Гигиена и физиология труда
Предмет, задачи, проблемы физиологии и гигиены труда.
Предмет. Ф. труда – это раздел общей физиологии посвящен изучению измен. физ. функций в процессе трудовой деятельности. Она изучает взаимодействие физиологических функций в условиях трудовой нагрузки.
Ф. труда имеет теорет. и практ. значение и явл. наукой на страже здоровья. Она связана с анатомией, экономикой, охраной труда, психологией, социологией, политологией.
Задачи. 1. Физиологическая рационализация трудового процесса, научное обоснование режимов труда и отдыха включающая изучение ритмов, темпа, координации движения, скорости реакций, взаимодействие органов чувств.
2. Физиологическое нормирование труда, где рассматриваются вопросы энергетических затрат организма. Учет напряженности нервной, сердечнососудистой и др. систем организма.
3. Физиологический контроль за состоянием функций организма. Оценка утомления, восстановления, проф. отбора и производственного обучения.
Проблемы ф. и г. т.Одно из основных понятий Ф. т. – понятие функционального состояния, т. е. интегрального (единого) комплекса наличных характеристик тех функций и качеств человека, которые прямо или косвенно обусловливают выполнение трудовой деятельности. Исходя из анализа динамики гомеостатического регулирования, выделяют 2 типа функциональных состояний: адекватной мобилизации и динамического рассогласования. Адекватная мобилизация, характерная для тренированного, физически подготовленного человека, определяется напряжением или частичной перестройкой гомеостатического регулирования, направленного на обеспечение деятельности, адекватной поставленным задачам. Динамическое рассогласование характеризуется таким изменением регулирования или его разрушением, которое приводит к нарушению координации функций и снижению эффективности деятельности или к невозможности продолжать работу. Динамическое рассогласование наблюдается при т. н. экстремальных условиях, утомлении, состоянии голода, жажды. Существенно в Ф. т. представление о стоимости деятельности, т. е. степени расходования и возможности восполнения тех физиологических резервов, которые вовлекаются в процесс деятельности даже при оптимальных условиях. Так, любая физическая работа сопровождается тратой энергии, связанной с расходованием запасных веществ, изменением структуры мышечных волокон, уменьшением содержания в них гликогена, солей натрия, калия, кальция, появлением в крови недоокисленных продуктов обмена веществ. Утомление – одно из следствий высокой стоимости деятельности. Ф. т. изучает пути уменьшения стоимости деятельности путем рациональной организации рабочего процесса.
Важная практическая задача современной Ф. т. – составление физиолого-гигиенического паспорта профессии, дающего оценку тяжести, напряжённости и вредности труда. Такие паспорта составляются для промышленных, с.-х., транспортных и многих др. видов труда. Особое внимание уделяется работе человека на конвейерных производствах, где важна проблема монотонии, т. е. такого труда, при котором долгое время стереотипно повторяется одно и то же движение или небольшая группа движений, или же когда на оператора постоянно действует один и тот же управляющий сигнал. Данные Ф. т. используются не только для регламентации самого труда, но и для разработки методов быстрого приспосооления человека к новым для него условиям. Это особенно важно при работе человека в мало освоенных географических районах – Арктике, Антарктиде, зонах пустынь и высокогорья, в космосе и др. Перед Ф. т. возникли новые задачи в связи с появлением систем автоматического управления и увеличением сферы операторского умственного труда. Одна из них – проблема умственного утомления, сенсорного голода и сенсорного пресыщения возникает, если человек работает в условиях соответственно интенсивного, недостаточного, или очень большого числа раздражителей, действующих на органы чувств, что ведёт к уменьшению или чрезмерному повышению общего тонуса центральной нервной системы. Требуют разрешения ставшие актуальными проблемы недостаточной двигательной активности (гиподинамия) и малых мышечных напряжений (гипокинезия), а также проблема резких нервно-эмоциональных напряжений.
Рекомендуемые материалы
Основные виды и характеристики трудовой деятельности.
Существуют различные виды труда, все их многообразие классифицируют по следующим критериям: по содержанию труда, по характеру труда, по результатам труда, по методам привлечения людей к труду.
В зависимости от содержания труда различают следующие его виды:
1) умственный и физический труд;
2) простой и сложный труд. Простой труд – это труд работника, не имеющего профессиональной подготовки и квалификации. Сложный труд – это труд квалифицированного работника, обладающего определенной профессией;
3) функциональный и профессиональный труд. Функциональный труд характеризуется определенным набором трудовых функций, характерных для конкретного вида трудовой деятельности. Профессиональный труд является конкретизацией функционального труда, образующий широкую профессиональную структуру;
4) репродуктивный и творческий труд. Репродуктивный труд отличается стандартностью воспроизводимых трудовых функций, его результат заранее известен и не несет в себе ничего нового. Творческий труд свойственен не каждому работнику, он обусловлен как уровнем образования и квалификации работника, так и способностью к новациям.
В зависимости от характера труда различают:
1) конкретный и абстрактный труд. Конкретный труд – это труд конкретного работника преобразующего предмет природы с целью придания ему определенной полезности и создающий потребительную стоимость. Абстрактный труд – это соизмеримый конкретный труд, он абстрагируется от качественной разнородности различных функциональных видов труда, и создает стоимость товара;
2) индивидуальный и коллективный труд. Индивидуальный труд – это труд отдельно взятого работника либо самостоятельного производителя. Коллективный труд – это труд коллектива, подразделения предприятия, он характеризует форму кооперации труда работников;
3) частный и общественный труд. Частный труд всегда является частью общественного труда, поскольку носит общественный характер и его результаты приравниваются друг к другу по стоимости;
4) наемный труд и самонаем. Наемный труд имеет место тогда, когда человек нанимается по трудовому договору к собственнику средств производства выполнять определенный набор трудовых функций в обмен на заработную плату. Самонаем предполагает ситуацию, когда сам собственник средств производства создает для себя рабочее место.
В зависимости от результатов труда выделяют следующие его виды:
1) живой и прошлый труд. Живой труд – это труд работника, который затрачивается им в данный момент времени. Прошлый труд воплощается в таких элементах процесса труда как предметы труда и средства труда;
2) производительный и непроизводительный труд. Результатом производительного труда являются натурально-вещественные блага, а результатом непроизводительного труда – социальные и духовные блага, имеющие не меньшую ценность и полезность для общества.
По условиям труда с различной степенью регламентации выделяют:
1) стационарный и передвижной труд;
2) легкий, средней тяжести и тяжелый труд;
3) свободный и регламентированный труд.
По методам привлечения людей к труду различают:
1) труд по внеэкономическому принуждению, когда человек включается в трудовой процесс по прямому принуждению (рабство);
2) труд по экономическому принуждению, а именно, чтобы заработать необходимые средства к существованию;
3) добровольный, свободный труд является потребностью человека в реализации собственного трудового потенциала на благо общества, вне зависимости от вознаграждения.
Средства труда также предопределяют деление труда на различные виды: ручной, механизированный, автоматизированный, машинный труд.
Общие требования к методам оценки функционального состояния организма в процессе труда. Решая задачу оценки функционального состояния и уровня работоспособности человека на рабочем месте, следует иметь в виду достаточно высокую лабильность психофизиологических параметров. Так, при работе легкой и средней тяжести, легкий отдых в течение даже нескольких минут сопровождается нормализацией, т.е. возвратом к дорабочему уровню показателей дыхательной, сердечно-сосудистой, двигательной систем. Существенно при этом изменяются показатели уровня активации центральной нервной системы, психофизиологические показатели. Отсюда вытекает одно из первых требований к методикам исследования. Все используемые методики должны быть реализованы в варианте, позволяющем получать результаты без отвлечения обследуемого от его деятельности. При этом недопустимо «изъятие» испытуемого из его рабочей среды — он должен обследоваться на своем рабочем месте в полном смысле этого слова. Только в этом случае исследователь получит максимально объективные результаты.
Второе обязательное требование к методикам натурного эксперимента - скорость их реализации. Это требование вытекает из уже изложенных свойств лабильности функционального состояния. Как правило, время проведения каждой функциональной пробы не должно быть более 3-5 минут.
Следующее требование — использование таких методик, где в качестве стимулов применяются раздражители слабой и средней силы, не дающие длительного последействия. Это требование обусловлено необходимостью продолжения испытуемым своей профессиональной деятельности сразу же по окончании пробы. Применение сильных раздражителей может вызвать либо общее снижение работоспособности, либо нежелательное изменение параметров отдельных систем, что может отразиться на продуктивности и безопасности деятельности.
В каждом конкретном исследовании используются, как правило, несколько методик. При этом батарея методов обуславливается как результатами предварительного профессиографического изучения деятельности, так и конкретной задачей. Следует иметь в виду, что любой вид деятельности при его физиологическом анализе выявляет наличие общих, независимых от вида деятельности характеристик и наличие каких-то функций, необходимых для данной деятельности. В соответствии с этим, набор применяемых методик должен обеспечивать получение данных как в отношении общего, неспецифического, так и специфического воздействия конкретной нагрузки на организм испытуемого. Соотношение методик общего и частного плана может быть различным в разных исследованиях. Это зависит от конкретных задач, целей и установок исследования, условий и характера деятельности, категорий обследуемых.
Методы исследования систем организма.
Выделяют 3 основных группы объективных методов исследования организма человека:
1. Структурная диагностика — методы, выявляющие изменения в строении органов и тканей (рентгенологические, ультразвуковые исследования, тепловидение, эндоскопия — гастроскопия, бронхоскопия, колоноскопия и т.д.).
2. Функциональная диагностика — методы изучения функционирования органов и систем по их электрическим проявлениям (электрокардиография, электроэнцефалография, электромиография и др.), звуковым (фонокардиография), механическим (сфигмография) и другим проявлениям.
3. Лабораторная диагностика — методы выявления изменений клеточного и химического состава биожидкостей и других биоматериалов.
Психофизиологические и гигиенические методы исследования.
Психофизиологические
1. Электроэнцефалограмма. Клиническая электроэнцефалография - раздел электрофизиологии центральной нервной системы, предметом которой является исследование электрических явлений в мозге человека преимущественно в диапазоне частот от 0.5 до 35 Гц, в то же время это метод исследования деятельности головного мозга человека, в основе которого лежит регистрация электрических потенциалов, спонтанно возникающих в мозге: в отличие от т.н. вызванной активности, возникающей в ответ на различные афферентные раздражения - вызванные потенциалы (ВП) на свет - зрительные (ЗВП), на звук - акустические (АВП) и соматосенсорные (ССВП).
2. Картирование деятельности мозга. Очень крупный этап обработки ЭЭГ сигналов связан с топографическим картированием электрической активности мозга, позволяющим представить исходные данные в более наглядном виде, а в некоторых случаях, позволяющим увидеть то, что принципиально не наблюдаемо в исходных записях.
3. Магнитоэнцефалография. Магнитное поле человеческого сердца составляет около 1 миллионной доли земного магнитного поля, а человеческого тела — в 100 раз слабее. Магнитное поле сердца человека впервые было записано в 1963 г. Первые же измерения ЭМП мозга человека были сделаны Д. Косном (Коеп О.) из Массачусетского технологического института в 1968 г. Магнитным методом он зарегистрировал спонтанный альфа-ритм у здоровых испытуемых и изменение активности мозга у эпилептиков. Первые вызванные потенциалы с помощью магнитометров были получены несколько лет спустя.
4. Измерение локального мозгового кровотока. Метод разработан в 50-х и начале 60-х годов. Он основан на измерении скорости вымывания из ткани мозга изотопов ксенона или криптона (изотопный клиренс) или же атомов водорода (водородный клиренс). Скорость вымывания радиоактивной метки прямо связана с интенсивностью кровотока. Чем интенсивнее кровоток в данном участке мозга, тем быстрее в нем будет накапливаться содержание радиоактивной метки и быстрее происходить ее вымывание. Увеличение кровотока коррелирует с ростом уровня метаболической активности мозга. Регистрация метки производится с помощью многоканальной гамма-камеры. Используют шлем со специальными сцинтилляционными датчиками (до 254 штук). Применяют два метода введения изотопов. При инвазивном методе изотоп вводят в кровяное русло через сонную артерию. Регистрацию начинают через 10 с после инъекции и продолжают в течение 40-50 с. Недостаток этого метода состоит в том, что можно исследовать только одно полушарие, которое связано с той сонной артерией, в которую сделана инъекция. Кроме того, не все области коры снабжаются кровью через сонные артерии.
5. Компьютерная томография. Одним из самых эффективных методов современной диагностики является компьютерная томография. Компьютерная томография (KT, CT, CAT scan) – метод исследования, при котором, как и при других рентгенологических методах, используются рентгеновские лучи (Х-лучи). Однако, в отличие от обычной рентгенографии, КТ позволяет получить снимок определенного поперечного слоя (среза) человеческого тела. При этом организм можно исследовать слоями шагом в 1 мм. А главное, с помощью КТ можно увидеть структуры, которые не видны на обычных рентгенограммах.
6. ЯМР томография. Магнитно-резонансная томография (ядерно-магнитная резонансная томография, МРТ, ЯМРТ, NMR, MRI) – нерентгенологический метод исследования внутренних органов и тканей человека. Здесь не используются Х-лучи, что делает данный метод безопасным для большинства людей.
7. Термоэнцефалоскопия. Данным методом измеряют локальный метаболизм мозга и кро-воток по теплопродукции. Мозг излучает теплолучи в инфракрасном диапазоне. Водяные пары воздуха задерживают значительную часть этого излучения. Но есть два диапазона частотот ( 3-5 и 8— 14 мкм), в которых тепловые лучи распространяются в атмосфере на огромные расстояния и поэтому могут быть зарегистрированы. Этот метод разработан в Институте высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН и Институте радиоэлектроники (Шевелёв И.А. и др., 1989). Инфракрасное излучение мозга улавливается на расстоянии от нескольких сантиметров до метра термовизором с автоматической системой сканирования. Сигналы попадают на точечные датчики. Каждая термокарта содержит 10—16 тысяч дискретных точек, образующих матрицу 128x85 или 128*128 точек. Процедура измерений в одной точке длится 2,4 мкс. В работающем мозге температура отдельных участков непрерывно меняется. Построение термокарты дает временной срез метаболической активности мозга.
Гигиенические методы
1. Эпидемиологический метод исследования – изучение состояния здоровья населения как интегрального критерия качества окружающей среды. Этот метод может проводиться 4 способами:
1) санитарно-статистический – изучение динамики основных статистических показателей здоровья населения по различной медицинской документации (историям болезни, амбулаторным картам, свидетельствам о смерти и т.д.).
2) медицинское обследование людей в амбулаторных условиях – в поликлинике, при выезде бригады врачей в населенный пункт (диспансеризация, проф. осмотры)
3) клиническое наблюдение за определенными контингентами в условиях стационара (например, пострадавших от аварии на ЧАЭС),
4) натурный эксперимент – изучение состояния и динамики здоровья населения, подвергающегося воздействию вредных факторов (Чернобыльская зона, проживающие вблизи заводов и т.д.).
При проведении эпидемиологического метода исследования изучаются основные медицинские показатели состояния здоровья населения: демографические, показатели заболеваемости, показатели физического развития детей и подростков, показатели инвалидизации населения.
2. Метод санитарного обследования. Самый ранний метод исследования в гигиене (с конца 19 века). К нему относится санитарное обследование расположения объекта (например, водохранилища – санитарно-топографическое обследование) или самого объекта (например, столовой, магазина, школы, завода и др.).
При этом санитарными врачами составляется Акт санитарного обследования объекта. В заключение акта санитарного обследования указывается санитарно-гигиеническое состояние объекта и выявленные недостатки – показатели, не соответствующие санитарным требованиям и предписания по их устранению.
3. Метод санитарной экспертизы.
Экспертиза - сопоставление имеющихся основных показателей какого-либо объекта с нормативными значениями этих показателей и обоснование заключение о возможности безопасного использования этого объекта человеком. Примеры:
- экспертиза проектов строительства объектов с точки зрения соответствия гигиеническим требованиям, приведенным в соответствующих нормативных документах (СНиП, СанПиН),
- экспертиза продуктов питания, детских игрушек, других объектов (сопоставление изученных показателей какого-либо объекта с требованиями ГОСТов, ПДК и решение о возможности реализации игрушек, продуктов питания и т.д.).
4. Метод гигиенического эксперимента – изучение закономерностей действия вредного фактора на организм животных в лабораторном эксперименте при моделировании условий реального воздействия на человека с выявлением поражаемых органов и систем, пороговых и недействующих уровней воздействия – основа гигиенического нормирования (установления ПДК) вредных факторов.
5. Метод санитарного просвещения - ознакомление с гигиеническими знаниями населения, учащихся, специалистов, руководителей. Основные формы санитарно-просветительной работы – устная (лекции, беседы), наглядная (листовки, плакаты), массовая (печать, радио, телевидение).
Развитие адаптационных реакций в процессе трудовой деятельности. Виды и цена адаптации. Адаптивные реакции, как правило, охватывают весь организм, начиная с мозга, организует поведение в новых условиях, и кончая конкретным органом, с функцией которого в основном связана ответ на раздражитель. Ведущей эфферентной звеном, запускает первую стадию адаптации, является симпатико-адреналовая система. Она мобилизуется под влиянием центральных механизмов эмоциональной сферы, памяти, а нередко и высших отделов коры большого мозга, где формируются механизмы организации сложного акта поведения - ассоциативные зоны. Из центральных структур важнейшая роль принадлежит гипоталамуса, ретикулярной формации, миндалевидными ядрам, гиппокампа. В случае действия непривычного раздражителя повышается тонус симпатического отдела вегетативной нервной системы, активизируются продукция, выход в кровь так называемых стрессовых гормонов - коры (глюкокортикоиды) и мозговой (катехоламины) надпочечников. Кроме того, для сбалансированного обмена углеводов большое значение имеет инсулин, обеспечивающий усвоение клетками глюкозы. В начальной стадии выделения инсулина увеличивается.
Адаптационные механизмы могут реализоваться исключительно на уровне вегетативной регуляции без участия коры головного мозга, но в естественных условиях жизнедеятельности человека в их развитии, как правило, принимают участие некоторые ее отделы. Об этом свидетельствует реакция десинхронизации ЭЭГ под влиянием активизирующего влияния ретикулярной формации. Импульсы от рецепторов после обработки на разных уровнях ЦНС поступают в лимбическую систему, где эта информация приобретает соответствующего эмоциональной окраски и выходит на вегетативные центры гипоталамуса и продолговатого мозга, корректируя при этом первоначальную реакцию. Обработка информации, поступившей (особенно от экстерорецепторы), и принятие решения происходит в лобных отделах полушарий большого мозга.
Существует 2 вида адаптации: срочная, но не совершенная, и долговременная, совершенная.
Срочная адаптация возникает непосредственно после начала действия раздражителя и может реализоваться на основе готовых, ранее сформировавшихся физиологических механизмов и программ. Отличительной чертой срочной адаптации является то, что деятельность организма протекает на пределе его возможностей при почти полной мобилизации физиологических резервов, но далеко не всегда обеспечивает необходимый адаптационный эффект.
Долговременная адаптация возникает постепенно, в результате длительного или многократного действия на организм факторов среды. Принципиальной особенностью такой адаптации является то, что она возникает не на основе готовых физиологических механизмов, а на базе вновь сформированных программ регулирования. Долговременная адаптация по существу, развивается на основе многократной реализации срочной адаптации и характеризуется тем, что в итоге постепенно количественного накопления каких-то изменений организм приобретает новое качество в определенном виде деятельности - из неадаптированного превращается в адаптированный.
Долговременная адаптация обязательно сопровождается следующими физиологическими процессами:
а) перестройкой регуляторных механизмов,
б) мобилизацией и использованием резервных возможностей организма,
в) формированием специальной функциональной системы адаптации к конкретной трудовой (спортивной) деятельности человека.
Цена адаптации может проявляться в двух различных формах: 1) в прямом изнашивании функциональной системе, на которую при адаптации падает главная нагрузка, 2) в явлениях отрицательной перекрестной адаптации, т.е. в нарушении у адаптированных к определенной физической нагрузке людей других функциональных реакций, не связанных с этой нагрузкой. Цена адаптации в значительной мере зависит от вида физических нагрузок, к которым происходит приспособление.
Энергетические аспекты трудовой деятельности.
Рекомендация для Вас - 9.1. Кабинетные исследования как метод сбора информации.
Уровень энергозатрат человека при различных формах деятельности служит критерием тяжести и напряженности выполняемой работы, имеет большое значение для оптимизации условий труда и его рациональной организации. Уровень энергозатрат определяют методом полного газового анализа, при этом учитывается объем потребления кислорода и выделенного углекислого газа. С увеличением тяжести труда значительно возрастают потребление кислорода и количество расходуемой энергии.
Тяжесть и напряженность труда характеризуются степенью функционального напряжения организма. Оно может быть энергетическим, зависящим от мощности работы (при физическом труде), и эмоциональным (при умственном труде), когда имеет место информационная перегрузка.
Физический труд характеризуется большой нагрузкой на организм, требующей преимущественно мышечных усилий и соответствующего энергетического обеспечения, а также оказывает влияние на функциональные системы (сердечно-сосудистую, нервно-мышечную, дыхательную и др.), стимулирует обменные процессы. Основным его показателем является тяжесть. Энергозатраты при физическом труде в зависимости от тяжести работы составляют 4000–6000 ккал в сутки, а при механизированной форме труда энергетические затраты составляют 3000–4000 ккал.
Умственный труд объединяет работы, связанные с приемом и передачей информации, требующие активизации процессов мышления, внимания, памяти. Данный вид труда характеризуется значительным снижением двигательной активности. Основным показателем умственного труда является напряженность, отражающая нагрузку на центральную нервную систему. Энергозатраты при умственном труде составляют 2500–3000 ккал в сутки. Но затраты энергии меняются в зависимости от рабочей позы. Так, при рабочей позе сидя затраты энергии превышают на 5-10 % уровень основного обмена; стоя – на 10–25 %, при вынужденной неудобной позе – на 40–50 %. При интенсивной интеллектуальной работе потребность мозга в энергии составляет 15–20 % общего обмена в организме.
Повышение суммарных энергетических затрат при умственной работе определяется степенью нервно-эмоциональной напряженности. Суточный расход энергии при умственном труде повышается на 48 % при чтении вслух сидя, на 90 % – при чтении лекций, на 90-100 % – у операторов ЭВМ. Кроме того, мозг склонен к инерции, так как после прекращения работы мыслительный процесс продолжается, что приводит к большему утомлению и истощению ЦНС, чем при физическом труде.
