Основы физиологии труда и рациональные условия деятельности человека

Физиология труда — это наука, изучающая изменения функционального состояния организма человека под влиянием его трудовой деятельности и обосновывающая методы и средства организации трудового процесса, направленные на поддержание высокой работоспособности и сохранение здоровья работающих.

Основные задачи физиологии труда:

• исследование физиологических параметров организма человека при различных видах работ;

• изучение физиологических закономерностей организма в процессе трудовой деятельности;

• разработка практических рекомендаций и мероприятий, направленных на оптимизацию трудового процесса, снижение утомляемости человека, сохранение здоровья и высокой работоспособности в течение продолжительного времени.

Исходя из этих задач физиология труда обосновывает режимы труда и отдыха в зависимости от интенсивности, экстенсивности, сложности и значимости трудовой деятельности; выясняет оптимальные и предельные возможности человека по приему, переработке и выдаче информации (например, наилучшие способы подачи зрительной, слуховой и другой информации на табло и щитах управления); определяет наиболее экономичные и наименее утомляющие виды рабочих движений. Физиология труда определяет, оценивает и прогнозирует функциональное состояние организма человека до, во время и после трудовой деятельности; разрабатывает способы и режимы тренировки и обучения; обосновывает мероприятия по рационализации труда, ведущие к повышению работоспособности человека и сохранению его здоровья.

Любой вид трудовой деятельности представляет собой сложный комплекс физиологических процессов, в который вовлекаются все органы и системы человеческого организма. Огромную роль в этой работе играет центральная нервная система, обеспечивающая координацию функциональных изменений, развивающихся в организме при выполнении работы.

Нервная система человека имеет сложное строение. Различают центральную и периферическую нервную системы. Центральная нервная система (ЦНС) — головной и спинной мозг — формирует и регулирует поведение и мыслительную деятельность человека. Периферическая нервная система — это нервы, по которым распространяются нервные импульсы с периферии в нервные центры, и наоборот, из нервных центров к периферическим органам. Кроме того, существует вегетативная нервная система, которая регулирует жизнь организма, деятельность его внутренних органов, выполняющих функции жизнеобеспечения.

В зависимости от функции, которую выполняют нервы, их делят на две группы:

• центростремительные, которые несут различную информацию (раздражение) от разных органов человеческого тела к головному и спинному мозгу;

• центробежные, несущие возбуждение от ЦНС к мышцам, железам и другим органам.

Центростремительные нервы имеют особые воспринимающие аппараты — рецепторы — во всех органах и системах организма.

Нервная ткань обладает двумя очень важными свойствами — возбудимостью и проводимостью.

По инициативе Н.Е. Введенского в физиологию было введено понятие функциональной подвижности, или лабильности, характеризующейся максимальным числом импульсов, которые ткань способна воспроизвести за данный отрезок времени в ответ на раздражения. Был сделан вывод, что лабильность нервной ткани при неблагоприятных для нее условиях снижается, т.е. нерв уже не может провести максимальное число импульсов. Это состояние, получившее название парабиоза, имеет три фазы:

1) уравнительная или трансформирующая: и сильные, и слабые раздражения вызывают одинаковые возбуждения в угнетенном нерве;

2) парадоксальная: сильные раздражения вызывают слабую волну возбуждения, а слабые, наоборот, — сильную волну возбуждения и, соответственно, более сильное, чем обычно, сокращение мышцы;

3) тормозящая: ни слабые, ни сильные раздражения не вызывают волны возбуждения.

Вся деятельность клеток, тканей, органов и систем человеческого тела регулируется, управляется ЦНС, благодаря которой организм представляет собой единое целое. ЦНС осуществляет связь организма с окружающей средой.

Ответная реакция организма на раздражение рецепторов, осуществляемая при участии и под контролем ЦНС, называется рефлексом.

Наиболее типичный путь, который проходит волна возбуждения при осуществлении рефлекса: раздражение извне попадает на соответствующие рецепторы, затем возбуждение идет по центростремительному нерву и передается в ЦНС, где подвергается переработке и передается на другой нейрон (нервную клетку), из которого исходят двигательные волны возбуждения по центробежным (или двигательным) нервным волокнам. Эти возбуждения поступают к мышцам (или другим рабочим органам) и вызывают их сокращение или расслабление.

Согласно учению И.П. Павлова, все рефлексы делятся на безусловные и условные. Рефлексы низших отделов центральной нервной системы, которые передаются организму наследственно, получили название безусловных, корковые рефлексы, возникающие под воздействием материальных условий среды, называются условными. Образование условных рефлексов есть функция коры головного мозга.

Наиболее общие особенности условно-рефлекторной деятельности человеческого организма в процессе труда:

1) осознанность цели трудовой деятельности — стремление к достижению цели выступает как раздражитель, способствующий формированию и закреплению условных рефлексов;

2) воздействие в процессе трудовой деятельности на высшие отделы ЦНС не только физических и химических раздражителей, но и раздражителей социального порядка, которые обусловлены общественным характером труда.

Огромное разнообразие проявлений жизнедеятельности организма как единого целого с окружающей средой осуществляется благодаря объединяющей, регулирующей и координирующей роли ЦНС и ее высших отделов. Поэтому различные движения, приемы, операции, совершаемые человеком во время трудовой деятельности, есть внешнее проявление сложнейших процессов, происходящих в отделах нервной системы.

Таким образом, нервная система, выполняет две основные функции:

1) обеспечивает нормальное взаимодействие организма с окружающей средой;

2) объединяет и регулирует все функции жизнедеятельности всего организма, его органов, клеток.

Важнейшей предпосылкой правильной ориентации человека в окружающей среде является зрение.

В процессе жизни и деятельности человек до 80% всей информации получает через зрительный анализатор. Восприятие визуальной информации ограничено пределами так называемого поля зрения — пространства, обозреваемого человеком при неподвижном состоянии глаз и головы, той сферы, электромагнитные волны в которой возбуждают визуальные ощущения.

В пределах угла зрения 30—40° условия для видения оптимальны. Основные носители информации целесообразно помещать в этом диапазоне, так как в нем воспринимаются и движения, и резкие контрасты.

Глаз, обеспечивая безопасность человека, и сам снабжен естественной защитой: рефлекторно закрывающиеся веки защищают сетчатку глаза от сильного света, а роговицу — от механических воздействий; слезная жидкость смывает с поверхности роговицы и век пылинки, и благодаря наличию в ней лизоцима (обеззараживающего вещества) убивает микробы; защитную функцию выполняют и ресницы. Однако естественная защита для глаз оказывается недостаточной. Поэтому при опасных для глаз условиях следует применять искусственные средства защиты.

Звуки доставляют человеку информацию. Одни звуки приятны, другие отрицательно влияют на здоровье человека, некоторые выполняют роль сигналов, предупреждая об опасности. Оценить мир звуков человек может с помощью органа слуха.

Звуковые волны направляются в слуховую систему через наружное ухо к барабанной перепонке, колебания которой механическим путем через среднее ухо передаются к внутреннему уху, где преобразуются в колебания со значительно меньшей амплитудой, но с более высоким давлением. Возбуждение нервных окончаний слухового нерва доходит до коры головного мозга и вызывает восприятия звука.

Слуховой анализатор обладает высокой чувствительностью, позволяя человеку воспринимать широкий диапазон звуков и анализировать их по силе, высоте тона, окраске, отмечать изменения по интенсивности и частотному составу, определять направление прихода звука.

Двигательный аппарат — позволяет осуществлять трудовую деятельность.

Двигательным называют специализированный аппарат, который состоит из: а) костно-опорного аппарата (кости, суставы, сухожилия); б) скелетных и речевых мышц; в) двигательных нервных центров, заложенных в спинном и головном мозге, и нервов, связывающих эти центры с мышцами.

Двигательный аппарат выполняет следующие функции:

1) является исполнительным механизмом, посредством которого человек, используя орудия труда, воздействует на предмет труда;

2) входит в состав рабочего механизма речи и мышления;

3) является источником мощных нервных импульсов.

Простейшими элементами двигательного аппарата человека являются так называемые кинематические пары — совокупность двух звеньев, взаимно ограничивающих движение и соединенных друг с другом суставом (пример кинематических пар: плечо — предплечье, бедро — голень, которые сочленены соответственно лучевым и коленным суставом).

Необходимо подчеркнуть две особенности устройства человеческого организма: небольшое количество кинематических пар и возможность выполнения с их помощью бесконечного многообразия двигательных задач.

Из всего арсенала движений организм избирает те, которые для решения конкретной задачи являются наиболее целесообразными, экономичными и точными. Но если использовать одновременно все эти возможности, то получится хаос движений. Благодаря ЦНС устанавливаются порядок и последовательность использования двигательного аппарата при выполнении задач, возникающих в процессе трудовой деятельности.

Различают два вида мышц: гладкие (из которых состоит мускулатура стенок кровеносных сосудов и всех внутренних органов, кроме сердца) и поперечно-полосатые (из которых состоит вся сердечная и скелетная мускулатура). Поперечно-полосатые мышцы называются также скелетными.

В мышцах различают три вида мышечных элементов: белые и красные мышечные волокна и мышечные веретена.

Специфическая функция мышечного волокна и мышцы в целом заключается в акте сокращения. Эта функция связана с преобразованием химической энергии в механическую и тепловую, которое происходит внутри мышечного волокна.

Различают два вида мышечной деятельности: динамическая работа и статическая работа.

Динамическая работа характеризуется изменением длины мышц при их напряжении и преимущественно в пространстве какого-либо звена двигательного аппарата человека. Динамическая работа внешне воспринимается как перемещение предметов труда, инструмента и т.д. Следует иметь в виду, что двигательные функции осуществляются не только двигательным аппаратом, но и всем организмом.

Под воздействием условных раздражителей от нервных окончаний, заложенных в зрительных, двигательных и других окончаниях периферических анализаторов, импульсы идут по нервным волокнам к коре больших полушарий, в которой находится двигательная зона, осуществляющая двигательные функции организма.

Статическая работа (напряжение, усилие) характеризуется тем, что напряжение мышц при ней развивается без изменения длины и без активного перемещения движущихся звеньев и всего тела. Статическая работа в процессе труда связана с фиксацией орудий и предметов труда в неподвижном состоянии, а также с созданием рабочей позы.

Статическую работу нельзя измерить обычными показателями механической работы, поскольку при ней не наблюдаются энергетические движения, однако она сопровождается расходом энергии и быстро вызывает утомление.

Динамическая и статическая работа связаны между собой общей программой действия.

Динамическая работа создается и регулируется с помощью двигательных условных рефлексов, статическая — с помощью условных рефлексов положения конечностей и условных рефлексов позы (стоя, сидя).

Выбор правильной и удобной позы необходим для:

1) здоровья человека, так как длительное пребывание в неудобной позе приводит к патологическим изменениям;

2) обеспечения эффективной работоспособности человека.

Удобство позы зависит главным образом от:

1) положения центра тяжести и площади опоры;

2) величины напряжения тонических мышечных групп, препятствующего нарушению соответствующего расположения частей тела.

В процессе труда наиболее распространены позы «стоя» и «сидя».

Поза «стоя» требует больших энергетических затрат и менее устойчива, поэтому целесообразно заменять ее позой «сидя». Труд — основное условие существования человека. Различают следующие основные формы труда:

1) требующие значительной мышечной энергии. Эти трудовые действия применяются при отсутствии механизированных средств и требуют повышения энергетических затрат в сутки — от 17 до 25 МДж (4000-6000 Ккал) и выше.

Напряженный физический труд, стимулирующий развитие мышечной системы и обменные процессы, имеет вместе с тем ряд недостатков. Главный из них — неэффективность, связанная с низкой производительностью труда и необходимостью перерывов на восстановление физических сил, доходящих до 50% рабочего времени;

2) механизированные.

При этом энергетические затраты колеб- лются в пределах 12,5—17 МДж (3000—4000 Ккал) в сутки.

Механизация труда снижает мышечные нагрузки и усложняет программы действий. Однако однообразие простых действий и малый объем воспринимаемой в труде информации приводят к монотонности труда;

3) частично автоматизированные. Данная форма труда исклюю- чает человека из процесса непосредственной обработки предмета труда, который целиком выполняют механизмы. Характерные черты этого вида работ — монотонность, повышенный темп рабо- ты, нервная напряженность.

От работника требуются постоянная готовность к действию и быстрота реакции, необходимая для своевременного устранения неполадок;

4) групповые — конвейерные: разделение общего процесса на конкретные операции, строгая последовательность их выполне- ния, автоматическая подача деталей к каждому рабочему месту с помощью ленты конвейера.

Конвейерная форма труда требует соответствующего темпа и ритма работы. Чем проще содержание операции, тем меньше времени на нее тратит работник и тем монотоннее работа.

Одно из отрицательных последствий конвейерного труда — преждевременная усталость и нервное истощение работника;

5) интеллектуальный труд. С точки зрения физиологии разли- чают две основные формы управления производственными про цессами: в одних случаях пульты управления требуют частых, в других — редких активных действий человека.

Интеллектуальный труд заключается в переработке и анализе большого объема разнообразной информации, а следовательно, требует мобилизации памяти, внимания, напряжения сенсорного аппарата, активизации процессов мышления. Мышечные нагрузки при этом незначительны, а суточные энергозатраты составляют 10-11,7 МДж (2000-2400 Ккал).

Для интеллектуального труда характерно значительное снижение двигательной активности, приводящее к ослаблению реактивности организма и повышению эмоционального напряжения. Умственный труд подразделяют на операторский, управленческий, творческий труд, труд медицинских работников, труд преподавателей, учащихся и студентов. Различаются они организацией трудового процесса, равномерностью нагрузки, степенью эмоционального напряжения.

Интенсивная работа, как физическая, так и умственная, может привести к утомлению, выражающемуся во временном снижении работоспособности, и переутомлению, называемому иногда хроническим утомлением, когда ночной отдых полностью не восстанавливает снизившуюся за день работоспособность.

Важными мерами профилактики утомления являются внедрение в производственную деятельность оптимального режима труда и отдыха, который регламентирует такое соотношение работы и отдыха, при котором высокая производительность труда сочетается с высокой и устойчивой работоспособностью человека в течение возможно длительного времени. Необходимость чередования работы и отдыха — одна из физиологических особенностей трудовой деятельности человека. Снижение работоспособности при утомлении может наступить раньше или позже в зависимости от характера и конкретных условий труда. Большое значение в профилактике утомления имеют активный отдых, в частности физические упражнения, санитарное состояние производственных помещений, их микроклиматические условия, эстетическое оформление и др.

Безопасная трудовая деятельность возможна при обязательном учете физиологических основ умственного и физического труда, проведении мер по повышению работоспособности организма и созданию комфортных условий для работы.

Согласно «аксиоме о потенциальной опасности» любая деятельность потенциально опасна. В процессе эволюции организм человека постепенно приспособился к экстремальным климатическим условиям — низким температурам севера, высоким температурам экваториальной зоны, к жизни в сухой пустыне и в окружении болот. Потенциальная опасность заключается в скрытом характере проявления опасностей.

Например, человек не ощущает до определенного момента увеличение концентрации С02 в воздухе. В норме атмосферный воздух должен содержать не более 0,05% С02, однако в помещении, где постоянно находятся люди, концентрация С02 увеличивается. Нарастание его концентрации проявится появлением усталости, вялости, снижением работоспособности; изменением частоты, глубины и ритма дыхания; увеличением частоты сердечных сокращений; изменением артериального давления. Все это может привести к травматизму.

Потенциальная опасность — это возможность воздействия на человека негативных или несовместимых с жизнью факторов.

Негативные факторы, воздействующие на людей, подразделяются на:

• естественные, т.е. природные (например, пыль в воздухе появляется в результате извержений вулканов, ветровой эрозии почвы);

• антропогенные, т.е. вызванные деятельностью человека. Например, громадное количество вредных частиц выбрасывается промышленными предприятиями;

• физические — движущиеся машины и механизмы; подвижные части оборудования, неустойчивые конструкции; острые и падающие предметы; повышение и понижение температуры воздуха и окружающих поверхностей; повышенная запыленность и загрязненность; повышенный уровень шума; акустических колебаний; вибрации; повышенный уровень электромагнитного излучения и т.д.;

• химические — вредные вещества, используемые в технологических процессах; промышленные яды; используемые в сельском хозяйстве и быту ядохимикаты; боевые отравляющие вещества;

• биологические — патогенные микроорганизмы (бактерии, вирусы, особые виды микроорганизмов) и продукты их жизнедеятельности. Биологическое загрязнение окружающей среды возникает в результате аварий на биотехнических предприятиях, очистных сооружениях, недостаточной очистки стоков;

• психифизиологические — факторы, обусловленные особенностями характера и организации труда, параметрами рабочего места и оборудования;

• травмирующее — повреждения в организме человека, вызванные действием факторов внешней среды. Потенциальную опасность можно оценить с помощью риска — вероятности реализации опасности. Состояние безопасности предполагает отсутствие риска, т.е. отсутствие возможности реализации опасности. На практике полная безопасность недостижима: пока существует источник опасности, всегда сохраняется некоторый остаточный риск.

Дата добавления: 2014-10-22