Image text


Производственная безопасность

на главную страницу к перечню статей

 

Основы физиологии труда. Классификация основных форм деятельности.

 

Трудовая деятельность - целесообразная деятельность, в результате которой человек воздействует на природу и использует ее в целях создания предметов, необходимых для удовлетворения собственных потребностей. В биологическом аспекте труд - важнейшая функция организма, характеризующаяся определенной физиологической стоимостью.

Физиология труда - наука, изучающая изменения функционального состояния организма под влиянием производственной деятельности. В задачи физиологии труда входит и разработка физиологически обоснованных средств организации трудового процесса, способствующих предупреждению утомления, сохранению здоровья человека.

 

Классификация основных форм деятельности.

Многообразные формы трудовой деятельности издавна условно делятся на труд физический и умственный. В современных формах трудовой деятельности чисто физический труд практически не встречается. Никакая мышечная деятельность невозможна без участия центральной нервной системы, как регулирующей и координирующей все процессы в организме, в то же время нет такой умственной работы, при которой отсутствует мышечная деятельность. Различие трудовых процессов проявляется лишь в преобладании деятельности мышечной системы или центральной нервной системы.

В настоящее время, в связи с механизацией, и автоматизацией производственных процессов, физическое напряжение в трудовой деятельности играет все меньшую роль и значительно возрастает роль высшей нервной деятельности.

Однако существует общепризнанная физиологическая классификация трудовой деятельности.

1.    Формы труда, требующие значительной мышечной активности характеризуются в первую очередь повышенными энергетическими затратами (4000-6000 ккал/сутки). Физический труд развивает мышечную систему и стимулирует обменные процессы. В то же время отмечается социальная неэффективность физического труда, связанная с низкой производительностью, необходимостью высокого напряжения физических сил, потребностью в длительном (до 50% рабочего времени) отдыхе.

2.     Особенностью механизированных форм труда является изменение характера мышечных нагрузок и усложнение программы действий. Уменьшение объема мышечной деятельности сопровождается вовлечением в работу мелких мышц конечностей, которые должны обеспечить большую скорость и точность движений.

3.    Конвейерная форма труда требует синхронизированной работы ее участников в соответствии с заданным темпом и ритмом. Монотонность - одна из ведущих особенностей конвейерного труда, приводящая к преждевременной усталости и быстрому нервному истощению. В основе этого специфического явления лежит преобладание процесса торможения в коре больших полушарий при действии однообразных раздражителей. При этом снижается возбудимость анализаторов, рассеивается внимание, снижается скорость реакций и быстро наступает утомление.

4.    Формы труда, связанные дистанционным управлением производственными процессами и механизмами, характеризуются включением человека в систему оперативного звена.

5.    Формы интеллектуального труда подразделяются на операторский, управленческий, творческий, труд медицинских работников, труд преподавателей, студентов, учащихся. Интеллектуальный труд характеризуется, как правило, необходимостью переработки большого объема информации с мобилизацией памяти, внимания, частотой стрессовых ситуаций. Суточные энергозатраты составляют 2000-2400 ккал. Сопровождается гипокинезией - снижением двигательной активности человека, приводящем к ухудшению реактивности организма и повышению эмоционального напряжения.

В основе любого трудового действия лежит целевая установка, на базе которой в центральной нервной системе создастся определенная программа, реализующаяся в поведенческом акте. Такие запрограммированные действия носят название динамического стереотипа. Сущность динамического стереотипа заключается в том, что в ЦНС формируются длительно текущие нервные процессы, соответствующие особенностям воздействия на организм внешних и внутренних раздражителей. При этом обеспечивается точность и своевременность реакции организма на привычные раздражители, что особенно важно в формировании трудовых навыков. Наличие динамического стереотипа исключает излишние действия в процессе выполнения работы, "экономит" энергию и отдаляет наступление утомления. Кроме того, динамический стереотип обеспечивает приспособление организма к меняющимся условиям трудовой деятельности.

В процессе трудового действия в ЦНС поступает информация о ходе выполнения программы, на основании которой возможны текущие поправки к действиям. Точность и успешность выполнения программы зависят от опыта и количества предшествующих повторений этого действия, то есть автоматизма. Таким образом, автоматизм в действиях работающего возникает по мере закрепления динамического стереотипа.

Важное значение для рациональной организации труда имеет классификация различных видов труда по тяжести и напряженности. Тяжесть труда - понятие, выражающее степень функционального напряжения организма при трудовом процессе.

Функциональное напряжение может быть энергетическим – при физическом труде; эмоциональным - при умственном труде, когда имеет место информационная перегрузка. Нагрузка при труде, требующая преимущественно мышечных усилий классифицируется как физическая тяжесть труда, человека. При физическом труде изменяется функциональное состояние организма: активизируется мышечная система, система вегетативного обеспечения мышечной деятельности (кровообращение, дыхание), возрастает уровень обменных процессов, количество потребляемого в минуту кислорода, минутный объем и частота дыхания, число сердечных сокращений и т.д.

Физическая работа всегда сопровождается динамическими и статическими усилиями.

Статическая работа - процесс сокращения мышц, необходимой для фиксации орудий и предметов труда в неподвижном состоянии, поддержания положения тела в пространстве. При статической нагрузке тяжесть труда оценивают по величине статической нагрузки в кГ/с при удержании усилия одной рукой, двумя руками, с участием мышц корпуса и ног, времени пребывания в вынужденной позе. Работа, требующая нахождения человека в статической позе более 50% рабочего времени, характеризуется как тяжелая.

Динамическая работа - процесс сокращения мышц, приводящий к перемещению груза, а также тела человека в пространстве. Энергия организма расходуется на поддержание напряжения в мышцах и на механический эффект работы.

Динамическая работа подразделяется на:

общую мышечную работу, выполняемую более чем двумя третями массы скелетной мускулатуры;

региональную мышечную работу, выполняемую преимущественно мускулатурой плечевого пояса и верхних конечностей;

локальную мышечную работу, выполняемую с участием менее одной трети скелетных мышц.

Критериями тяжести труда при динамической нагрузке являются: мощность внешней механической работы, максимальная величина поднимаемых вручную грузов, величина ручного грузооборота за смену, частота шагов в одну минуту, наклоны туловища свыше 50° в 1 минуту при работе стоя. Если максимальная масса поднимаемых вручную грузов не превышает 5 кг для женщин и 15 кг для мужчин - работа классифицируется как легкая; 5-10 кг для женщин и 15-30 кг для мужчин - средней тяжести; свыше 10 кг для женщин и 30 кг для мужчин - тяжелая.

Существует способ оценки тяжести работы по потреблению кислорода и энерготратам (таблица).

 

Характер работы

Потребление кислорода, л/мин

Энерготраты, ккал/мин

Легкая

До 0,5

До 2,5

Средней тяжести

От 0,5 до 1,0

2,5-5,0

Тяжелая

1,0 и выше

Выше 5

 

 
 

При сравнительно легкой физической работе повышение обмена веществ происходит в основном за счет усиления энергозатрат в мышцах, сердце, мозге. При более тяжелых работах расход энергии мышцами возрастает на 95%. Затраты энергии меняются в зависимости от рабочей позы. При рабочей позе сидя затраты энергии превышают на 5-10% уровень основного обмена, стоя - на 10-25%; при вынужденной, неудобной позе затраты энергии на 40-50% превышают уровень основного обмена. Характер и организация трудовой деятельности оказывают существенное влияние на человека.

При физической работе важное значение имеет правильное чередование статических и динамических усилий. Статические мышечные усилия характеризуются преобладанием напряжения над расслаблением. При этом работа мышц осуществляется в анаэробных, то есть в бескислородных условиях. Клетки и ткани мышц получают энергию в результате расщепления сложных органических веществ до углекислого газа и воды. Примером может служить гликолиз - расщепление глюкозы, которое протекает в 2 основных этапа - бескислородный и кислородный.

На бескислородном этапе молекула глюкозы расщепляется до молочной кислоты с выделением небольшого количества энергии и образованием двух молекул АТФ. АТФ - основное энергетическое вещество клетки, единица измерения энергии в клетке, все процессы превращения энергии сопровождаются синтезом или распадом АТФ. При статистических усилиях, когда мышцы сжаты, кровеносные сосуды сдавлены, в клетки не поступает кислород, гликолиз останавливается на бескислородном этапе, энергия не образуется, в клетках накапливается молочная кислота (С3Н6О3), появляется чувство утомления, боль в мышцах.

При длительном поддержании статического напряжение утомление мышц, сочетаясь с недостаточным кровоснабжением, может привести к развитию заболеваний мышечной и периферической нервной системы. При чередовании напряжения мышц и расслабления гликолиз идет в два этапа, молочная кислота расщепляется до углекислого газа и воды и при этом клетка получает почти в 20 раз больше энергии - 38 молекул АТФ.

Исходя из этого, при правильном чередовании статических и динамических усилий можно добиться преобладания кислородного расщепления над бескислородным, что способствует более длительному сохранению работоспособности.

Эмоциональная нагрузка при труде, требующем преимущественно интенсивной работы мозга определяется как напряженность труда. Понятие напряженность труда чаще относят к работам с преобладанием нервно- эмоционального напряжения. Критериями напряженности труда являются: напряжение внимания, эмоциональное напряжение, напряжение анализаторов, объем оперативной памяти, интеллектуальное напряжение, монотонность работы.

Напряжение внимания связано с числом производственно-важных объектов наблюдения, длительностью сосредоточенного наблюдения в процентах от общего времени смены, плотностью сигналов или сообщений в среднем в 1 час. В процессе умственной деятельности активизируются различные отделы коры головного мозга, в которых возрастает кроваток и потребление кислорода; при увеличении степени умственного или эмоционального напряжения наблюдается учащение пульса, повышение артериального давления, возрастает интенсивность обменных процессов.

Напряженность труда в каждом конкретном случае зависит как от тяжести, так и от индивидуальных особенностей работающего. Труд одинаковой тяжести может вызвать у разных людей разную степень напряженности. Для оценки степени эмоционального напряжения, характерного для ряда профессий наиболее точными являются методы оценки показателей вегетативных функций (пульс, дыхание, АД и др.).

В физиологии труда важнейшим являются понятия работоспособности и утомления. Эффективность трудовой деятельности человека в значительной степени зависит от двух главных факторов: нагрузки и работоспособности.

Общая нагрузка формируется взаимодействием следующих компонентов:

предмет и орудия труда,

организация рабочего места,

гигиенические факторы производственной среды,

технико-организационные мероприятия.

Эффективность согласования указанных факторов с возможностями человека во многом зависит от уровня работоспособности.

Работоспособность – величина функциональных возможностей организма, характеризующаяся количеством и качеством работы, выполняемой за определенное время при максимально интенсивном напряжении. Существенным фактором, влияющим на уровень и динамику работоспособности, являются специфические особенности каждой конкретной деятельности. Состояние работоспособности оценивается по физиологическим показателям функционального состояния центральной нервной системы, нервно-мышечного аппарата, сердечно-сосудистой, дыхательной и других систем, обеспечивающих данную конкретную деятельность.

Производительность труда нельзя отождествлять с работоспособностью. Вместе с тем, и производительность и работоспособность характеризуются результатом работы, ее количеством и качеством. Поэтому интегральными показателями работоспособности могут быть данные почасовой производительности и качества работы. Во время трудовой деятельности функциональная способность организма и производительность труда закономерно изменяются на протяжении рабочей смены.

Изменение работоспособности в течении рабочего дня имеют фазовый характер.

I Фаза врабатывания или нарастающей работоспособности. В этот период повышается лабильность физиологических систем, ускоряется и увеличивается объем физиологических процессов. Уровень работоспособности постепенно повышается по сравнению с исходным. Это выражается в улучшении психофизиологических показателей и результатов труда.

На фазе врабатывания количественные и качественные показатели работы часто: то улучшаются, то ухудшаются, прежде чем каждый из них достигнет своего оптимума. Подобные колебания – поиск организмом наиболее экономичного для работы уровня. В зависимости от характера труда и индивидуальных особенностей человека, этот период длится от нескольких минут до 1,5 часа, а при умственном творческом труде - до 2-2,5 часа.

II Фаза высокой устойчивой работоспособности. Для нее характерно сочетание высоких трудовых показателей с относительной стабильностью или даже некоторым снижением напряженности физиологических функций. Продолжительность фазы устойчивой работоспособности может быть 2-2,5 часа и более в зависимости от степени нервно-эмоционального напряжения, физической тяжести и гигиенических условий работы.

III Фаза снижения работоспособности. Падение работоспособности сопровождается уменьшением функциональных возможностей основных работающих органов человека.

Продолжительность каждой из этих фаз зависит как от индивидуальных особенностей ЦНС, так и от условий среды, в которых совершается работа, от вида и характера деятельности, от эмоционального и физического состояния организма. Понимание процессов изменения работоспособности позволяет предупредить или отдалить наступление утомления.

Падение работоспособности указывает на предел эффективной работы и является сигналом к ее прекращению. Ухудшается функциональное состояние центральной нервной системы: развивается охранительное торможение, которое внешне проявляется в вялости, сонливости, потери интереса к работе и отказе ее продолжать, - развивается утомление.

Утомление – состояние, сопровождающееся чувством усталости, снижением работоспособности, вызванное интенсивной или длительной деятельностью, выражающееся в ухудшении количественных и качественных показателей работы и прекращающееся после отдыха. Существует ряд теорий утомления. Одни рассматривают утомление как следствие "истощения" энергетических ресурсов мышцы; другие как результат недостаточного снабжения кислородом и нарушения окислительных процессов – теория "задушения"; третьи как следствие засорения тканей продуктами обмена, - теории "отравления".

В наше время наиболее популярной является теория утомления, согласно которой утомление в первую очередь возникает в ЦНС. При длительном возбуждении определенных участков нервной системы наступает перевозбуждение и торможение условных рефлексов. Торможение позволяет клеткам не реагировать на поступающие импульсы, вследствие чего прекращается активная деятельность. Торможение является мерой предупреждения функционального истощения клеток. Эта концепция не исключает влияния местных процессов, происходящих в мышцах и других работающих органах, на формирование утомления.

Чрезвычайно высока биологическая роль утомления. Оно несет защитную функцию, предохраняя организм от истощения при слишком длительной или слишком напряженной работе. Повторное утомление, не доводимое до чрезмерной величины, является средством повышения функциональных возможностей организма.

В развитии утомления различают скрытое, преодолеваемое утомление, при котором сохраняется высокая работоспособность, поддерживаемая волевым усилием. Это так называемое компенсированное утомление. Работоспособность при этом обеспечивается значительными энергозатратами.

Дальнейшее выполнение работы вызывает развитие некомпенсированного, явного утомления, главным признаком которого является снижение работоспособности. Как уже отмечалось, утомление проявляется субъективным чувством усталости. Чаще всего утомление и усталость развиваются параллельно, однако это происходит не всегда. Так, если человек занят любимым, важным для него делом, он может работать достаточно долго, не чувствуя усталости, хотя признаки утомления налицо. Необходимо таким образом дозировать деятельность человека, чтобы возникающее в ее результате утомление исчезало за время отдыха; если этого не происходит, то оно накапливается и приводит к переутомлению.

В отличие от утомления, которое характеризуется как временное снижение работоспособности в результате предшествующей работы и оценивается как физиологическое состояние, переутомление - это уже длительное и глубокое снижение работоспособности, сопровождающееся нарушением деятельности систем жизнеобеспечения и требующее для своего устранения длительного отдыха. Переутомление - это патологическое состояние, которое не исчезает после обычного отдыха и требует специального лечения.

См. далее Основные пути борьбы с утомлением.

 

  на главную страницу поиск