Основы физиологии труда и комфортные условия жизнедеятельности

Введение

Физиология труда - это раздел физиологии, который изучает изменения состояния организма человека в процессе различных форм трудовой деятельности и вырабатывает наиболее благоприятные режимы труда и отдыха. Понятие деятельности неразрывно связано с идеологическими (целью, планом, интересами и т. д.) и рабочими процессами. В основе деятельности человека лежат физиологические и биохимические составляющие трансформаций, происходящих в организме, и, прежде всего, в коре головного мозга. Ряд факторов, обусловленных особенностями физиологии и психологии человека, называются психофизиологическими.
Человек в деятельности действует как личность с определенными мотивами и целями. Мотивы могут включать потребности, чувства и т. д. Для осуществления деятельности в наиболее желательном (комфортном) ключе, с достижением наилучшего (оптимального) результата, необходимо иметь объект деятельности, внутренние мотивы, а также соотношение мотивов и целей человека, которых он хочет достичь в качестве результата своей деятельности. Например, участие человека в деятельности - это либо личное обогащение (удовлетворение личных потребностей), либо невозможность физического существования без деятельной активности.
Данные об определении физиологического содержания труда (физическая активность, нервное и эмоциональное напряжение, ритм, темп и монотонность труда, объем получаемой и обрабатываемой информации) позволяют определить нагрузку на организм во время работы и разработать рациональные режимы труда и отдыха, рациональную организацию рабочего места, провести профессиональный отбор и тем самым обеспечить оптимальную работоспособность человека в течение длительного времени.

1. Основы физиологии труда
В любой трудовой деятельности есть два компонента: механический и умственный. Физиология труда—раздел физиологии и гигиены труда, который исследует функциональные сдвиги в организме при работе и разрабатывает меры по сохранению и повышению работоспособности, предупреждению отрицательного влияния на здоровье рабочих процесса трудовой деятельности.
Механическая составляющая определяется работой мышц. Сложные трудовые процессы состоят из простых мышечных движений, регулируемых нервной системой. Во время работы мышц усиливается кровь, которая снабжает питательными веществами и кислородом и устраняет продукты разложения этих веществ. Этому способствует активная работа сердца и легких, для интенсивной работы, что также требует дополнительных энергетических затрат.
Психическая составляющая характеризуется участием в процессах органов чувств, памяти, мышления, эмоций и волевых усилий.
В различных формах труда доля механического и умственного компонентов не одинакова. Так, во время физической работы преобладает мышечная активность, а во время психической - активизируются процессы мышления. Ни один из видов работ не может обойтись без регуляторной функции центральной нервной системы и, прежде всего, полушарий головного мозга, потому что любая работа требует творческой активности.
Метаболизм и энергия.
Между организмом и окружающей средой постоянно происходит обмен веществ и энергии, который начинается с притока воды и пищи в организм. В пищеварительном тракте некоторые вещества делятся на более простые, а кровь и лимфа переносятся во внутреннюю среду организма. В крови эти вещества попадают в клетки, где происходят процессы их химической трансформации: биосинтез белков, жиров и углеводов и разложение сложных органических веществ. Конечные продукты обмена веществ выводятся из организма.
Таким образом, обмен веществ представляет собой сложный цепной процесс превращения веществ в организме, начиная с момента их поступления из окружающей среды и заканчивая выделением продуктов распада. В процессе обмена веществ организм получает вещества для построения клеток и энергию для жизненных процессов.
Преобразование энергии и веществ в организме. Для различных процессов жизнедеятельности организма (образование веществ, мышечная активность, поддержание температуры тела и т. д.) необходима энергия - около 10,5 МДж (2500 ккал) в сутки. Источником является энергия химических связей молекул органических веществ (белков, жиров, углеводов), поступающих с пищей. В организме постоянно происходят сложные процессы преобразования энергии: в некоторых трансформациях тело пополняется энергией, а в других оно теряет свою энергию. Например, при окислении и разложении глюкозы и других органических веществ выделяющаяся химическая энергия превращается в электрическую и механическую. Электрическая энергия нервного импульса обеспечивает передачу информации от нервных волокон, а механическая - сокращение скелетных и сердечных мышц. Все виды энергии переходят в конечную форму (тепловую энергию), часть которой используется для поддержания постоянной температуры тела, а ее избыток выводится организмом в окружающую среду. Уровень метаболических процессов влияет на количество кислорода, потребляемого организмом.
Физический труд характеризуется повышенной нагрузкой, прежде всего, на мышечную систему и другие функциональные системы организма (сердечно-сосудистая, дыхательная, метаболическая). Мышечная работа носит статический и динамический характер.
Статическая работа связана с фиксацией инструментов и предметов работы в статическом состоянии, а также с предоставлением человеку рабочей позы. В статической работе восприятие нагрузки зависит от функционального состояния определенных групп мышц. Особенностью статической работы является ее ярко выраженное утомительное действие, обусловленное длительными сокращениями и мышечным напряжением, а также отсутствием условий для кровообращения, вследствие чего снижается поступление кислорода, происходит накопление продуктов распада в клетках. Длительное напряжения в коре головного мозга, образованной группой нагруженных мышц, приводит к развитию усталости (временное снижение работоспособности).
Динамическая работа - это процесс сокращения мышц, связанных с движением тела или отдельных его частей в пространстве. В динамической работе восприятие нагрузки зависит от эффективности систем подачи энергии (сердечно-сосудистой и дыхательной), а также от их взаимодействия с другими органами. Энергия, потребляемая при динамической работе, преобразуется в механическую и тепловую энергию. Динамические усилия носят прерывистый характер, что способствует более полному кровообращению и меньшей утомляемости мышц

. Работа в течение длительного времени без перерывов на отдых приводит к снижению производительности труда и большей мышечной нагрузке, тогда усталость быстрее накапливается. Исследования по физиологии труда показали, что для выполнения длительной физической работы важно выбрать средние значения темпа и нагрузок, при этом усталость возникает позже. Также было установлено, что при активном отдыхе (изменение характера деятельности) восстановление способности человека происходит быстрее, чем при пассивном.
Функциональное напряжение организма при работе может быть схематично охарактеризовано с обеих сторон - энергетическим и информационным. Первое преобладает с физическим, второе с умственным трудом.
Характеристики работы, требующие интенсивной работы мозга при получении и анализе информации, физиологи называют напряжением; Характеристика нагрузки на организм при работе, которая требует мышечных усилий и соответствующего энергоснабжения - тяжесть.
Все работы на вес делятся на легкие, средней тяжести, тяжелые и очень тяжелые, в зависимости от напряжения - низкое напряжение, умеренно низкое напряжение, напряженное, очень напряженное.
Характеристика рабочей позы и движения в пространстве основана на данных наблюдения путем измерения угла наклона туловища, длины траектории движения, времени и тому подобного.
Эргономические показатели трудоемкости:
- количество объектов одновременного наблюдения.
- концентрация сосредоточенного наблюдения или время активных действий (в % от общего рабочего времени).
- интенсивность сигналов (сообщений) за 1 час.
- эмоциональное напряжение.
- период действия
- интенсивность функций анализатора.
- объем оперативной памяти.
- интеллектуальное напряжение.
- однообразие и другие.
Основными показателями тяжести работы являются мощность и величина статической нагрузки, а также интенсивность (плотность мышечного усилия за единицу времени).
При определении интенсивности труда основными показателями являются показатели внимания, плотность сигналов обрабатываемой информации, описание эмоционального напряжения. Другие критерии являются дополнительными.
Шкала оценки тяжести и интенсивности работы включает определение частоты пульса, энергопотребления, показателя выносливости к статическим усилиям, латентного периода сенсорно-моторных реакций, индекса памяти, внимания и т. д. При этом физиологические показатели определяются в начале и после окончания рабочего дня.
Физическая нагрузка вызывает повышение уровня метаболических процессов, которые увеличиваются с увеличением нагрузки. Показателями физической активности могут быть частота сердечных сокращений (ударов / мин), артериального давления (мм рт.ст.), распределения кровообращения в тканях (моль). / мин на 100 м мышечной ткани), максимальное потребление кислорода (моль / мин на 1 кг массы тела) и так далее.
Расход энергии, определяющий тяжесть физического труда, измеряется в кДж / с, кДж / мин, кДж / ч; ккал / мин, ккал / час (1 ккал = 4,2 кДж). Например, при нагрузке 300 ккал / мин (1250 кДж / мин) максимально возможная продолжительность физического труда составляет доли секунды, при нагрузке 15 ккал / мин (63 кДж / мин) - 1 час, и при нагрузке 2,5 ккал / мин (11 кДж / мин) - неограниченное время.
Если в состоянии покоя производительность (минутная циркуляция крови) сердца составляет 3 ... 4 л / мин, то при интенсивной работе может достигать 30 ... 35 л / мин. Количество сердечных сокращений может увеличиться с 60 до 180 ... 200 ударов / мин. Легочная вентиляция в состоянии покоя составляет 6 ... 8 л / мин, интенсивная нагрузка достигает 100 л / мин.
Статическая нагрузка с потребляемой мощностью более 293 Дж/с является большой. При выполнении работ со значительным мышечным напряжением (кузнец, лесоруб и т.д.) затраты энергии в сутки достигают 16,8 ... 25,2 МДж (4000-6000 ккал). Ежедневные энергетические затраты для лиц, выполняющих работу средней тяжести (механизаторы, сельскохозяйственные рабочие и т. д.), составляют 12,5 ... 15,5 МДж (2900-3700 ккал). Если максимальная масса товаров, поднятых вручную, не превышает 5 кг для женщин и 15 кг для мужчин, то работа характеризуется как легкая (потребление энергии до 172 Дж / с). При выполнении одной и той же работы затраты энергии могут значительно варьироваться в зависимости от осанки человека. Так, при ручной сварке энергопотребление составляет 81,0-109,6 Дж / с (1,16-1,57 ккал / мин), а в положении стоя и сварке на уровне плеч - 176,7 Дж / с (2,53 ккал / мин).
Физическая работа, развивающая мышечную систему и стимулирующая обменные процессы, в то же время имеет ряд негативных последствий. Прежде всего, это социальная неэффективность физического труда, связанная с низкой производительностью, высоких энергетических затратах и необходимостью длительного (до 50% рабочего времени) отдыха. В современном производстве доля физического труда постоянно уменьшается (в развитых странах - доля такого труда не превышает 8% от общих затрат).
Мозговые нагрузки. Интеллектуальная работа объединяет работу, связанную с приемом и обработкой информации, которая требует в основном напряжения сенсорного аппарата, внимания, памяти, а также активизации процессов мышления и эмоциональной сферы. Существуют две основные формы умственного труда: профессии в области материального производства (дизайнеры, инженеры, технологи, управленческий персонал, операторы технологического оборудования, программисты и т. д.), и профессии вне материального производства (ученые, врачи, учителя, писатели, художники и т. д.)
Степень эмоциональной нагрузки на организм, требующая преимущественно интенсивной работы мозга по получению и обработке информации, определяет интенсивность труда. Кроме того, при оценке степени интенсивности труда учитывают эргономические показатели: осанку, количество движений, зрительное и слуховое напряжение и т. д.
Физиологической особенностью умственного труда является низкая подвижность и вынужденная монотонная осанка. В то же время метаболические процессы, которые вызывают застойные явления в мышцах ног, органах брюшной полости и малого таза, ослабляются, поступление кислорода в мозг ухудшается. В то же время мозг потребляет около 20% всех энергетических ресурсов. Приток крови к работающему мозгу увеличивается в 8-10 раз по сравнению с состоянием покоя