Психофизиология и безопасность труда

3.3 Рабочие позы и движения

Выполнение любой работы осуществляется в определенной позе, которая также является элементом трудовой (рабочей) нагрузки. Поза человека – это положение тела, конечностей и головы в про­странстве и друг относительно друга, создающееся сложным комп­лексом врожденных и приобретенных рефлексов. Соответственно, рабочей позой называют такие положения тела, головы, конечностей в пространстве и относительно друг друга, которые обеспечивают выполнение определенного трудового задания. Все многообразие рабочих поз в различных профессиональных группах, как правило, сводится к двум основным позам: стоя и сидя.

Поддержание основных рабочих поз связано как с наличием общих анатомо-физиологических и биомеханических закономернос­тей, так и с рядом специфических, различных для каждой из рабочих поз особенностей.

Уравновешивание силы тяжести в естественных позах является для организма сложной задачей, так как человеческое тело представ­ляет собой систему звеньев, соединенных шарнирными связями, допускающими как прямолинейные, так и вращательные движения. С точки зрения биомеханики, условием поддержания позы является равновесие всех сил, внутренних и внешних, действующих на тело. Пассивное равновесие даже при спокойном стоянии непрерывно нарушается, так как общий центр тяжести расположен несимметрич­но и постоянно смещается вследствие периодической деятельнос­ти внутренних органов (дыхание, кровообращение, пищеварение). Противодействие многочисленным внешним и внутренним силам, стремящимся нарушить поддерживаемые позы, оказывает вся система опорно-двигательного аппарата, его пассивные (позвоночник, кости, связки) и активные (мышцы) элементы. Это достигается быс­трым перераспределением тонических и тетанических напряжений мышц за счет проприоцептивных, лабиринтных и экстероцептивных рефлексов. Таким образом, мышцы, поддерживающие равновесие тела, постоянно находятся в напряжении. [3]

Положение сидя характеризуется наличием дополнительной опоры, при этом улучшаются биомеханические условия – увеличи­вается площадь опоры, и опускается общий центр тяжести тела, что делает позу более устойчивой. Кроме того, уменьшается гидростати­ческое давление крови, и улучшаются условия сердечно-сосудистой деятельности.

Как и всякая мышечная активность статического типа, каждая поза проявляется определенными изменениями со стороны кровооб­ращения и дыхания. При выполнении работы в позе стоя увеличива­ется нагрузка на мышцы нижних конечностей (вследствие высокого расположения центра тяжести над площадью опоры и малой ее вели­чиной) и органы кровообращения (увеличение гидростатического давления). В результате даже удобное положение стоя требует, по сравнению с позой сидя, повышения энергетических затрат орга­низма на 8-15%, увеличения частоты сердечных сокращений на 10-15 уд/мин.

В естественных условиях жизни поддержание позы является частным случаем статического режима двигательной активности. Незначительные изменения в той или иной позе влекут за собой изменения позной активности мышц. Величина напряжения нервно-мышечной системы как в шейно-грудинном, так и в пояснично-крестцовом сочленениях находится в прямой зависимости от глубины наклона головы и корпуса. Наклон головы на 15° (от корпуса) так же, как и наклон корпуса на 10° (по отношению к вертикали) не вызы­вают повышенных напряжений в структурах опорно-двигательного аппарата, и в этих пределах (при отсутствии каких-либо других неблагоприятных моментов, например, вытянутых рук вперед или поднятых рук вверх, выше плеч) рабочая поза может квалифициро­ваться как свободная.

В трудовой деятельности человека встречаются более сложные положения тела, для поддержания которых требуется более значи­тельное напряжение мышц, чем при свободной, комфортной позе (неудобная, фиксированная, вынужденная позы).

Неудобная поза – это поза с поворотом туловища, неудобным раз­мещением конечностей, с поднятыми вверх руками и др. Увеличение нагрузки при переходе от свободной позы к неудобной наиболее отчет­ливо проявляется в областях шейно-грудинного и пояснично-крестцового сочленений. Напряжения в шейно-грудинном сочленении возникают, как правило, вследствие наклона головы вперед, к объек­ту трудовой деятельности. Такие позы характерны для работников большинства канцелярских профессий, монтажников различных приборов, узлов, работников ряда областей легкой промышленности (швеи-мотористки) и многих других. Одновременно с этим у работ­ников многих профессий, в том числе и вышеуказанных, в процессе трудовой деятельности при наклоне корпуса вперед возникают также весьма значительные напряжения и в пояснично-крестцовом сочле­нении. Напряжение в пояснично-крестцовом отделе отмечается и у лиц, работающих стоя, при наклоне корпуса вперед или вбок. Такие позы характерны для станочников, операторов металло- и дерево­обработки, слесарей, механосборщиков машин, станков, многих профессиональных групп сельского хозяйства. Рабочая поза води­теля электропогрузчика также является неудобной: при движении погрузчика задним ходом водитель вынужден поворачивать назад голову и туловище. Напряжение мышц при этом больше по сравнению с позой водителя при движении погрузчика вперед. Время пребывания в подобной позе достигает 53% времени смены. Следовательно, «физиологическая стоимость» работы в неудобной рабочей позе увеличивается.

Хотя позная активность характеризуется в основном несильным напряжением мышц, при длительном поддержании даже удоб­ной позы уже через 2-3 часа у работающих возникают признаки утомления нервно-мышечной системы, субъективное ощущение дискомфорта и желание частичного изменения этой позы. Если по условиям технологии или характера трудового процесса изменение позы во время трудовой деятельности невозможно, то в этих случа­ях говорят о наличии фиксированных рабочих поз. Фиксированная рабочая поза – невозможность изменения взаимного положения различных частей тела относительно друг друга. Подобные позы чаще всего можно наблюдать при выполнении работ, связанных с необходимостью в процессе деятельности различать мелкие объ­екты. В этом случае работающий принимает такую позу, чтобы она обеспечивала возможность наиболее благоприятных условий для функционирования зрительной системы. Наиболее жестко фик­сированы рабочие позы у представителей тех профессий, которым приходится выполнять свои основные производственные операции с использованием оптических увеличительных приборов – луп и микроскопов. [3]

Среди подобных специальностей широко распространены про­фессии, в которых работающие заняты изготовлением, соединением деталей, узлов, изделий микроэлектроники, а также значительные по численности группы специалистов медицинских, ветеринарных и других лабораторий (например, гистологи, микрохирурги).

Так, значительная степень фиксированности рабочей позы операторов-микроскопистов (по сравнению с пользователями ВДТ) при­водит к более выраженному утомлению нервно-мышечного аппарата работающих в динамике смены. Количество жалоб на боли и усталость в различных частях тела в 2 раза больше у лиц, работающих с микроскопом, чем у пользователей ВДТ.

В производственных условиях встречаются сложные позы – на коленях, на корточках, лежа, работа с сильным наклоном туловища и пр. Такие позы относятся к вынужденным. Вынужденная рабочая поза, создающая значительную мышечную нагрузку, приводит к более выра­женным изменениям физиологических функций и ускорению развития утомления. Такие позы характерны для некоторых видов работ при ремонтных или строительных работах, при работе в шахте и др.

Следовательно, возможность развития перенапряжения опорно-двигательного аппарата вследствие поддержания рабочей позы зави­сит от степени нерациональности позы (неудобная, фиксированная, вынужденная) и времени пребывания в ней. Такие рабочие позы могут быть причиной возникновения не только ряда специфичес­ких профессиональных заболеваний нервно-мышечной системы, но и являются весьма существенным фактором риска возникновения остеохондроза.

3.4 Утомление

Утомление – особый вид функционального состояния человека, временно возникающий под влиянием работы и приводящий к сни­жению работоспособности.

До настоящего времени нет еще полного ответа на вопрос о сущ­ности и физиологических механизмах развития утомления. Были выделены различные варианты гуморально-локалистической кон­цепции, сущность которой сводится к следующим моментам. Во-пер­вых, причиной утомления являются образующиеся в процессе рабо­ты продукты обмена, прежде всего, молочная кислота. Во-вторых, точкой их приложения являются сами мышцы или мионевральные соединения. Эта концепция не принимала во внимание влияние координирующей роли ЦНС. В противоположность таким представ­лениям родилась центрально-нервная теория развития утомления на основе работ И.М. Сеченова, И.П. Павлова, Н.Е. Введенского, А.А. Ухтомского, М.И. Виноградова, В.А. Левицкого и др. Ведущее место заняло направление, развитое школой Введенского-Ухтомс­кого, подчеркивающее роль центрального торможения и дискоординации рабочих процессов. Разрабатывая эти направления, М.И. Виноградов выделил два типа утомления:

а) быстро наступающее утомление, обусловленное развитием цен­трального торможения;

б) медленно развивающееся утомление, в основе которого лежит общее затягивание физиологического интервала на ряде уровней двигательного аппарата.

В.А. Левицкий указывает, что утомление – это следствие «колли­зий» между «сознательно-волевой» и «автономно-вегетативной» сфе­рами. Как результат диффузного вегетативного рефлекса на нервные центры рассматривал возникновение утомления К.Х. Кекчеев.

В свете общей теории о функциональных системах П.К. Анохина, механизм утомления при мышечной работе был сформулирован Ю.В. Мойкиным следующим образом. При утомительной работе пер­воначальные функциональные изменения возникают в перифери­ческом звене нервно-мышечного аппарата в виде снижения сократи­тельной способности мышц. Затем, пройдя стадию компенсационной активации всех центральных структур нервно-мышечного аппарата, процесс завершается снижением интенсивности мышечной деятель­ности или прекращением ее в результате принятия решения высшим нервным звеном – акцептором результатов действий.

Концепция центрально-корковой теории развития утомления не исключает возможности взаимосвязи местных процессов, происхо­дящих в мышцах (возбудимости, тонуса, упруго-вязких свойств), с состоянием их кровоснабжения и трофических процессов (недоста­ток кислорода, истощение питательных веществ, накопление мета­болитов и др.).

Кроме этого, трудовая деятельность сопровождается интенсивной работой сердечно-сосудистой, дыхательной и других нейрогуморальных и вегетативных систем, что может усугублять глубину сдви­гов во внутренней среде организма. В итоге утомление проявляется в уменьшении силы и выносливости мышц, ухудшении координации движений, возрастании затрат энергии при выполнении одной и той же работы, замедлении скорости переработки информации, ухудше­нии памяти, затруднении процессов сосредоточения и переключе­ния внимания и пр. Таким образом, утомление представляет собой целостный процесс, происходящий в организме.

По своей биологической сущности утомление является нор­мальной физиологической реакцией, выполняющей определенную защитную роль в организме, поскольку предохраняет его отдельные физиологические системы и органы от перегрузок и возможного раз­вития повреждений. Определенный уровень развития утомления в конце рабочей деятельности даже является необходимым условием в процессе овладения трудовыми навыками начинающими работ­никами и для поддержания достигнутого уровня тренированности к выполнению трудовых нагрузок у работников, адаптированных к этой работе.

В реальной трудовой деятельности утомление может проявляться как в появлении его субъективных признаков – жалобы на усталость, так и объективных:

1) в снижении интенсивности (производительности, эффектив­ности) труда работника при сохранении величины оптимального уровня рабочего напряжения его физиологических функций;

2) в увеличении степени рабочего напряжения физиологических функций при неизменных показателях количества и качества труда;

3) в некотором снижении количества или качества труда с одно­временным увеличением степени рабочего напряжения физиологи­ческих функций.

В двух последних ситуациях утомление к концу работы будет более глубоким, и для восстановления функционального состояния наиболее напряженных в процессе работы физиологических фун­кций и систем потребуется отдых весьма существенной продолжи­тельности или повышенной эффективности.

В случае если отдых оказывается недостаточным для полного восстановления работоспособности к началу следующего трудового периода, то рабочее напряжение физиологических функций значи­тельно возрастает, и глубина развившегося утомления будет больше, чем в предыдущий период. При продолжении работы в подобных условиях кумуляция утомления может привести к появлению при­знаков хронического утомления, не ликвидируемых за обычный период отдыха (ежедневный и еженедельный). Дальнейшее выполнение работы сопровождается перенапряжением физиологических функций и организма работника.

Перенапряжение следует рассматривать как неблагоприятное функциональное состояние между нормой и патологией, обус­ловленное воздействием чрезмерно сильных раздражителей или хроническим воздействием стимулов, формирующееся при недо­статочном отдыхе и проявляющееся застойным процессом возбуж­дения физиологических функций с расширением внутрисистемных процессов синхронизации и межсистемных интерактивных взаи­мосвязей. Исход этого состояния в различных условиях своего раз­вития неравнозначен: возврат к нормальному состоянию здоровья или переход с развитием нового качества – болезни. Дальнейшее продолжение деятельности без отдыха и активных мер профилак­тики приводит к тому, что восстановительные процессы запускают имеющиеся физиологические резервы. Исчерпав последние, в усло­виях продолжающихся нагрузок происходит развитие состояния переутомления, которое сопровождается резким падением произ­водительности и эффективности труда, а чаще – отказом от даль­нейшей работы. Сущность состояния переутомления заключается в проявлении различных предпатологических и патологических син­дромов, что сопровождается существенным нарушением ряда фун­кций, резким снижением эффективности, качества деятельности и нормализующееся только в результате лечения и реабилитации. В зависимости от вида трудовых нагрузок эти синдромы различны в своем проявлении. Так, физические перегрузки приводят к разви­тию ряда форм профессиональных заболеваний опорно-двигатель­ного аппарата и периферической нервно-мышечной системы (мио­зиты, нейромиофасциты, тендовагиниты и пр.). Не исключается, что интенсивные и продолжительные мышечные нагрузки влияют на развитие такой распространенный заболеваний дегенеративного характера, как деформирующий остеоартроз и остеохондроз. При интенсивном умственном труде, связанном с нервно-эмоциональ­ными перегрузками, это может проявиться некоторыми формами общесоматической патологии: невротические расстройства, вегетососудистая дистония, гипертоническая болезнь, ишемическая болезнь сердца и др. Особое значение при этом приобретают инди­видуальная чувствительность и диагностика ранних доклинических признаков заболевания. [1]