Пределы работоспособности

Физиология труда

Физиология труда и спорта является важнейшим прикладным разделом физиологии.

Терминология:

1. Нагрузка – внешняя задача по выполнению работы.

2. Работа – активность организма в ответ на нагрузку.

3. Напряжение организма – изменение физиологических параметров при выполнении нагрузки.

Виды нагрузки:

1. Нервно-психические.

2. Физические.

3. Работоспособность – способность реагировать на предъявляемую нагрузку и выполнять работу. Зависит от состояния здоровья, тренированности, способности к данной работе. Оказывают влияние окружающая среда, общее состояние умственной активности и эмоциональной среды.

4.Коэффициент полезного действия – мера полезной отдачи от затраченного усилия.

5. Утомление – снижение работоспособности по мере выполнения работы.

6. Усталость – субъективное восприятие утомления.

Типы работы

1. Физическая.

2. Умственная.

Физическая работа делится на динамическую и статическую. Динамическая – на преодолевающую и уступающую. Умственная работа включает мыслительный и эмоциональный компоненты.

Физическая активность вызывает немедленные адаптивные реакции многих систем организма, прежде всего мышечной, сердечно-сосудистой и дыхательной. Эти немедленные реакции отличаются от тех, которые развиваются в процессе тренировки и могут служить мерой напряжения.

Кровоток в мышцах повышается за 20-30 сек от 20-40 мл мин^-1 . кг^-1 до 1,3 – 1,8 л мин^-1 . кг^-1 . При выполнении легкой работы основным источником энергии является анаэробный гликолиз, при тяжелой – получение энергии частично обеспечивается анаэробным гликолизом. Начальный период работы происходит за счет энергии АТФ и креатинфосфата.

Частота сердечных сокращений во время легкой работы с постоянной нагрузкой воздается в первые 5-10 мин и сохраняется на постоянном стационарном уровне в течение многих часов. При типичной физической работе частота пульса нарастает по мере утомления. Таким образом, по частоте сердечных сокращений можно различить: легкую, неутомляющую и тяжелую, вызывающую утомления. В качестве количественной меры восстановления может быть использована «пульсовая мера восстановления» - число сердечных сокращений до восстановления базового уровня частоты пульса.

Ударный объем крови при физической работе возрастает на 20-30% и сохраняется на постоянном уровне, может снижаться при чрезмерных нагрузках в связи с высокой частотой сердечных сокращений.

Систолическое артериальное давление повышается пропорционально нагрузке, диастолическое незначительно снижается или повышается, среднее возрастает. Давление в правом сердце возрастает незначительно.

Потребление кислорода организмом при легкой работе имеет стационарный характер с момента установления равновесия между метаболизмом в мышцах и увеличенным кровотоком. Существует понятие «кислородный долг» - повышенное потребление кислорода после завершения работы. При легкой работе равняется 4л, тяжелой – до 20л. Повышенное потребление кислорода обусловлено не только протеканием восстановительных процессов в метаболизм, но и другими факторами – изменением температуры тела, усиленной работой дыхательных мышц, тонусом мышц.

Частота дыхания при мышечной работе возрастает с большей частотой по сравннию с ростом числа сердечных сокращений. Это обусловлено метаболическим ацидозом в связи с повышением концентрации молочной кислоты. Газовый состав крови меняется незначительно, возрастает артерио-венозная разница по кислороду, гематокрит. Концентрация глюкозы в крови в процессе физической работы изменяется незначительно, падение нарастает при истощении резервов. Концентрация молочной кислоты возрастает, глицерола и жирных кислот при диете, богатой углеводами стимулирующей секрецию инсулина не изменяется, растет при недостатке углеводов в пище. Повышается концентрация ионов калия.

Концентрация многих гормонов в крови при выполнении физической работы изменяется без определенной закономерности, возрастает активность симпато-адреналовой и гипофизно-надпочечниковой систем.

Статистическая работа может быть постуральной (поддержание позы) или поддерживающей (удержание предметов). При статической работе до 30% от максимальной кровоток в мышцах нарастает, при величине 70% и выше Микроциркуляция в мышцах прекращается из-за сдавления сосудов сократившимися напряженными миоцитами. Вторым отрицательным фактором является сокращение мышц брюшного пресса и выталкиванием крови из сосудов низкого давления абдоминальной и торакальной систем кровообращения со снижением сердечного выброса.

Пределы работоспособности

Различают утомительную работу и не вызывающую утомления. Главным фактором, приводящим к функциональным нарушениям и заболеваниям при выполнении работы является недостаточная продолжительность отдыха, которая создает синдром перегрузки. Работоспособность, рабочая нагрузка, которую человек в состоянии преодолеть ограничена тремя основными факторами: количеством энергии, имеющимся в мышцах, снабжение мышц кислородом и питательными веществами и способностью организма к терморегуляции.

При динамической работе с участием больших групп мышц снабжение миоцитом лимитируется не функцией внешнего дыхания или местным кровотоком, а сердечным выбросом. Поэтому показатели функций внешнего дыхания не могут характеризоваться работоспособностью человека.

Утомление

Связано с работой и характеризуется снижением работоспособности. Может быть физическим (мышечным) и нервно-психическим (центральным). Тяжелая физическая работа приводит, прежде всего, к мышечному утомлению, усиленная умственная или монотонная – к утомлению центральному.

Восстановление – процесс, который начинается после прерывания работы, снижения интенсивности или изменения характера.

Восстановление протекает в начале перерыва в работе (информативным показателем является восстановление исходной частоты сердечных сокращений). Следует общеизвестному правилу восстановления: много коротких перерывов эффективнее нескольких продолжительных. Восстановление после тяжелой работы может эффективно протекать и при выполнении более легкой.

Основным фактором неутомительной работы является превышение длительности периодов восстановления (циклов расслабления мышц) на период работы (циклов сокращения мышц). При несоответствии возникает синдром остаточного утомления.

Нервно-психическое утомление

Приводит к снижению трудоспособности из-за нарушений центральной нервной регуляции: снижения метаболизма, замедлению передачи информации, ухудшение функций мышления и решения задач, ослабление сенсорного восприятия и сенсомоторной реактивности. Может сопровождаться нарушениями высшей нервной деятельности, депрессией, тревожностью, возбудимостью.

Нервно-психическое утомление вызывают:

1. Длительная умственная работа, требующая концентрации внимания, особенно при дефиците времени.

2. Тяжелый физический труд

3. Однообразная работа в монотонном режиме.

4. Неблагоприятные условия для труда: шум, недостаточное освещение и т.д.

5. Конфликты, отсутствие интереса к работе.

6. Заболевание, боль, недостаточное питание.

Утомление центрального происхождения в отличие от мышечного может быть мгновенно снято при условии:

1. Смены утомительной работы другой.

2. Изменением обстановки.

3. Появления чувства страха, тревоги, опасности.

4. Изменения построения.

5. Появления интереса к работе.

Наиболее вероятно, что нервно-психическое утомление связано с ретикулярной формацией.

При выполнении тяжелой физической работы могут развиться перегрузка, истощение, реакция стресс. Особенно опасно острое истощение при выполнении сверхмощной работы с использованием стимуляторов, допингов.

Истинное повышение работоспособности может быть достигнуто только тренировкой. Другие способы позволяют повысить результативность за счет мобилизации имеющихся ресурсов организма или снижением влияния лимитирующих работу механизмов.

Адаптация – совокупность физиологических реакций, обеспечивающих приспособление организма к изменяющимся условиям внешней среды. По выражению Ф.З. Меерсона адаптация особенность выживать и функционировать в условиях, ранее не совместных с жизнью.

Способность к адаптации позволяет человеку осваивать новые климато-географические зоны, новые формы труда и технологического процесса, новые социально-производственные условия! Способность к адаптации тканей и органов позволяет организму сопротивляться болезням.

Для характеристики адаптации используются термины и понятия:

1. Акклиматизация – адаптация к новым климатическим условиям и природному окружению.

2. Акклимация – реакции организма и приспособление к действию одного нового фактора – например к изменению солнечной радиации.

3. Приспособленность (степень приспособления) – количественная мера соответствия организма новым условиям.

4. Резистентность – устойчивость, сопротивляемость организма воздействием внешних факторов. Специфическая резистентность – устойчивость по отношению к конкретному фактору, неспецифическая – ко многим. Перекрестная резистентность – устойчивость, выработанная по отношению к конкретному фактору и обеспечивающих способность противостоять к другим воздействиям. Например, закаливание организма повышает сопротивляемость к инфекциям и одновременно позволяет способность переносить более высокие физические нагрузки.

5. Дизадаптация – нарушение адаптивных процессов, возникает при чрезмерных воздействиях, сопровождается дисфункцией – нарушением функционирования.

Адаптация может протекать по одному из 2-х вариантов:

1) Активному противодействию повреждающих факторов с повышением интенсивности обмена веществ, с использованием резервов энергетических субстратов, резервов функциональных возможностей систем, интенсификацией функционирования.

2) Второй путь адаптации – толерантность, пассивное приспособление.

Различают два вида адаптации: срочную кратковременную и долговременную. Срочная адаптация реагируется за счет интенсификации функционирования существующих структур, сопровождается повышенным расходованием энергии. Долговременная адаптация обеспечивается вновь созданными структурами, сопровождается усилением синтетических процессов, усилением синтеза белка.

Ф.З. Меерсон ввел понятие «цена адаптации». Под этим термином понимается какие потери структурные и энергетические понес организм в процессе адаптации.

Стресс

Неспецифическая реакция организма на действие любых, значимых раздражителей.

Терминология:

1. Стрессор – фактор воздействия

2. Эустресс – положительные формы

3. Дистресс – отрицательные формы стресса

4. Общий адаптационный синдром – совокупность реакций организма, вызванных стрессом.

Стадии стресса

1. Реакция тревоги – первые часы

2. Состояние резистентности – часы – 2-3 суток

3. Стадия исходов (истощения при продолжающимся действии стресса).

Реакция на действие стресса реагируется прежде всего через структуры гипоталамуса, гипоталамо-гипофузарную и надпочечниковую эндокринные системы, вегетативную нервную систему. Обязательным компонентом реакции является усиление синтеза в нейронах нуклеиновых клеток и белка.

Метаболизм макромолекул в нитронах имеет продолжительный характер поэтому реакция организма на повторное действие стресса наступает с более кратковременным латентным периодом или носит упреждающий характер. Реакция характеризуется стереотипностью. Сначала проходит выделение адреналина и норадреналина, затем усиленное выделение АКТГ, стимулирующее секрецию глюкокортикоидов.

Функциональные и метаболические эффекты катехоламинов, АКТГ и глюкокортикоидов обеспечивают повышение резистентности организма.

Срочный этап адаптации развивается непосредственно после начала действия раздражителя на организм и может реализоваться на основе ранее сформировавшихся физиологических механизмов. На этом этапе адаптации функционирование органов и систем протекает на пределе физиологических возможностей организма при почти мобилизации резервов.

Долговременная адаптация развивается на основе многократной реализации срочной адаптации путем формирования системного структурного следа.

Биологические ритмы.

Практически у всех существ структура и функции систем ритмично изменяются.

Существуют периодичности различной частоты начиная от миллисекунд (ритм активности нейрона), секунд (сердечные сокращения), суточные колебания, соответствующие лунному циклу , лунному месяцу, сезону, лунному году. Наибольшее количество систем подчиняется суточному (околосуточному) ритму. Существовала точка зрения, что суточные ритмы являются пассивной реакцией организма на изменения во внешней среде. Многочисленные экспериментальные данные свидетельствуют о сохранении суточной ритмичности даже при отсутствии всех внешних факторов. Наиболее изученным является околосуточный (циркадианный) ритм. Обычно его колебания синхронированы с 24-часовым суточным циклом благодаря внешним воздействиям, например, чередованию дня и ночи. Он отличается консерватизмом и длительное время сохраняется даже при многосуточным нахождении человека в бункере в темноте или при непрерывном ровном освещении. В течение многих суток 24 часовой ритм сохраняется даже если внешним ориентиром течения времени для человека остаются часы, измененные таким образом, что 24 часа по циферблату часов не соответствуют реальным 24 часам. 24 ритм сохраняется при сменном характере работы, при изменении естественного течения циклов сон – бодрствование.

Основными факторами, формирующими биоритмы являются:

- Фотопериодика (свет-темнота)

- Цикличность изменений температуры внешней среды (день-ночь, лето- зима)

- Цикличность фаз луны

- Цикличность режима питания

- Цикличность колебаний геомагнитного поля и силы земного притяжения.

Поиск по сайту: