3.4.3. Характеристика основних аналізаторів, що забезпечують безпеку життєдіяльності

Найбільше значення у забезпеченні безпеки життєдіяльності мають чотири аналізатори: зоровий, слуховий, шкірний (тактильний) та вісцеральний.

Зоровий аналізатор має виняткове значення в житті людини та у її відносинах з навколишнім світом. Завдяки зору людина розрізняє форму, розміри, колір предмета, відстань, на котрій він знаходиться. Зоровий аналізатор складається з ока, зорового нерва та зорового центру, розташованого в потиличній частині кори головного мозку. Більше 90% інформації про зовнішній світ людина одержує через зоровий аналізатор. Відчуття світла виникає в результаті впливу електромагнітних хвиль довжиною 380-780 нанометрів (нм) на рецепторні структури зорового аналізатора. Першим етапом у формуванні світловідчуття є трансформація енергії подразника у процес нервового збудження. Це відбувається у сітчастій оболонці ока. Характерною рисою зорового аналізатора є відчуття світла, тобто спектрального складу світлового (сонячного) випромінювання.

Хвилі, що перебувають в межах зазначеного вище діапазону (380-780 нм) і відрізняються за довжиною, створюють, у свою чергу, відчуття різного кольору.

Людина розрізняє приблизно 150 відтінків кольорів. У техніці відповідно до ГОСТ 12.04.026-76 установлено чотири сигнальні кольори: червоний, жовтий, зелений і синій. Червоний колір сигналізує про безпосередню небезпеку, застосовується для заборони будь-яких дій; жовтий застосовується для попередження небезпеки; зелений - для знаків, що наказують робити саме так; синій - для вказівних знаків. Для транспорту - зелене світло дозволяє рух. Фарбування у визначені різноманітні кольори для сприятливого (повноцінного) відчуття сприймання образу дуже часто використовується під час будівництва будинків, квартир, офісів. Особливо велике значення має колір у разі добору одягу. Психологи підтверджують, що колір одягу може впливати не тільки на настрій, а й на самопочуття людини: зелений діє заспокійливо на нервову систему, знімає головний біль, втому, дратівливість; червоний - збільшує вміст адреналіну в крові, підвищує працездатність; жовтий - стимулює мозкову діяльність; фіолетовий - поліпшує роботу серця, судин, легень, цей колір збільшує витривалість організму, жовтогарячий підвищує настрій і тому незамінний у стресових ситуаціях.

Слід зазначити, що зоровий аналізатор має деякі своєрідні характеристики, такі як: інерція зору, зорове відображення (міражі, гало, ілюзії), видимість. Останнє свідчить про складність процесів, що відбуваються в зоровій системі по сприйняттю реальної дійсності і безумовної участі в цій діяльності нашого мислення.

Слуховий аналізатор - є другим за значенням для сприйняття людиною навколишнього середовища та її безпеки. Тоді як око чутливе до електромагнітної енергії, вухо реагує на механічні коливання, пов’язані з періодичними змінами атмосферного тиску у відповідному діапазоні. Коливання повітря, що діють із визначеною частотою і характеризуються періодичними появами областей високого і низького тиску, сприймаються нами як звуки.

Характерними особливостями слухового аналізатора є:

- здатність бути готовим до сприйняття інформації в будь-який час;

- здатність сприймання звуків у широкому діапазоні частот і вилучати необхідні;

- здатність встановлювати місце знаходження джерел звуку.

Найбільш часто звукові сигнали застосовують для зосередженої уваги людини - оператора (попереджувальні сигнали і сигнали небезпеки), для інформування людини-оператора, який знаходиться в умовах недостатньої видимості об’єкта управління.

У середовищі, що оточує людину, постійно відбуваються різноманітні механічні процеси, які викликають коливання повітря. Більшість таких коливань мають велике сигнальне значення, тобто несуть інформацію про явища, походження яких стали причиною цих коливань. Завдяки слуховому аналізатору людина сприймає (відчуває) коливання повітря.

Слуховий аналізатор являє собою спеціальну систему для сприйняття звукових коливань, формування слухових відчуттів і впізнавання звукових образів. Допоміжний апарат периферичної частини аналізатора – вухо. Розрізняють зовнішнє вухо (вушна раковина, зовнішня слухова і барабанна перетинки), середнє вухо (молоточок, ковадло і стремені) і внутрішнє вухо (де розташовані рецептори, що сприймають звукові коливання). Трансформація енергії механічних коливань у процес нервового збудження досить складний і ми його тут не розглядаємо.

Фізична одиниця, за допомогою якої оцінюється частота коливань повітря на секунду, називається герц (Гц). 1 Гц кількісно дорівнює 1 повному коливанню, що здійснюється за одну секунду. Що більше частота коливань тиску, то вище за висотою звук, що сприймається.

Людина може чути звуки, за яких частота коливань тиск у повітрі перебуває в діапазоні від 16 Гц до 20 000 Гц. Діапазон коливання повітря, що сприймається різними живими істотами, різноманітний. Наприклад, кажани і собаки здатні сприймати значно вищі звуки, ніж людина, бо їм доступний діапазон хвиль звукового порядку, частота яких набагато вища, ніж у людини. Характер звука, що суб’єктивно сприймається, залежить не тільки від частоти коливань тиску повітря. На нього впливає звуковий тиск, тобто різниця між максимальним і мінімальним значеннями тиску збудженого звуком повітря.

Для оцінки суб’єктивної гучності сприйнятого звука запропоновано спеціальну шкалу, одиницею виміру якої є децибел.

Нюховий аналізатор. Нюх – це здатність сприймати запахи. Рецептором нюхового аналізатора є нервові клітини, розташовані в слизовій оболонці верхнього та частково середнього носових ходів.

Абсолютний поріг нюхових відчуттів у людини вимірюється частками міліграма речовини на літр повітря.

Приємні запахи сприяють покращенню самопочуття людини, а неприємні можуть пригнічувати, викликаючи негативні реакції. Вони здатні змінювати температуру шкіри, викликати відразу до їжі, підвищувати чутливість нервової системи, викликати пригніченість, дратівливість. Виявлено, що запах бензолу покращує слух, запах толуолу підвищує гостроту зору в сутінках, запах камфори підвищує чутливість очей до зеленого кольору і знижує до червоного.

Смаковий аналізатор. Смак – відчуття, котре виникає під впливом певних хімічних речовин, розчинних у воді, на смакові рецептори, розташовані на різних ділянках язика. У фізіології та психології поширена чотирикомпонентна теорія смаку, згідно з котрою існує чотири елементарні смакові відчуття: солодкого, гіркого, кислого, солоного. Всі інші смакові відчуття є їх комбінацією. Різні ділянки язика мають різну чутливість до смакових відчуттів. Кінчик язика найбільш чутливий до солодкого, краї язика - до кислого та солоного. Корінь язика найбільш чутливий до гіркого. Сприйняття смакових речовин викликається хімічними реакціями в місці контакту речовини та смакового рецептора. Встановлено, що кожний рецептор містить високочутливі білкові речовини, котрі розпадаються під впливом певних смакових речовин. Збудження від смакових рецепторів передається в центральну нервову систему провідними шляхами.

Абсолютний поріг смакового аналізатора, виражений величинами концентрації розчину, в 10 000 разів вищий, ніж нюхового.

Температурна чутливість притаманна організмам, які мають постійну температуру тіла, яка забезпечується терморегуляцією.

Температура шкіри нижча, ніж температура тіла загалом, і на окремих ділянках складає: чоло – 34-35°С; обличчя – 20-25 ^оС; живіт - 34 °С; ноги – 25-27 °С.

Середня температура ділянок шкіри, які не вкриті одягом, - 30-32 ^оС.

В шкірі людини є два види рецепторів, один з яких реагує на холод, а другий - на тепло. Латентний період температурного відчуття складає приблизно 250 мс. Просторовий поріг температурної чутливості при контактному впливі складає 1 мм², при променистому - 700 мм².

Абсолютний поріг температурної чутливості, який визначається за мінімальною зміною температури ділянок шкіри відносно власної температури даної ділянки тіла для теплових рецепторів - 0,2 ^оС, для холодових - 0,4 ^оС.

Больова чутливість. Відчуття болю виникає внаслідок подразнення чутливих нервових закінчень, що розташовані в органах та тканинах тіла. Характер больових відчуттів залежить від особливостей органу, який зазнав больового впливу та сили цього впливу.

Різні захворювання характеризуються болем, котрий вказує на наявність та локалізацію захворювання. Такий біль називається симптоматичним.

За місцем виникнення розрізняють два види симптоматичного болю:

- вісцеральний біль виникає при ураженні патологічним процесом внутрішніх органів. Цей біль характеризується широкою іррадіацією, коли при ураженні внутрішнього органу біль відчувається в іншій частині тіла;

- соматичний біль виникає при патологічних процесах в шкірі, кістках, м’язах. Цей вид болю точно локалізований.

Виявлено протиріччя між тактильними та больовими рецепторами. З’ясовано, що найменша щільність больових рецепторів припадає на ті ділянки шкіри, які найбільше містять тактильних рецепторів, і навпаки. Виявлене протиріччя зумовлене різними функціями рецепторів. Больові відчуття викликають оборотні рефлекси, зокрема, рефлекс віддалення від подразника.

Тактильна чутливість пов’язана з орієнтувальними рефлексами; і це викликає рефлекс зближення з подразником.

Біль є сигналом небезпеки, він спонукає організм до боротьби за самозбереження.

Поріг больової чутливості шкіри живота - 20 г/мм², кінчиків пальців – 300 г/мм². Латентний період - близько 370 мс.

Руховий аналізатор. Рухові реакції, пов’язані з м’язовими скороченнями, є однією з найбільш поширених видів рефлекторних реакцій організму, які забезпечують орієнтацію та переміщення тіла в просторі.

Всі рухові реакції за характером м’язових скорочень поділяються на дві категорії: реакції, які забезпечують тонус м’язових волокон - тривалі тонічні скорочення; реакції, які забезпечують локальні рухи.

Сила скорочення м’язів людини лежить в широких межах. Наприклад, номінальна сила кисті – 450-650 Н. Після відповідного тренування вона може бути доведена до 900 Н.

Діапазон швидкостей, які розвиваються руками людини, які рухаються, знаходиться в межах 0,01-8 000 см/с. Найчастіше використовуються швидкості 5-800 см/с. Швидкість рухів руками залежить від напрямку руху. Вертикальні рухи руками здійснюються швидше, ніж горизонтальні, рухи до себе здійснюються швидше, ніж від себе.

Шкірний або тактильний аналізатор (аналізатор дотику) відіграє безумовно виняткову роль у житті людини, особливо під час взаємодії із зоровим і слуховим аналізаторами при формуванні у людини цілісного сприйняття навколишнього світу. У разі втрати зору і слуху людина за допомогою тактильного аналізатора завдяки тренуванню і різноманітним технічним пристосуванням може «чути», «читати», тобто діяти і бути корисною суспільству. Тактильна чутливість зобов’язана функціонуванню механорецепторів шкірного аналізатора. Джерелом тактильних відчуттів є механічні впливи у вигляді дотику або тиску на шкіру людини.

Почуття дотику виникає при подразненні рецепторів шкіри, зовнішніх поверхонь слизових оболонок та м’язово-суглобового апарату. Зовнішні механічні, температурні, хімічні та інші подразники сприймаються перш за все шкірним аналізатором.

Шкірний аналізатор складається з тактильних, температурних, больових та рухових відчуттів.

Основна роль у відчуттях належить тактильним відчуттям - дотику та тиску.

Абсолютний поріг тактильної чутливості характеризується мінімальним тиском предмета на поверхню шкіри, який викликає ледь помітне відчуття дотику.

Пороги відчуття різних частин тіла:

- кінчики пальців руки - 3 г/мм²;

- зворотна сторона пальця - 5 г/мм²;

- живіт - 26 г/мм²;

- п’ятка - 250 г/мм².

Поріг розрізнення складає приблизно 0,07 початкової величини тиску. Особливістю тактильного аналізатора є швидка адаптація. Зниження відчуття дотику або тиску залежить від сили подразника і для різних частин тіла знаходиться в межах від 2 до 20 с.

У шкірі розрізняють три прошарки: зовнішній (епідерміс), з’єднувально-тканинний (власне шкіра - дерма) і підшкірна жирова клітковина. У шкірі дуже багато нервових волокон і нервових закінчень, що розподілені вкрай нерівномірно і забезпечують різним ділянкам тіла різну чутливість. Наявність на шкірі волосяного покриву значно підвищує чутливість тактильного аналізатора. Механізм дії тактильного аналізатора можна описати в такий спосіб. Механічна дія на шкіру викликає деформацію нервового закінчення, у результаті якого виникає рецепторній потенціал і нервовий імпульс. Цей імпульс (або порушення нервового імпульсу), що несе інформацію подразника, передається до центральної нервової системи, у її вищий відділ - кору головного мозку, де і формуються відчуття. Відмінна риса цього аналізатора полягає в тому, що рецепторна площа дотику більша, ніж у інших органів чуття. Це забезпечує шкірному аналізатору високу чутливість. Закономірності в будові провідних шляхів є такими ж, як і для інших аналізаторів.

Слід зазначити, що шкіра виконує низку важливих функцій у забезпеченні життєдіяльності людського організму. По-перше, шкіра охороняє людину від шкідливих зовнішніх впливів: механічних ушкоджень, сонячних променів, мікроорганізмів і хімічних речовин. По-друге, шкіра виконує секреторну, обмінну й інші функції, бере участь у підтримці постійної температури тіла, тобто в процесах терморегуляції. Секреторна функція забезпечується сальними і потовими залозами. Обмінна функція шкіри полягає в процесах регуляції загального обміну речовин в організмі, особливо водного, мінерального і вуглеводного.

Температурно-сенсорну систему зазвичай розглядають як частину шкірного аналізатора завдяки збігу, розташуванню рецепторів і провідникових шляхів. Позаяк людина є теплокровною істотою, то всі біохімічні процеси в її організмі можуть відбуватися з необхідною швидкістю і напрямком за визначеного діапазону температур. На підтримку цього діапазону температур і спрямовано теплорегуляційні процеси (теплопродукція і тепловіддача). За високої температури зовнішнього середовища судини шкіри розширюються і тепловіддача посилюється, за низької - судини звужуються і тепловіддача зменшується. Температурна чутливість має особливості при аналізі зовнішнього середовища: добре виражена адаптація і наявність температурного контрасту.

Аналізатор внутрішніх органів або вісцеральний аналізатор відіграє особливу роль у здоров’ї і житті людини. Якщо зовнішні аналізатори попереджають людину про явну небезпеку навколишнього середовища, то цей аналізатор визначає небезпеки схованого, неявного характеру. Проте ці небезпеки серйозно впливають на життєдіяльність людського організму. Для розуміння біологічної значущості внутрішнього аналізатора, необхідно визначити поняття «внутрішнє середовище організму». Коли ми говоримо про поганий стан здоров’я, то це стосується передусім порушення рівноваги внутрішнього середовища організму.

Людина є складовою частиною природного середовища, протягом тривалого періоду еволюції організм адаптувався до будь-яких змін цього середовища і перебуває в стані стійкої динамічної рівноваги. Це виражається у сталості температури тіла (36,5 - 37 °С), вмісту води в організмі (приблизно 70%), чергуванні біоритмів тощо.

Уявлення про існування двох середовищ (зовнішнього і внутрішнього) та про найважливіше значення сталості внутрішнього середовища (при очевидній мінливості зовнішнього) були сформульовані французьким фізіологом К.Бернаром (1813-1878). Як відомо, параметри зовнішнього середовища існування людини мають різноманітні часто значні коливання, що створюють загрозу для здоров’я і життя людини. Наприклад, добові, сезонні коливання температури, тиску, вологості повітря, освітленості, звукового тиску, електромагнітних характеристик тощо. Ці показники неоднакові на різноманітних висотах і широтах. До цього варто додати зміни у зовнішньому середовищі, викликані урбанізацією та антропогенним впливом на зміну хімічного складу води, повітря, ґрунту, бактеріально-вірусного оточення і т.ін., а також перебування людини в екстремальних ситуаціях.

Внутрішнє середовище (кров, лімфа, тканинна рідина, з якими контактує кожна клітина живого організму), незважаючи на всі зміни зовнішнього середовища, зберігає відносну сталість. «Сталість середовища припускає таку досконалість організму, щоб зовнішні зміни кожну мить компенсувалися і врівноважувалися»,- писав французький фізіолог К. Бернар (1813-1878). Американський фізіолог У. Кеннон (1871-1945) цю властивість назвав гомеостазом. Отже, у сучасному розумінні гомеостаз - це стан внутрішньої динамічної рівноваги природної системи, що підтримується регулярним поновленням основних її структур, матеріально-енергетичного складу і постійною функціональною саморегуляцією у всіх її ланках.

Слід зазначити, що це досить складне визначення свідчить про те, що дотепер ще не зрозумілі закономірності існування внутрішнього середовища і його мінливості.

Зовнішнє і внутрішнє середовище діалектично єдині. Коли на організм діють надзвичайні подразники, він сам активно формує таке внутрішнє середовище, що дає змогу оптимізувати фізіологічні процеси в нових умовах існування.

Для стабілізації внутрішнього середовища існує спеціальний регуляторний апарат, що вирівнює, компенсує всі зміни внутрішнього середовища. Однією із складових такого апарата є інтероцептивний аналізатор, що сприймає і передає в центральну нервову систему сигнали не тільки про стан внутрішнього середовища, але і про діяльність внутрішніх органів людини. Цей апарат координує діяльність внутрішніх органів і приводить їх у відповідність з потребами всього організму. В даний час відомо, що внутрішні органи мають величезну кількість різноманітних рецепторів. Вони знаходяться на внутрішній поверхні судин, у слизових оболонках майже у всіх порожнинах внутрішніх органів, у товщині їхніх стінок і на їхній поверхні.

Вестибулярний апарат (від лат. vestibulum — передпокій, вхід) — орган рівноваги тіла людини і хребетних тварин, що сприймає зміни в положенні голови і тіла в просторі і напрям руху тіла. Вестибулярний апарат є частиною внутрішнього вуха. Зачатки вестибулярного апарату у вигляді статолітів мають кишковопорожнинні. Складається вестибулярний апарат. з переддвер’я і трьох півколових каналів, розташованих у трьох різних площинах. Таке розташування дає змогу реагувати на зміни положення голови і тулуба в просторі та напрям руху тіла. При сильних подразненнях вестибулярний апарат. (напр., обертання тіла, хитавиця на морських суднах, літаках) розвиваються так звані вестибулярні розлади. Передавання збудження вестибулярного апарату у мозок здійснюється вестибулярною гілочкою слухового нерва.

Центри вестибулярної функції пов’язані з мозочком, ядрами окорухових нервів і центрами вегетативної нервової системи. Вищі кіркові центри вестибулярного аналізатора містяться у скроневій ділянці великих півкуль головного мозку.