Физиологические основы трудовой деятельности и утомления.

Работа. Классификация видов, труда, их особенности.

Работа – процесс создания материальных и духовных ценностей – продуктов труда.

Классификация и характеристика видов труда.

1. Физический труд.

2. Умственный труд.

3. Нервно-напряженный труд.

Ведущий признак физического труда – нагрузка на нервно-мышечную систему. При разных видах физического труда нагрузка на мышечную систему различна, различны и энерготраты работающих мышц.

По степени тяжести и энергоемкости выделяют:

1. Легкий физический труд (2500-2800 ккал/сут, 1,7-2,3 ккал/мин).

2. Средней тяжести (3000-3300 ккал/сут., 2,5-4,1 ккал/мин).

3. Тяжелый физический труд (3700-4000 ккал/сут, 4,1-6,0 ккал/мин).

4. Очень тяжелый (от 4800 ккал/сут, более 6,0 ккал/мин).

Тяжесть физического труда можно измерить не только энерготратами, но и величиной выполненной работы (кгм) или мощностью работы (кгм/ мин). Оценивают его также по изменениям состояния ССС и дыхательной систем.

Современный физический труд характеризуется снижением физической тяжести и энергетической стоимости в результате механизации и автоматиза-ции. Появились новые качества:

1) Физический труд монотонный.

2) Физический труд с нервно-напряженным компонентом.

3) Физический труд со статическим компонентом.

Монотония – однообразие трудовых операций, частое повторение движений мелкими группами мышц (конвейер), усугубляется однообразием обстановки, фоновым шумом и вибрацией.

Монотония приводит к быстрому снижению работоспособности, внимания.

Профилактика монотонии – расширение объема операций, функциональная музыка, смена ритма конвейера.

Физический труд с нервно-напряженным компонентом характеризуется нагрузкой на эмоциональную сферу:

• риск травматизации и опасности для жизни (шахтеры),

• повышенная ответственность за других (водители общественного транспорта, машинисты локомотивов, авиапилоты, врачи и др.),

• обилие межличностных контактов (продавцы, работники регистратуры и др.).

Физический труд со статическим компонентом требует длительного напряжения одних и тех же мышц (бурильщики, строители, оперирующие хирурги и др.). При этом повышается АД, а работающие мышцы испытывают гипоксию из-за сдавливания артериол.

Быстро наступает утомление мышц.

Развивается гипертония.

Умственный труд.

Труд, связанный с мыслительной деятельностью, напряжением афферентных систем для переработки информации и принятия решения.

Виды:

1. Репродуктивный. Труд по стандартным схемам, не требующий творчества (труд оператора, кассира, медицинской сестры);

2. реконструктивный, требующий умения синтезировать, анализировать, обобщать фактический и теоретический материал с формулированием конкретных выводов, установлением причинно-следственных связей. Труд инженера, врача, учителя и др.;

3. 3) продуктивный (творческий), создаются новые концепции, интегрируются знания различных областей, аргументируется собственная точка зрения, принимаются решения. Всегда сопровождается эмоциональным напряжением(программист, ученый, педагог, композитор и др.).Энергетическая стоимость около 2300-2700 ккал/сут. Но высоки затраты нервной, интеллектуальной энергии, эмоций.

Нервно-напряженный труд.

Энерготраты как при умственном труде, но велика ответственность за результаты работы, судьбу производства при дефиците времени или опасности для здоровья и жизни.

Руководители производств, больших коллективов, космонавты, авиадиспетчеры, операторы пультов АЭС, железнодорожных узлов, нейрохирурги и др.).

Труд характеризуется высокой эмоциональной напряженностью, стрессогенностью, значительной нагрузкой на регулирующие системы организма (САС, ГГНС).

Нервно-напряженный компонент характерен для многих видов умственного и физического труда, а также для начинающего работника в любой сфере деятельности (малый опыт работы).

Современное производство и жизнь характеризуется также гиподинамией (снижением двигательной активности) и высокой загрязненностью производства и среды обитания шумом, избыточными межличностными контактами.

Это снижает уровень здоровья.

Работоспособность человека. Зависимость от внешних и внутренних факторов. Пути и способы ее повышения. Методы определения работоспособности.

Работоспособность – реальная или потенциаль-ная способность выполнять максимально возможное количество работы с определенным качеством на протяжении заданного времени.

При физической работе работоспособность зависит от состояния нервно-мышечной системы, т.к. к ней предъявляются основные требования, а также от уровня транспортного (ТО) и метаболического (МО) обеспечения.

При умственной работе требуется значительная активизация нервно-психической и эмоциональ-ной сферы, интеллекта и памяти. Их состояние и

будет определять работоспособность.

Работоспособность при нервно-напряженном труде зависит от состояния психоэмоциональной сферы, типа ВНД, а также состояния ССС и меха-

низмов регуляции – состояния симпато-адреналовой системы (САС) и гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы (ГГНС).

Зависимость работоспособности

от внутренних и внешних факторов

Внутренние:

• функциональное состояние и здоровье систем организма, участвующих в ТО; их подготовленность к значительному увеличению функций (величина функционального резерва).

• величина и мощность аэробного метаболизма (МО).

• состояние систем регуляции, мотивация к труду, эмоциональный подъем. Это необходимо для транспортного и метаболического обеспечения работы мышц и мозга.

Внешние факторы:

• гигиенические – условия работы (освещенность, температура, шум, вибрация, концентрация химических веществ, О2 и СО2, микробное загряз-

• нение воздуха).

• эргономические факторы (удобство рабочего места, соответствие его габаритам работающего и др.).

• режим труда и отдыха (сменность, ритм, перерывы для отдыха, длительность рабочей смены, недели.

• качество отдыха (сон, активный и пассивный отдых во время работы и дома, отпуск).

• биоритмы работоспособности:

• - в период рабочей смены, суточный, недельный.

Пути повышения работоспособности

Для повышения работоспособности:

• нагрузка должна быть оптимальной по величине, ритму и длительности,

• повторяться ежедневно,

• при адаптации к ней – увеличиваться по величине, либо ритму, либо длительности.

Механизм – сначала формируется срочная адаптация, затем – долговременная.

Оценка физической Работоспособности

1. Определение максимальной аэробной производительности по максимальному потреблению кислорода (МПК) (прямые и непрямые методы):

• Велоэргометрия,

• Тредбан,

• Тест Купера,

• Тест PWC-170.

2. Определение работоспособности при конкретной работе (А,кгм; W,кгм/мин, ПО2, ЧСС и др.).

1. Тест PWC-170:

2 мин подъема на ступеньку высотой 25 см с частотой 15 в мин.

Подсчет ЧСС. Отдых 2 мин.

2. 2 мин подъема на ступеньку 33 см с частотой 15 в мин. Подсчет ЧСС.

3. Расчет мощности первой и второй работы (W1 и W2): W=m*H*n + 1/3 m*H*n.

4. Расчет PWC при ЧСС=170 уд/мин PWC=W1 + (W2 – W1)* (170*ЧCC1/ЧСС2-ЧСС1)

Норматив для здоровых нетренированныхтдевушек – 450-850 кгм/мин, юношей – 850-1100 кгм/мин.

Определение умственной

работоспособности.

1. Корректурная проба Анфимова. Просмотр за стандартное время текста с вычеркиванием комбинации букв. Определяют объем работы и число ошибок.

2. Исследование кратковременной памяти.

3. Оценка внимания.

Утомление. Субъективные и объективные критерии утомления. Теории утомления.

Утомление – временное снижение работоспособности, наступающее после интенсивной или длительной работы и исчезающее после отдыха.

Виды утомления:

1. Физическое (после мышечной работы).

2. Сенсорное (после напряженной работы анализаторов, например, зрительного после умственной работы и работы на компьютере).

3. Эмоциональное (после интенсивных и длительных переживаний, тревоге, страхе –

«притупление чувств»).

4. Умственное: большой объем информации, дефицит времени, большое напряжение творческого труда.

Критерии утомления:

1) Субъективные (чувство усталости, желание прекратить работу, тяжесть и боли в мышцах, голове, онемение плеч, шеи, притупление зрения и др.).

2) Объективные:

• уменьшение величины и качества работы: В тесте Анфимова – уменьшение количества просмотренных знаков, появление ошибок.

• уменьшение ответа физиологических систем на нагрузку (снижение ЧСС, АД, МОК, МОД, критической частоты слияния мельканий и др.).

Теориии утомления

1. Информационная. Нарушения в системе восприятия, обработки и передачи информации, т.е. нарушения функции нейронных сетей (нервных центров), в результате нарушается управление деятельностью со стороны ЦНС.

2. Энергетическая. Нарушение энергетического обеспечения во всех звеньях работающих систем.

Причины развития утомления в различных звеньях работающих систем.

1) Рецепторное звено.

Снижается импульсация от рецепторов в результате:

- изменения микросреды (<рН, рО2),

- нарушения энергообеспечения (изменение активности Na+- и Са++ - насосов).

2) Синаптическая передача.

Нарушение синаптической передачи в проводнико-вом, центральном и периферическом звеньях рефлекторных дуг, в нейронных сетях.

Последовательность развития утомления: сначала в центральных синапсах, затем – в периферических.

Причины:

• истощение запаса медиатора,

• снижение чувствительности постсинаптической мембраны,

• нарушение энергообеспечения Na+ и Са++-насосов, ресинтеза медиаторов.

Развитие утомления в синапсах ЦНС, периферических нервно-мышечных можно наблюдать в эксперименте с эргографией в остром опыте. Последовательность раздражения и записи эргограмм показаны цифрами. Опыт показывает, что первыми утомляются центральные синапсы, затем – нервно-мышечный. Мышца утомляется в последнюю очередь.

3. Нервные центры.

В результате нарушения синаптической передачи утомление развивается

в нервных центрах. Это проявляется:

• снижением качества, скорости и объема перерабатываемой информации,

• в двигательных центрах – нарушение

взаимоотношений центров агонистов и антагонистов, это приводит к нарушению качества движений, появляются ошибки в работе, травмы, падения и др. двигательные нарушения.

4. Эффекторы (мышцы, секреторные клетки).

Происходит нарушение процессов сокращения и расслабления мышц.

Причины:

• снижение возбудимости мембран,

• недостаток АТФ для работы Са++, Na+ и других насосов,

• нехватка АТФ для взаимодействия актина и миозина.

Недостаток АТФ для работы Са++ ,Na+ и других насосов

Источники энергии в мышце:

• креатинфосфат (энергии хватает на 12 с работы, спринтеры),

• анаэробный гликолиз. 1 молекула глюкозы дает 2 мол.АТФ. Максимум развертывания процесса – через 30-40 сек от начала работы мышц, запаса гликогена хватает на 2 мин работы.

Процесс можно тренировать (запасы гликогена возрастают на 30%,тренируется также регуляция анаэробного гликолиза со стороны САС.

• аэробное окисление.

Образование АТФ в митохондриях начинается через 60-70 с от начала работы, процесс выходит на плато через 2-3 мин и может поддерживаться длительное время.

Источники энергии:

1 мол.глюкозы дает 38 моль АТФ,

1 мол. ЖК (пальмитиновой) – 131 молекул АТФ.

Источник энергии постоянно возобновляется и хорошо тренируется его поступление.

Деятельность систем, направленных

на борьбу с утомлением

Для продолжительной и продуктивной работы без утомления необходимо поддерживать:

• ТО мышц со стороны ССС и дыхательной систем. ТО – доставка О2, глюкозы, ЖК, удаление метаболитов (СО2, лактата).

• МО (образование глюкозы, ЖК в печени и жировой ткани, образование инсулина в поджелудочной железе для транспорта глюкозы через мембраны клеток),

• работу систем регуляции.

1. Резервы ТО.

• Функция дыхательной системы может возрастать с 6-8 л/мин до 30-170 л/мин (МОД), ЧД – до 40/мин, ДО – до 4 л.

• Функция ССС. МОК увеличивается с 5-6 л/мин до 30 л/мин, АД может возрастать до 200/100 мм рт.ст., ЧСС – до 200/мин, СО – до 100-150 мл.

Эти показатели достигаются при систематической тренировке.

В системе МЦР – увеличение числа функциониру-ющих капилляров с 25- 30% до 80-90%, увеличение проницаемости межклеточного пространства для водорастворимых веществ за счет закисления среды.

В системе крови – увеличение концентрации

эритроцитов (выброс эритроцитарной массы из селезенки), повышение их сродства к О2 (рН, t, СО2, 2,3-ДФГ). При систематических тренировках – увеличение эритропоэза.

Для улучшения работы мозга – усиление системного кровообращения, перераспределение кровотока, повышение линейной скорости в капиллярах.

2. Метаболическое обечпечение

Для усиления МО – переход на аэробный гликолиз за счет усиления функции дыхания и кровообращения, активация МХ-ферментов за счет САС и увеличения числа вторичных

посредников.

3. Системы регуляции:

1) Совершенствование управления мышцами (на уровне двигательного центра, центров антагонистов, приобретенных двигательных программ).

2) Совершенствование работы САС и ГГНС для ТО и МО деятельности.