дыхательная функция состоит в осуществлении газообмене между ор­ганизмом и внешней средой (внешнее, легочное дыхание), доставке кислоро­да кровью к тканям-потребителям и углекислого газа к легким, потребления кислорода и выделения углекислоты в окислительных реакциях в тканях ор­ганизма (внутреннее дыхание).

Когда воздух соприкасается с легочными сосудами, происходит пере­ход кислорода из воздуха легких в кровь и углекислого газа из крови в воз­дух легких. Происходит это вследствие разницы давления газов по обе сто­роны легочных сосудов. Регулируется функция дыхания центральной нерв­ной системой, с помощью безусловных и условных рефлексов. Деятельность дыхательной системы оценивается такими показателями, как частота дыха­ния (число дыхательных движений в минуту), величина одного дыхательного движения (объем воздуха за один вдох или выдох), минутный объем дыхания — величина легочной вентиляции (произведение двух перечисленных пока­зателей). При увеличении трудовых нагрузок функции дыхания усиливаются так, если в покое минутный объем дыхания составляет 6-10 литров воздуха, то при мышечной работе он может возрастать до 100 литров. Частота дыха­ния возрастает с 16 до 100 дыхательных движений в минуту.

Сердечно-сосудистая система создает движение крови и обеспечивает транспортировку кислорода, энергетических, питательных и промежуточных веществ к соответствующим тканям и органам. Кровь в сосудах движется под влиянием разницы в давлении, существующем в начале (аорта) и в конце сосудов (крупные вены). Давление крови создается, с одной стороны, дея­тельностью сердца, нагнетающего кровь в аорту, с другой — сопротивлением кровотоку в мелких сосудах, а также некоторыми другими факторами. Дея­тельность сердечно-сосудистой системы оценивается показателями частоты сердечных сокращений (количество сердечных сокращений в минуту — на­пример, количество ударов пульса), ударным объемом сердца (количество крови, выбрасываемой в аорту за одно сокращение), минутным объемом сердца — величиной кровотока (произведение двух предыдущих величин). Трудовые нагрузки ведут к повышению сердечно-сосудистой активности: возрастает частота сердечных сокращений, может повышаться кровяное давление, меняется окраска лица. Интересно, что исследования великого рус­ского физиолога И. М. Сеченова показали, что сердце в среднем совершает 60 биений в минуту, т. е. на одно биение приходится одна секунда. В течение этой секунды мышца желудочка сердца одну треть времени сокращается и две трети находится в покое. Этот средний темп И. М. Сеченов пересчитал на сутки и показал, что в течение суток мышца желудочка сердца 8 ч работает, а 16 ч отдыхает. Это соотношение явилось основой соотношения времени ра­боты и отдыха человека в течение суток (время отдыха должно составлять не менее удвоенной продолжительности времени предшествующей работы).