6.1.7. Физиология труда

Физиология труда — составная часть гигиены труда, которая изучает физиологические процессы в организме человека, про­исходящие во время той или иной трудовой деятельности. На основе обнаруживаемых изменений разрабатывают меро­приятия по нормализации физиологических функций, преду­преждению утомления и повышению работоспособности.

Профессиональная деятельность характеризуется преоблада­нием либо движений, либо умственной работы. Исходя из этого труд делится на физический и умственный, что, однако, услов­но, так как в мышечной работе участвует нервная система, а умственный труд сопровождается определенным физическим напряжением. В настоящее время в связи с механизацией про­изводственных процессов увеличилось число профессий, свя­занных с умственным напряжением, физическая же нагрузка резко снизилась.

Физический труд. Мышечная деятельность характеризуется сокращением и расслаблением работающих мышц, образова­нием в них тепла, усилением обмена веществ и повышением расхода энергии. Чем интенсивнее работа, чем больше групп мышц участвует в ней, тем выше энергетические траты. Если взрослый человек, занимающийся легким физическим трудом, расходует в сутки примерно 12 540 кДж (3000 ккал), то при тя­желой работе энерготраты возрастают до 16 720—20 900 кДж (4000—5000 ккал), а иногда и больше. Одновременно повыша­ется обмен веществ и усиливаются кровообращение и дыхание. В организме происходят изменения в составе внутренней сре­ды, выражающиеся в развитии ацидоза, повышении осмоти­ческого давления и температуры тела. Во всех этих изменениях и в самих мышечных сокращениях ведущую роль играет цен­тральная нервная система, обусловливающая образование но­вого динамического рабочего стереотипа, обеспечивающего регулирование и координацию всех физиологических процес­сов в организме.

В соответствии с новейшими официальными документами трудовая деятельность в сфере физического труда поделена на три категории: легкие физические работы — I категория; рабо­ты средней тяжести — II категория и тяжелые физические ра­боты — III категория. Легкие физические работы (I категория) подразделяют на

• а (энерготраты составляют до 139 Вт) — работы в позе сидя, сопровождающиеся незначительным физическим напряжением (профессии в сфере управления, приборо-и машиностроении, часовое, швейное производства и др.);

• б (энерготраты 140—174 Вт) — работы в положении сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся не­которым физическим напряжением (профессии в поли­графической промышленности, контролеры, работники связи и т.д.).

Работы средней тяжести (II категория) подразделяются на

• а (энерготраты 175—232 Вт) — работы, связанные с посто­янной ходьбой, перемещением мелких (до 1 кг) предметов в положении стоя или сидя и требующие определенного физического напряжения (профессии в механосборочных цехах машиностроительных предприятий, прядильно-ткацкое производство и др.);

• б (энерготраты 233—290 Вт) — работы, связанные с ходьбой, перемещением тяжестей (до 10 кг) и сопровождающиеся умеренным физическим напряжением (ряд профессий в механизированных цехах машиностроительных и ме­таллургических предприятий — литейных, сварочных, прокатных, кузнечных и др.).

Тяжелые физические работы (энерготраты более 290 Вт, III категория) — работы, связанные с постоянным перемеще­нием и переноской тяжестей (более 10 кг) и требующие боль­ших физических усилий (ручные работы в кузнечных цехах, ли­тейных, подсобные строительные рабочие и др.).

Процесс сокращения мышц проходит две фазы — анаэробную, без потребления кислорода, и аэробную, с потреблением его. Под влиянием импульсов, поступающих из коры большого мозга, мышцы приходят в состояние возбуждения и сокращаются, для чего требуется энергия, возникающая в результате расщепления аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) под влиянием актомио-зина (мышечных белков актина и миозина) на аденозиндифос-форную (АДФ) и фосфорную кислоты, вследствие чего освобож­дается энергия фосфатных связей АТФ. В ходе дальнейших превращений происходит ресинтез АТФ, которая способствует расщеплению креатинфосфата на креатин и фосфорную кисло­ту. Последняя превращается в гексозу и затем в молочную кис­лоту, на этом анаэробная фаза сокращения мышц заканчивается. Во второй, аэробной, фазе небольшая часть молочной кислоты окисляется до углекислоты и воды и выводится из организма, а остальная часть восстанавливается в гликоген. На химизм мы­шечного сокращения оказывают влияние гормональные факто­ры, контролируемые центральной нервной системой.

При тяжелой физической работе возможно нарушение соот­ношения между потребностью в кислороде и его фактическим потреблением, что приводит к кислородному голоданию и скоп­лению в организме недоокисленных продуктов распада. При таких условиях длительная и интенсивная работа вызывает утомление и снижение работоспособности. Основной причи­ной утомления является развитие торможения в функциональ­ном двигательном центре коры большого мозга. Определенное значение могут иметь накопление в мышцах кислых продуктов обмена веществ, нарушения обмена веществ в сердце и мозге, гипогликемия, что вызывает нарушение нормального течения нервных процессов.

Чувство усталости представляет собой физиологическое яв­ление. Если оно проходит после обычного отдыха и работоспо­собность на другой день полностью восстанавливается, то это не выходит за пределы нормы. Если же утомление сохраняется, речь идет о переутомлении, являющемся патологией.

Борьба с преждевременным утомлением и переутомлением на производстве имеет исключительно важное значение для профилактики заболеваний, травматизма и поддержания нор­мального уровня работоспособности. Большую роль в этом от­ношении играет тренировка. С повышением тренированности организма физическая работа выполняется с меньшей затратой энергии, что объясняется освоением определенных двигатель­ных навыков и способностью вовлекать в работу те группы мышц, которые действительно необходимы для выполнения данных трудовых операций. Со временем вырабатывается авто­матизм в движениях, что позволяет производить мышечную ра­боту с меньшим напряжением сил, внимания и воли. В резуль­тате рабочие со стажем по сравнению с новичками утомляются меньше и восстановительный период у них после работы бы­вает более коротким. Известную благоприятную роль играют положительные эмоции, возникающие в результате сознатель­ного отношения к труду.

Быстрота развития утомления зависит от степени динамичнос­ти физического труда. Статическая работа, выражающаяся в дли­тельном напряжении мышц, вызывает более быстрое утомление, чем динамическая, сопровождающаяся попеременным сокраще­нием и расслаблением их. Это объясняется тем, что при статичес­ких усилиях непрерывные импульсы, идущие от нервных окон­чаний в сухожилиях и мышцах в центральную нервную систему и обратно, приводят к более быстрому истощению энергии цен­тральной нервной системы, что в свою очередь обусловливает развитие утомления. При динамической же работе импульсы воз­никают только в момент сокращения мышц, во время же расслаб­ления их нет. При значительных статических усилиях наступ­лению утомления способствует уменьшение кровоснабжения напряженных мышц (А.Н. Крестовников, М.Е. Маршак).

Умственный труд не связан со сколько-нибудь существен­ным расходом энергии, это зависит от того, что масса нервной системы составляет всего 3 % общей массы тела, а главное от­личие заключается втом, что при умственном труде интенсивно расходуется нервная энергия. Повышение общего обмена не превышает 10—15 %, хотя обменные процессы в мозге про­рекают весьма интенсивно. Так же незначительны и непосто­янны изменения в крови: наблюдаются некоторое уменьшение содержания сахара, увеличение количества органического фос­фора, холестерина, креатина, понижение щелочных резервов. Поэтому по данным показателям и энергетическим тратам судить об интенсивности умственной работы не представляется возможным, для этого применяют различные тонкие и сложные методы, позволяющие учитывать физиологические сдвиги в цен­тральной нервной системе (скрытый период двигательной реак­ции, устойчивость внимания, электроэнцефалография и др.).

Механизация и автоматизация производства, внедрение пультов управления, автоматических линий, электронно-вы­числительной техники внесли коренные изменения в характер физиологических реакций работающих, значительно увеличив роль нервно-психической и умственной деятельности. Многие профессии в современном производстве становятся по сущес­тву профессиями умственного труда. От диспетчеров аэродро­мов, железнодорожных вокзалов, операторов пультов управле­ния энергосистемами, автоматическими линиями требуется в короткий срок справляться с большим потоком получаемой информации, быстро реагировать на нее и принимать необхо­димые решения. В условиях поточно-конвейерного производ­ства отягощающим фактором является монотонность трудовой деятельности, вызывающая у работающих ухудшение настрое­ния, самочувствия и являющаяся одной из важных причин не­рвно-психического утомления.

Умственный труд многообразен, некоторые виды его требуют творческого мышления, другие — лишь напряжения внимания, развития быстроты реакций на внешние раздражения. Эмоци­ональная насыщенность интеллектуальной деятельности не­редко маскирует утомление и наряду с чувством удовлетворе­ния от работы незаметно ведет к переутомлению.

Представителей современных профессий, связанных с ум­ственным трудом, делят на следующие 5 групп:

1. труд операторов — работы, связанные с управлением раз­личными производственными механизмами и технологическими процессами, отличающиеся большой ответственностью и высо­ким нервно-эмоциональным напряжением;

2. труд управленческого аппарата — работы, связанные с ру­ководством предприятиями и учреждениями, и работа препо­давателей. Этот труд связан с переработкой огромного потока информации, нередко в режиме дефицита времени, высокой личной ответственностью за принимаемые решения, высокими нервно-эмоциональными нагрузками;

1. труд представителей творческих профессий — научных ра­ботников, писателей, артистов, архитекторов, художников, конс­трукторов, дизайнеров — требует большого объема оперативной и долгосрочной памяти, способности концентрировать внима­ние, что ведет к высокому нервно-эмоциональному напряжению;

2. труд медицинских работников — работа, требующая высо­кой личной ответственности при принятии решений, часто при дефиците времени и информации, контакта с больными людь­ми и их родственниками. Это ведет к высокому нервно-эмоци­ональному напряжению, опасности заражения, стрессовым ре­акциям в конфликтных ситуациях;

3. труд учащихся и студентов — работа, требующая напря­жения всех видов памяти, концентрации внимания, способности к восприятию и переработке огромного потока информации. Со­провождается стрессовыми реакциями в период выполнения контрольных заданий, сдачи зачетов и экзаменационных сессий.

Основными средствами предупреждения утомления и повы­шения производительности труда как при физической, так и умственной деятельности являются правильная организация труда и отдыха, рациональный режим труда, правильная рабо­чая поза, соответствие конструкции станков, инструментов, оборудования анатомо-физиологическим особенностям орга­низма человека, механизация и автоматизация производства, создание благоприятных санитарных условий на рабочих мес­тах, использование вспомогательных оздоровительных меро­приятий. К последним относят производственную гимнастику, являющуюся эффективной формой активного отдыха в про­цессе работы. Актуальность ее в настоящее время возрастает в связи с резко уменьшившейся физической нагрузкой в усло­виях современного механизированного производства. Оздоро­вительный эффект гимнастики выражается не только в снятии утомления и улучшении общего состояния здоровья, но и в по­вышении работоспособности и производительности труда.

Основной формой производственной гимнастики, проводи­мой непосредственно на рабочих местах, являются физкуль­турные паузы в виде определенного комплекса физических упражнений, составленного в соответствии с особенностями профессионального труда. Подбирают такие упражнения, кото­рые могут оказать влияние преимущественно на развитие оп­ределенных систем и функций организма, особенно важных в данном конкретном случае. Физкультурные паузы продолжи­тельностью 5—7 мин проводят при появлении первых призна­ков утомления (С.А. Косилов, А.А. Минх, И.В. Муравов и др.).