Психофизиология и безопасность труда

Вместе с тем в целом можно говорить о преимущественно дина­мических или статических нагрузках при выполнении какой-либо работы и их конкретном воздействии на организм работающих.

В зависимости от величины мышечной массы, необходимой для выполнения той или иной работы, физическую работу человека при­нято подразделять на три вида: общую (глобальную), региональную и локальную.

Интенсивность мышечной работы в труде принято обозначать термином «тяжесть труда». При этом физический труд локально­го, регионального или общего характеров связан с энергетическими затратами, обеспечивающими усилия опорно-двигательного аппарата и систем, необходимых для его функционирования. Механическая энергия, развиваемая мышцами при всех видах физической работы, образуется в конечном итоге за счет окисления углеводов, жиров и бел­ков. В процессе мышечной деятельности существенно возрастает коли­чество потребляемого кислорода. Если в покое человек потребляет 150-300 мл кислорода в 1 минуту, то при тяжелой физической работе потребность в кислороде возрастает в 10-15 раз. Уровень потребления кислорода соответствует величине энергии, полученной в результате окисления соответствующих питательных веществ, и зависит от вели­чины мышечной массы, принимающей участие в работе, и степени напряжения работающих мышц. Из этого следует, что при одинаковой интенсивности мышечных напряжений наименьшие уровни энерготрат будут при локальной работе, а наибольшие – при глобальной.

Интенсивные локальные мышечные нагрузки характерны для машинисток, телеграфистов, наборщиков типографий, операторов счетных клавишных машин, перфораторщиков. Операторы выпол­няют десятки тысяч мелких высокодифференцированных движений в быстром темпе. Характер и глубина функциональных изменений в организме работающих определяются, главным образом, общим чис­лом движений за смену. Существует высоко достоверная зависимость величины снижения функционального состояния нервно-мышечно­го аппарата от числа локальных движений за смену. Чем больше совершается движений, тем раньше появляются в течение рабочего дня достоверное увеличение биоэлектрической активности мышц (участвующих в выполнении этих движений), снижение силы и выносливости мышц. Одновременно отмечается достоверное повы­шение случаев профессиональных заболеваний опорно-двигательно­го аппарата работающих.

В современной трудовой деятельности статическая нагрузка часто связана с удержанием на весу деталей, изделий или приложением усилий (при управлении оборудованием или прижимом изделия к обрабатывающему инструменту). В производственных условиях статическая нагрузка количественно оценивается двумя показателя­ми: величиной развиваемого усилия и длительностью поддержания этого усилия.

Величина и длительность поддержания статического усилия влияют на степень развития утомления и возможность проявления первых признаков перенапряжения различных структур нервно-мышечного аппарата работающих. Так, шлифовщицы хрустальных изделий прикладывают усилия, связанные с прижимом изделия к шлифовальному кругу в 1,5-2,5 раза больше, чем шлифовщицы стеклянных изделий. При этом у лиц, обрабатывающих хрусталь­ные изделия, отмечается более ранняя и более выраженная степень утомления нервно-мышечной системы, достоверно чаще встречаются профессиональные заболевания нервно-мышечной системы рук по сравнению с работницами, обрабатывающими стекло.

В условиях производства работающие наряду с мелкими дви­жениями часто выполняют движения большой амплитуды в раз­ных направлениях, что свидетельствует о динамическом характере физических нагрузок. При таких движениях участвуют не только мышцы кисти и предплечья, но и мышцы плеча, плечевого пояса, а в ряде случаев и мышцы туловища (т.е. имеются региональ­ные уровни нагрузок). Подобного рода движения необходимы при станочных, штамповочных, переплетно-брошюровочных работах, в шелкоткацком производстве, при сборке автомобилей, телевизоров и т.д. Большая нагрузка на двигательный аппарат встречается и при работе за операторским пультом. Например, труд операторов пульта управления блюмингом наряду с нагрузками на зрительный и слу­ховой анализаторы связан с выполнением до 45 тысяч движений при использовании ручных и ножных органов управления.

При работе с преимущественно региональными нагрузками час­тота и амплитуда рабочих движений, величина прилагаемых уси­лий, рабочая поза имеют большое значение в развитии утомления работающих. У станочников (сверловщики, токари, шлифовщики) изменения физиологических функций, указывающие на развитие утомления (понижение функционального состояния нервно-мышеч­ной системы, напряжение сердечно-сосудистой и терморегуляционной систем организма), зависят от амплитуды и частоты рабочих движений.

Отмечаются и изменения в морфологическим и биохимическом составах крови. Количественные изменения выражаются в увеличе­нии числа эритроцитов и содержания гемоглобина, усилении регене­рации эритроцитов и увеличении молодых форм – ретикулоцитов. Также отмечается увеличение общего числа лейкоцитов (миогенный лейкоцитоз) за счет резкого возрастания числа нейтрофилов. С увеличением мощности мышечной работы наблюдается повышение содержания в крови адреналина, норадреналина, кортизона, кортикостерона, что способствует мобилизации энергетических ресурсов организма. Понижение уровня инсулина в крови во время длитель­ной мышечной работы связано как с уменьшением его секреции, так и с усиленным его распадом. Снижение содержания инсулина в крови создает условия для использования жирового депо как источника энергетического обеспечения мышечной работы.

Разная степень выраженности утомления может наблюдаться у лиц одной и той же профессии, если характер труда или техноло­гическое оборудование имеют свои особенности. Например, среди станочников, обрабатывающих одинаковые детали, но имеющих разное производственное задание (грубая или точная шлифовки),

степень изменения физиологических функций (снижение выносли­вости мышц рук, усиление тремора, увеличение частоты сердечных сокращений и т.п.) более выражена у тех из них, которые выполняют большее число движений и более длительно находятся в неудобной рабочей позе.

Общие (глобальные) физические нагрузки, как правило, связаны с приложением значительных усилий, подъемом и перемещением груза, наклонами корпуса, работой в неудобных и вынужденных позах. Общие нагрузки характеризуются значительными энерго­тратами, интенсивной нагрузкой на кардиореспиратурную систе­му, повышением частоты сердечных сокращений. Так, в литейных цехах все еще имеется ряд ручных операций, требующих больших мышечных усилий (до 50% рабочего времени), при этом энерготра­ты составляют 4,0-6,5 ккал/мин (6,7-27,2 кДж/мин). При таких энергозатратах отмечаются значительные изменения вегетативных функций: превышение частоты сердечных сокращений над уровнем покоя составляет 20-150%, а частоты дыхания на 20-100%. Даже применение высокопроизводительных механизированных комп­лексов не исключает ручного немеханизированного труда, кото­рый может занимать значительное рабочее время. У бурильщиков среднесменная частота сердечных сокращений в процессе бурения составляет 108-112 уд/мин, а на отдельных трудоемких операци­ях достигает 145-165 уд/мин и более. Статическая выносливость мышц кисти у них снижается к концу смены на 42,0-50%, что свиде­тельствует о развитии выраженного утомления нервно-мышечного аппарата.

Следовательно, физическая работа, связанная со статическими, динамическими и/или смешанными нагрузками высокой интенсив­ности, приводит к изменению физиологических функций (снижение выносливости мышц к статическому усилию, повышение биоэлект­рической активности мышц, увеличение тремора), свидетельствую­щему о развитии утомления нервно-мышечной системы работающих. При чрезмерной продолжительности или интенсивном напряжении мышц утомление может накапливаться (кумулироваться) и при­водить к развитию перенапряжения и нередко в последующем к возникновению патологических нарушений. Структура профессиональных заболеваний от функционального перенапряжения поли­морфна и включает патологию периферической нервной системы (вегетативно-сенсорная полиневропатия, компрессионные невропа­тии, радикулопатии, координаторные неврозы) и опорно-двигатель­ного аппарата (миофиброзы, тендовагиниты, эпикондилезы, стилоидозы, стенозирующие лигаментозы, периартрозы).

Свидетельством развития перенапряжения нервно-мышечного аппарата является также высокий процент жалоб среди лиц различ­ных профессий на быструю усталость и ноющие боли в различных частях тела.

3 Физиология труда

Труд как особая форма взаимодействия человека с окружающей природой является исключительным достоянием человека. Под влиянием труда происходит формирование и совершенствование способностей работающего человека, создающего материальные и культурные ценности. Труд в полной мере стал основным определя­ющим фактором жизнедеятельности большинства трудоспособного населения. Будучи многосторонним явлением, труд с социально-экономической точки зрения выступает как создатель и мера матери­альных ценностей, с исторической – как процесс, лежащий в основе прогресса и развития производительных сил, с естественнонаучной, т.е. с медико-биологической стороны, труд есть важная форма взаи­модействия человека с окружающей средой и целесообразной кол­лективной деятельностью.

Физиология труда – специальный раздел гигиены труда (физио­логии), изучающий изменения функционального состояния организма человека под влиянием трудовой деятельности с целью разработки и обоснования физиологических мероприятий по оптимизации трудо­вого процесса, способствующих поддержанию высокой работоспособ­ности и сохранения здоровья человека.

Физиология труда по определению одного из основоположников данного научного направления М.И. Виноградова (1969) «являет­ся дисциплиной в такой же степени теоретической, как и практи­ческой». В контексте этого высказывания исследования в области физиологии труда развиваются по двум направлениям. Во-первых, это изучение общих физиологических закономерностей в процессе трудовой деятельности и, во-вторых, изучение конкретных видов труда с целью рационализации (научной организации) трудового процесса. Физиология труда при решении прикладных вопросов использует данные тех областей знаний, которые определяют общую организацию производства. Это связано с тем, что любое мероприя­тие физиологического характера может стать фактором повышения работоспособности человека и улучшения его функционального состояния только при правильном применении технологических, технических, организационных и других средств производства. При этом должна учитываться и экономическая значимость результатов внедрения физиологических мероприятий в производственный про­цесс.

Задачи физиологии труда охватывают широкий круг вопросов, включающий:

- изучение физиологических закономерностей различных видов труда;

- исследование физиологических механизмов динамики работоспособности (утомления) человека в производственных условиях;

- оценку тяжести и напряженности трудового процесса;

- разработку физиологических основ научной организации труда, а именно: оптимизацию рабочих движений, рабочей позы, организа­ции рабочего места, ритма труда, режима труда и внутрисменного отдыха;

- конструирование оборудования, транспортных средств и пр. с учетом психофизиологических и антропометрических параметров человека и др.

Решение этих вопросов составляет основу двух главных научно-практических направлений физиологии труда:

1. Изучение и дифференциальная диагностика функциональных состояний человека в процессе труда.

2. Гигиеническое нормирование факторов трудового процесса (тяжести и напряженности труда).

Каждое из этих научных направлений имеет свои конкретные и частные задачи.

Развитие теоретических и практических основ дифференци­альной диагностики различных функциональных состояний (ФС) организма человека базируется на теории о функциональных сис­темах (П.К. Анохин). Такой подход позволяет подойти к выявле­нию сущности физиологических закономерностей и механизмов формирования различных функциональных состояний организма человека в процессе его профессиональной деятельности. Так, разработка физиологических норм напряжения (утомления) орга­низма, перенапряжения и переутомления при различных видах трудовой деятельности требует, во-первых, выявления физиологи­ческих оценочных показателей, а во-вторых, ранжирования их по степени выраженности с последующим физиолого-клиническим обоснованием информативных интегральных показателей. На современном этапе разработка методов количественного анализа в определении функционального является необходимым условием системно-количественной физиологии целостного организма. Это дает возможность осуществлять диагностику и прогнозирование состояний, проводить мероприятия по охране и восстановлению здоровья человека.

Весьма важным является изучение механизмов компенсаторно-восстановительных процессов. Выход их за минимальную или мак­симальную границы порождает нейроконфликт с последующим про­явлением вегетативных и гуморальных реакций. Соответственно, возникают сложные вопросы.

- Какие морфофункциональные структуры и механизмы прини­мают участие в восстановительном процессе?

- Каковы параметры оптимального их функционирования; когда и что служит причиной поломки этих процессов?

- Носят ли они не специфический характер или существенно зависят от вида той или иной профессиональной деятельности?