2.3. Органы и системы естественной защиты человека от опасностей производственной среды и среды обитания.

В ходе эволюционного и социального развития в организме человека сложилась весьма совершенная естественная система защиты от опасностей. Эта система естественной защиты включает в себя опорно-двигательный аппарат человека, его отдельные органы (органы зрения, слуха, органы восприятия вкуса, обоняния) и функциональные системы (нервная система, мышечная система, кожные анализаторы и др.). Указанная система действительно обеспечивает достаточно эффективную защиту человека от опасностей среды обитания, однако нередко в условиях производства с большим числом вредных и опасных факторов, величины которых превышают возможности естественной защиты человека, могут происходить «сбои» в работе такой системы защиты с чрезвычайно тяжелыми последствиями (аварии, травмы и т.д.). Поэтому и необходимо знать характеристики отдельных органов и систем естественной защиты человека для обеспечения безопасности его жизнедеятельности в условиях производства, так и в обычной среде его обитания.

Среди указанных выше функциональных систем естественной защиты человека наиболее важной является нервная система, условно подразделяемая на центральную нервную систему (ЦНС) и периферическую нервную систему (ПНС). ЦНС состоит из скопления большого числа (несколько десятков миллиардов) нервных клеток (головной и спинной мозг). ПНС представляет собой некоторое множество анализаторов, воспринимающих сигналы внешней среды и внутренней среды организма человека и преобразующих их энергию в нервные импульсы, которые по нервным волокнам поступают в ЦНС. В ЦНС, как в современном вычислительном устройстве, происходит распознавание этих импульсов и выработка управляющих воздействий (приказов) на исполнительные устройства (органы, мышцы и т.д.). Такая деятельность нервной системы называется рефлекторной и именно благодаря ей человеческий организм в определенной мере защищен от опасностей среды обитания (если они не превышают возможностей организма человека).

Человеческий мозг обладает способностью оценивать значимость поступающей информации по степени важности для жизнедеятельности всего организма в целом, отдельных его органов и систем. При этом в рефлекторной деятельности мозга, как показал основатель русской физиологической школы И.М. Сеченов в работе «Рефлексы головного мозга», большую нагрузку выполняют так называемые безусловные рефлексы, многие из которых являются врожденными и передаются по наследству. Эти безусловные рефлексы побуждают бороться за существование, искать наиболее рациональные ответы на те или иные раздражители. Однако это происходит неосознанно, автоматически, вслепую.

Преобразователями энергии раздражителей в нервные импульсы являются анализаторы (в автоматических системах – датчики), обладают весьма высокой чувствительностью (пороговая чувствительность) и определенным пределом восприятия (болевой предел), за которым следует болевое ощущение и в дальнейшем нарушение работы анализатора.

В соответствии с законом Вебера - Фехнера реакция организма Y(t) на раздражение пропорциональна десятичному логарифму от величины воздействия раздражителя X(t), т.е. У (t) = B Lg X(t) + C,

где В и С – константы.

Для более эффективной защиты человека от опасностей используется более сложный тип рефлекторной деятельности – условные рефлексы, открытые русским физиологом И.П. Павловым. По его определению, «…условный рефлекс – это временная, гибкая связь сигналов с ответной деятельностью организма, формирующаяся на основе опыта». Условные раздражители имеют сигнальный характер, предупреждают организм об опасности, однако если этот сигнал не получает подкрепления о своей полезности, он постепенно ослабевает и может полностью исчезнуть (Л.11).

Органы зрения человека – глаза, обеспечивая безопасность его жизнедеятельности, одновременно позволяют своему «хозяину» получать более 80% информации об окружающей среде.

Глаза обладают весьма высокой чувствительностью, преобразуют световое излучение (в диапазоне длин волн 380 – 760 нм) в импульсы (биоэлектрической природы), которые по зрительному нерву передаются в мозг, где и возникает зрительный образ.

Человеческий глаз способен приспосабливаться к изменяющимся условиям освещения в широких пределах (световая и темновая адаптация). При этом диаметр зрачка может изменяться от 1,5 до 8 мм, а чувствительность глаза – в сотни тысяч раз.

Сетчатка глаза состоит из некоторого множества светочувствительных клеток, напоминающих собой палочки и колбочки (130 млн. палочек и около 7 млн. колбочек). Колбочки обеспечивают дневное цветное зрение. Палочки позволяют видеть ночью, однако, это зрение бесцветное. Цветовое восприятие человек воспринимает как комбинацию трех цветов – зеленого, красного и синего. Цвета широко используются и как средство обеспечения безопасности – цветовая сигнализация. Однако имеется определенная численность людей (5% мужчин и 0,5% женщин), которые страдают цветовой слепотой. Дальтоники, например, не различают красный и зеленый цвет, фиолетовый и желтый. Эти цвета они воспринимают как серые. Поэтому необходимо обязательно проверять работников на эффективность их цветового зрения.

В условиях искусственного освещения, пульсирующего с определенной частотой, например, от люминисцентных ламп низкого давления, дуговых ртутных ламп высокого давления, опасность травматизма представляет собой так называемый стробоскопический эффект, при котором вращающиеся детали рабочих органов машин и механизмов могут казаться неподвижными – зрительная иллюзия (при совпадении частоты пульсации светового протока с частотой вращения отдельных деталей машин).

Звуковые колебания воздушной среды воспринимаются органом слуха – ушами, причем наличие двух ушей позволяет распознавать место нахождения звука (бинауральный эффект). По своему строению ухо делится условно на три части: наружное, среднее и внутреннее. Наружное ухо состоит из ушной раковины и слухового прохода, который наглухо закрыт барабанной перепонкой толщиной около 0,1 мм. За перепонкой находится среднее ухо, заполненное воздухом. В нем имеются три маленькие косточки – молоточек, наковальня и стремечко. За перепонками, закрывающими выход из среднего уха, расположено внутреннее ухо, заполненное особой жидкостью, с двумя органами – органом слуха и вестибулярным аппаратом. Орган слуха (кортцев орган) содержит около 23 тыс. клеток - анализаторов, в которых звуковые волны преобразуются в нервные импульсы, поступающие затем в звуковой анализатор мозга. Вестибулярный аппарат обеспечивает сохранение равновесия. Он состоит из каналов, расположенных в трех взаимно перпендикулярных направлениях, и отолитового аппарата, заполненных жидкостью (отолиты представляют собой кристаллы солей кальция, находящиеся в жидкости). Отолитовый аппарат воспринимает действие силы тяжести и инерции. Каналы реагируют на вращательное движение. Смещение жидкости в вестибулярном аппарате вызывает раздражение анализаторов и соответствующий рефлекторный ответ мышц. Состояние вестибулярного аппарата для ряда профессий (летчики верхолазы, моряки, космонавты) имеет больщое значение и должно периодически контролироваться.

Вкусовые ощущения играют предупредительную роль в обеспечении безопасности. Согласно современной психофизиологической теории вкус имеет четыре основных вида: сладкий соленый, кислый, горький. Вкус воспринимается вкусовыми луковицами – специализированными клеточными скоплениями в слизистой оболочке языка. Вкусовых луковиц насчитывают во рту около 3 – 5 тысяч.

Органом ответственным за восприятие запахов является нос. У человека имеется около 60 млн. обонятельных клеток, расположенных в слизистой облолочке носовых раковин на площади приблизительно в 5 кв. см. При попадании в зону действия обонятельных анализаторов запахов веществ, опасных для здоровья или жизни человека, то тотчас же рефлекторно происходит либо задержка дыхания, либо его замедление. Поэтому для целей сигнализации о наличии опасных и вредных газов, не имеющих запаха (метан и ему подобные), к ним добавляют специальные сильно пахучие вещества – одоранты (одоризирующая сигнализация).

Большое число защитных функций выполняет кожа человека, насчитывающая более 500 тыс. точечных тактильных анализаторов, более 30 тысяч тепловых точек – анализаторов и 250 тысяч точек-анализаторов холода. Тактильная чувствительность связана с ориентировочными рефлексами (ощущение прикосновения, давления). Тепловые анализаторы и системы температурной стабилизации защищают организм от перегрева и переохлаждения, сохраняют температуру тела постоянной.

На каждом кв. см. кожи имеется более 100 болевых точек, «оголенных» окончаний нервов, подающих сигналы в мозг при болевых воздействиях острых, горячих, холодных и других предметов. При этом человеческий организм реагирует на них оборонительным рефлексом и рефлекторным движением удаления от раздражителя.

В мышцах человека также имеются специальные анализаторы – проприорецепторы, способные посылать в мозг сигналы о своем состоянии. Мозг координирует работу и состояние мышц, управляет их сократительной деятельностью, благодаря чему человек ощущает каждый свой мускул. Мышечное чувство «работает» постоянно . Благодаря ему мы принимаем удобную или нужную нам позу. От удобного положения тела человека в определенной мере зависит его работоспособность, а иногда и его безопасность.

Следует иметь в виду, что в реальных условиях жизнедеятельности на каждый анализатор человека могут действовать одновременно несколько раздражителей, что снижает чувствительность этих анализаторов. Так, при сильном шуме, одновременном действии температуры, вибрации и некоторых запахов снижается зрительное восприятие, что в свою очередь чревато возможностью травматизма.

Поэтому, несмотря на имеющиеся у человека естественные системы защиты от опасностей, в определенных ситуациях они могут оказаться недостаточными. Помочь человеку в таких ситуациях должны память и знания о новейших средствах обеспечения безопасности, разработанных на основе сочетания прошлого опыта и современных достижений науки и техники.