В основе различных видов трудовой деятельности лежит установка, на базе которой в центральной нервной системе (ЦНС) создается определенная программа действий, реализующаяся в целенаправленной деятельности человека, ориентированной на достижение конкретной цели. В процессе трудового действия в центральную нервную систему постоянно поступает информация о ходе выполнения программы, на основании которой возможны текущие поправки действий (сенсорные коррекции). Точность программирования и успешность осуществления программы действия зависят от опыта работающего, количества предшествующих повторений этого действия, степени автоматизма, состояния физиологических систем человека в момент работы, гигиенических условий окружающей среды.

Еще до начала работы, в соответствии с имеющейся программой предстоящих рабочих действий, возрастает уровень активности физиологических систем, обеспечивающих ее последующее выполнение. Это состояние носит название предупредительной иннервации или преднастройки. Во время выполнения трудового процесса те же физиологические системы активируются еще в большей степени. Характер изменения физиологических функций определяется видом работы, величиной трудовой нагрузки, условиями окружающей среды. Совокупность напряжения физиологических функций при трудовой деятельности определяет ее физиологическую стоимость.

Изменения физиологических функций при физическом труде.

Физическое напряжение вызывает изменения практически во всех системах организма человека, в особенности, сердечно-сосудистой и дыхательной. Выраженность этих изменений служит мерой реакции организма на физическую работу и лежит в основе классификации физического труда по степени его тяжести.

Изменения физиологических функций при физических нагрузках динамического характера. Основу любого физического труда составляет выраженная в различной степени активация мышечного аппарата. Тотчас после начала сокращения скелетной мышцы в ней происходит расширение сосудов и возрастание кровотока. Увеличение кровоснабжения работающих мышц происходит постепенно и достигает максимума через 60-90 с после начала работы. При тяжелой динамической работе кровоток в мышцах возрастает в 20-40 раз наряду с усилением обмена веществ в них и, тем не менее, отстает от запросов метаболизма. При легкой динамической работе через 60-90 с после ее начала кровоток приходит в соответствие с метаболическими потребностями мышцы, которая начинает работать в аэробном режиме.

При легкой работе энергия, необходимая для сокращения мышцы, образуется анаэробным путем только в течение короткого периода времени, на протяжении которого происходит увеличение кровотока в мышце. После этого ресинтез АТФ переходит на аэробный путь, с использованием в качестве энергетических субстратов глюкозы, жирных кислот и глицерина. В отличие от этого, при тяжелой работе, когда доставка к мышцам кислорода отстает от потребностей их метаболизма, часть энергии образуется за счет анаэробных процессов.

Во время динамической работы для обеспечения активных мышц кровью значительно возрастают все показатели, характеризующие деятельность сердечно-сосудистой системы. При легкой работе с постоянной нагрузкой частота сердечных сокращений (ЧСС) возрастает в течение 3-6 мин и достигает постоянного уровня. Это стационарное (устойчивое) состояние ЧСС может сохраняться на протяжении многих часов, вплоть до окончания работы, и свидетельствует об отсутствии утомления работающего.

В процессе тяжелой работы с постоянной нагрузкой стабильного уровня частота сердечных сокращений не достигает. По мере развития утомления оно увеличивается до максимума, величина которого зависит от возраста человека.

Таким образом, на основании изменений частоты сердечных сокращений работу делят на: (1) легкую, неутомительную — с небольшим начальным увеличением ЧСС и последующим развитием устойчивого состояния; (2) тяжелую, утомительную — с постоянным нарастанием ЧСС вследствие утомления. Оценить степень физиологического напряжения при работе можно по характеру восстановления ЧСС.

Минутный объем кровообращения (МОК) также возрастает в соответствии с тяжестью работы, при этом систолический объем (СО), как один из его компонентов, возрастает на 20-40% при увеличении мощности работы до 30-40% от максимальной и далее сохраняется на постоянном уровне. Систолическое артериальное давление при динамической работе возрастает как функция мощности выполняемой работы, достигая при предельных нагрузках 200-220 мм рт.ст. Диастолическое меняется мало, чаще даже несколько снижается, поэтому среднее артериальное давление почти всегда повышается.

Во время легкой динамической работы легочная вентиляция нарастает также как и минутный объем кровообращения в зависимости от уровня метаболической активности организма. При тяжелой работе увеличение легочной вентиляции происходит в большей степени, чем это необходимо для возрастания потребления кислорода соответствующего уровню метаболических потребностей. Это происходит вследствие накопления в крови молочной кислоты (метаболический ацидоз крови), оказывающей стимулирующее воздействие на систему дыхания.

Во время и после динамической работы имеют место относительно небольшие изменения парционального напряжения О2 и СО2в артериальной крови. При тяжелой работе РСО2 в крови снижается без изменений в ней РО2. Уменьшение РСО2 является следствием избыточного нарастания легочной вентиляции в ответ на снижение рН крови (накопление молочной кислоты в мышцах и в крови).

Насыщение кислородом смешанной венозной крови уменьшается с ростом нагрузки. Соответственно этому артерио-венозная разница по кислороду (АВР-О2) при тяжелой работе достигает у нетренированных лиц 140 млО2/л, а у тренированных — 170 млО2/л.

При физической работе увеличивается показатель гематокрита в результате снижения объема циркулирующей плазмы (вследствие ее усиленной фильтрации через стенку капилляров) и дополнительного выброса эритроцитов из мест их образования. Возрастает также количество лейкоцитов в крови (пропорционально тренированности человека, мощности и длительности работы), достигая 15000-30000 клеток в 1 мкл.

Легкая работа не изменяет кислотно-основного состояния, так как избыточное количество СО2 выделяется легкими. При тяжелой работе развивается метаболический ацидоз, выраженность которого пропорциональна анаэробной мощности и, следовательно, скорости выработки лактата. В покое концентрация лактата в артериальной крови составляет около 1 ммол/л. При короткой тяжелой работе концентрация лактата может достигать 15 ммоль/л и даже больших величин.

В механизмах регуляции физиологических функций при физических нагрузках важную роль играют две системы. Это, во-первых, симпато-адреналовая система. При работе из мозгового вещества надпочечников в кровь выделяется адреналин и, в меньшей степени, корадреналин. Адреналин активизирует деятельность сердечно-сосудистой системы и центральной нервной системы, мобилизует гликоген и жир из депо, стимулирует усиленную выработку циклической АМФ. Во-вторых, это гипофизарно-адреналовая система. Спустя 2-3 мин после начала работы происходит усиленное выделение аденогипофизом АКТГ, который стимулирует выделение кортикостероидов из коркового вещества надпочечников. Значение кортикостероидов состоит в увеличении работоспособности мышц, благодаря их способности усиливать мобилизацию гликогена из мышц и печени.

При динамической работе потребление кислорода (также как и повышение частоты сердечных сокращений пропорционально нагрузке (мощности работы). Вплоть до достижения максимальных величин частота сердечных сокращений и потребление кислорода человеком возрастают в линейной зависимости от мощности работы. Именно поэтому частота сердечных сокращений и потребление кислорода при динамической работе с участием крупных мышц тела могут являться критериями мощности работы и мерой сердечных сокращений и потребления кислорода от мощности глобальной динамической работы.

физиологического напряжения (физиологической стоимости работы). В реальных условиях работы потребление кислорода организмом возрастает на величину, зависящую от нагрузки, тренированности человека и коэффициента полезного действия каждого конкретного вида деятельности. При легкой работе в скорости потребления кислорода достигается стационарное состояние, уровень которого ниже максимально возможной скорости потребления кислорода человеком и соответствует метаболическим потребностям для аэробных процессов ресинтеза АТФ. При тяжелой мышечной работе потребление кислорода возрастает постоянно, до достижения максимально возможного для человека уровня. После этого, несмотря на продолжение работы, потребление кислорода больше не увеличивается {ложное устойчивое состояние) в связи с тем, что уже исчерпаны все возможности кислород-транспортной системы. В этом случае работа крайне утомительна и не может продолжаться длительное время.

Изменения физиологических функций при физических нагрузках статического характера. При статической работе, в отличие от динамической, кровоток в мышце начинает отставать от нужд ее метаболизма, когда сила сокращения превышает 8-10% максимальной произвольной силы (МПС). Причиной уменьшения кровотока является сжатие внутримышечных сосудов давлением, которое при изометрических сокращениях с усилием более 40% максимальной произвольной силы, становится больше величины систолического артериального давления. В связи с недостаточным кровоснабжением мышц преобладающим путем энергообеспечения становится анаэробный с образованием и накоплением лактата в мышцах. Поэтому при статической работе мышц с нагрузками более 30% МПС быстро развивается утомление и снижается работоспособность.

При статической работе, в отличие от динамической, имеет место небольшое увеличение минутного объема кровообращения и легочной вентиляции. Наиболее характерными изменениями в сердечно-сосудистой системе при изометрических нагрузках являются увеличение сердечных сокращений (ЧСС) и артериального давления (АД) во время и после статической работы с усилениями в 10, 20 и 40% от максимальной произвольной силы.

Увеличение частоты сердечных сокращений и системного артериального давления.

При одинаковой длительности статической работы частота сердечных сокращений и артериальное давление возрастают пропорционально силе сокращения мышц. В случае работы до отказа, то есть до момента, когда нагрузка не может больше удерживаться на прежнем уровне, частота сердечных сокращений и артериальное давление увеличиваются примерно до одинаковых величин (ЧСС до 110-140 уд/мин; АД — до 170/110 — 190/130 мм рт.ст.). Следовательно, при статической работе возрастают и систолическое, и диастолическое артериальное давление. При этом прирост системного артериального давления в малой степени зависит от объема работающих мышц. Так, например, при сокращении до отказа мышц, приводящих большой палец кисти (МПС 12 кг) и мышц голени (МПС 190 кг) с усилением в 40% максимальной произвольной силы, артериальное давление повышается до 170/110 мм рт.ст.

Столь значительные изменения в сердечно-сосудистой системе при локальной статической работе обусловлены активацией нервных центров, управляющих деятельностью сердца и сосудов, как импульсами от рецепторов самих мышц, работающих в ишемических условиях, так и вследствие иррадации возбуждения к ним из моторной зоны коры.

Изменения физиологических функций при умственном труде.

Умственный труд, в отличие от физического, характеризуется менее выраженными изменениями функций в организме. В то же время показатели деятельности нервной, эндокринной, сердечно-сосудистой и дыхательной систем во время умственной деятельности свидетельствуют о возрастании нервного напряжения, которое обусловлено несколькими факторами трудового процесса: (1) необходимостью одновременного наблюдения за несколькими меняющимися во времени производственными процессам; (2) восприятием и переработкой большого объема разнообразной информации; (3) дефицитом времени для переработки значимой информации и принятия решения; (4) частым переключением внимания с одного объекта наблюдения на другой и необходимостью использования разных информационных потоков; (5) необходимостью поддержания в течение длительного времени высокой интенсивности внимания, памяти, мышления; (6) выполнением работ в ночное время; (7) возможностью возникновения аварийной ситуации и дефицитом времени, отпущенного на ее устранение; (8) повышенной ответственностью за принимаемые решения.

Специфической особенностью умственного труда является сопутствующее ему изменение функционального состояния центральной нервной системы. Психические процессы сопровождаются активацией как специфических, так и неспецифических образований мозга. Генерализованные изменения активности мозга сопровождают любой вид умственного труда, а локальные процессы активации развиваются в различных областях коры и глубоких структур мозга в зависимости от вида деятельности (перцептивной, моторной, вербальной, мнестической и др.).

Значительная роль в осуществлении психических функций принадлежит лобным долям мозга. Благодаря своим многочисленным связям с неспецифическими структурами разных уровней, лобные доли участвуют в неспецифических формах активации, необходимых для реализации любого акта. В лобных долях объединяется обширная информация об эмоциональном состоянии человека, поступающая из внешнего мира, от внутренней среды организма, а также от нижележащих структур мозга и центров старой коры.

Активация различных структур головного мозга в процессе умственной деятельности вызывает повышение уровня обменных процессов в этих структурах, а значит, и усиление в них кровотока и доставки кислорода. Общая же величина кровоснабжения головного мозга мало меняется при различных видах умственной деятельности (выраженная ауторегуляция кровотока в сосудах мозга. При этом постоянно и количество потребляемого основного энергетического субстрата мозга — глюкозы (около 80 мг/мин). Поэтому увеличение поступления кислорода и энергетических веществ к усиленно работающим зонам мозга обеспечивается за счет внутреннего перераспределения поступающего в мозг потока крови. Менее активные области получают крови меньше, чем более активные. Так, в частности, во время мышечной работы умеренной интенсивности, при почти не меняющейся общей величине кровоснабжения мозга, регионарный кровоток в моторной зоне возрастает на 50% по отношению к уровню покоя. При работе, требующей напряжения зрительного анализатора, усиливается кровоснабжение зрительной области коры. При максимальном напряжении функции кровоток, в структурах мозга ее обеспечивающих, может увеличиться в два раза и больше.

Умственная работа, связанная с нервно-эмоциональным напряжением, вызывает повышение активности симпато-адреналовой и гипоталамо-гипофизарно-адренокортикальной систем, обеспечивающих проявление вегетативных компонентов эмоций. При эмоциональном возбуждении увеличиваются синтез катехоламинов в надпочечниках, их метаболизм в тканях и органах, усиливается выделение норадреналина в симпатических окончаниях. Следствием этого является повышение содержания в крови катехоламинов и кортикоидов. Все это приводит к активации минерального, углеводного и жирового обменов, повышению возбудимости центральной нервной системы, усилению сократительной функции мышц, деятельности сердечно-сосудистой и дыхательной систем.

С увеличением нервно-психического напряжения при умственной деятельности вследствие повышения активности симпато-адреналовой системы изменяется состояние сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Увеличиваются частота сердечных сокращений и артериальное давление, изменяется соотношение амплитуд зубцов ЭКГ. Увеличивается частота дыхания, снижается дыхательный объем, нарушается структура дыхательного цикла.

Напряженная умственная деятельность сопровождается значительным увеличением обмена веществ. Это связано с тем, что происходит непроизвольное сокращение скелетных мышц, не имеющих прямого отношения к выполняемой работе. В условиях возрастающей психоэмоциональной нагрузки у человека нередко возникают трудноподавляемые двигательные беспокойства (жестикуляция, хождение и т.д.). В случае произвольного подавления или ограничения подобных двигательных реакций компенсаторно усиливается познотоническое (изометрическое) напряжение скелетной мускулатуры.

Физиологическая характеристика труда в условиях зрительного напряжения. Под контролем зрения совершается до 80-90% трудовых операций. Множество тонких и точных операций выполняется в электронной и приборостроительной промышленности. К этому же виду работ относят труд операторов радиотехнических и видеотерминальных устройств, сортировщиков, огранщиков драгоценных камней, картографов и др. Все эти профессии объединяет один общий фактор — зрительное напряжение, которое может служить и самостоятельным фактором, определяющим физиологическую нагрузку на организм работающих, и усиливать напряженность умственного труда в случаях, когда зрительное напряжение сочетается с другими факторами трудового процесса (дефицит времени, высокая ответственность, плохая освещенность).

Значительное место среди работ, вызывающих зрительное напряжение, занимает труд операторов, работающих на дисплеях ЭВМ. Такая работа приводит к развитию зрительного утомления. Причиной этого являются фиксация близко расположенных, двигающихся объектов, длительное рассматривание мелких деталей, постоянный перевод взгляда с одного объекта на другой (нередко, разных размеров), частые и резкие переходы от света к тени и обратно, пульсации освещенности и др. К неблагоприятному воздействию этих факторов добавляется строго фиксированная рабочая поза и гипокинезия. Кроме того, работа за видеотерминалами требует большого нервно-психического напряжения, связанного с необходимостью длительного наблюдения, концентрации памяти и внимания, решения сложных задач.

При работе в условиях зрительного напряжения изменяется рефракция и аккомодационная способность глаз, ухудшается контрастная чувствительность, снижается устойчивость хроматического и ахроматического видения, сокращаются границы поля зрения, снижается острота зрения и скорость восприятия и переработки информации. Все эти изменения свидетельствуют о развитии зрительного утомления. При чрезмерной интенсивности зрительного напряжения утомление накапливается и приводит к развитию перенапряжения, а затем и к возможности патологии зрительного аппарата. Объективными симптомами перенапряжения являются понижение способности глаз фокусировать и фиксировать объект наблюдения, значительное уменьшение объема аккомодации, ухудшение бинокулярного зрения, вплоть до появления дисплопии. Появляются "вуаль" перед глазами, затуманенность объекта, размывание очертаний предмета.

Физиологическая характеристика функционального состояния человека в процессе монотонного труда.

Монотонный(однообразный) труд характеризуется либо выполнением на протяжении рабочего дня простых операций, либо работой с сенсорной или умственной нагрузкой низкой или средней интенсивности. При выполнении такой работы у человека возникает состояние монотонии.

Монотонный труд делят на две основные категории. Это, во-первых, труд при котором состояние монотонии возникает в результате выполнения несложных однообразных действий, требующих небольших затрат энергии (труд на конвейерах и поточных линиях). Во-вторых, это труд, при котором состояние монотонии возникает в связи с однообразием обстановки и дефицитом поступающей информации. Например, труд оператора в условиях низкой ответственности, небольшого количества объектов наблюдения, "бедности" внешних раздражителей.

Влияния монотонного труда на человека многообразны и проявляются, прежде всего, в изменении функционального состояния различных отделов центральной нервной системы: от высших центров коры большого мозга до спинальных мотонейронов. Типичным их них является снижение возбудимости и активности нервных структур, ответственных за поддержание соответствующего уровня бодрствования и бдительности. Ведущая роль в этих процессах принадлежит ретикулярной формации. При синдроме монотонии механизмы уменьшения активности корковых центров могут состоять в следующем.

1. Усиливаются тормозные влияния ретикулярной формации (активное тормозное действие). Это имеет место при монотонном труде 1-го типа, когда вследствие длительного повторения действия раздражителя (например, установка заготовки под пресс) усиливаются тормозные влияния ретикулярной формации, снижается возбудимость нервных центров на разных уровнях центральной нервной системы.

2. Снижаются активирующие влияния ретикулярной формации на функции центральной нервной системы (пассивное тормозное действие ретикулярной формации). Такая ситуация складывается при монотонном труде 2-го типа, когда развитие состояния монотонии обусловлено монотонностью обстановки и дефицитом информации, поступающей в центральную нервную систему. Вследствие уменьшения важной для работы информации, т.е. отсутствия адекватной нагрузки на высшие корковые функции, резко уменьшается поток импульсов по кортикофугальным путям ретикулярной формации. В то же время снижается объем импульсации по коллатералям неспецифических восходящих путей. Благодаря этому, происходит уменьшение активирующих влияний ретикулярной формации и снижение ее стимулирующего действия на кору головного мозга и на другие нервные центры регуляции вегетативных и соматических функций.

Рассмотренные механизмы приводят к снижению уровня бодрствования у работающих, нарушению адекватности реакции человека на внешние раздражители, ухудшению автоматизма и точности двигательных действий, снижению внимания, нарушению способности к переключениям с одного вида деятельности на другой, к изменению биологических ритмов человека. Снижение активности центральной нервной системы, проявляющееся в субъективных ощущениях скуки, апатии и сонливости приводит, в конечном итоге, к снижению "надежности" работающего человека, следствием чего может являться возрастание брака выпускаемой продукции, возникновение различного рода аварий (на транспорте, на поточных линиях, на производствах, управляемых операторами).

Помимо центральной нервной системы, монотонная работа приводит к изменениям вегетативных функций, причиной которых является снижение активности симпато-адреналовой системы. В процессе работы снижаются (на 20- 30%) частота сердечных сокращений и артериальное давление, причем систолическое — в большей мере, чем диастолическое. Выраженное уменьшение частоты дыхания, развивающееся уже после 1,5-2 часов работы, также характерно для состояния монотонии.

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ СДВИГИ В ОРГАНИЗМЕ ПРИ РАБОТЕ

Производственная деятельность человека связана с переходом организма на новый, рабочий уровень функционального состояния систем и органов, обеспечивающий возможность выполнения труда. При этом основные физиологические сдвиги наблюдаются со стороны нервной, сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Отмечаются изменения в составе крови и водно-солевом обмене. Как правило, степень выраженности сдвигов различна при выполнении физического и умственного труда и зависит от их тяжести. Состояние нервной системы. Участие нервной системы и прежде всего ее центральных отделов в производственной деятельности человека является ведущим. Формирование и закрепление трудовых навыков происходят на основе условно-рефлекторных реакций. В процессе производственного обучения образуется динамический производственный стереотип-система условных рефлексов, обеспечивающих определенную последовательность двигательных реакций и уровень физиологических процессов, являющихся необходимым условием выполнения трудовой операции. Например, операция, которой овладевает токарь при освоении своей профессии, складывается из взятия детали, закрепления ее в станке, обработки и снятия готового изделия. По мере овладения профессией токарь все более совершенствует свои знания и умение работать на станке, происходит концентрация нервных процессов, устраняются лишние движения, некоторые элементы работы становятся как бы автоматизированными и выполняются подсознательно. В результате происходит формирование динамического производственного стереотипа. Динамический производственный стереотип состоит из так называемых основных элементов и микропауз. Длительность выполнения основных элементов более устойчива по сравнению с продолжительностью микропауз, и, если предложить рабочему замедлить темп работы, он это делает за счет увеличения продолжительности микропауз. Удлинение времени выполнения основной операции в процессе работы отражает снижение уровня работоспособности. Рабочее состояние организма связано с повышением обменных процессов, усилением деятельности сердечно-сосудистой и дыхательной систем, что осуществляется через вегетативную нервную систему, находящуюся под контролем корковых отделов головного мозга и в тесном взаимодействии с ними. В процессе работы повышается уровень возбудительных процессов в нервных клетках центров, обеспечивающих выполнение данного вида производственной деятельности. На это указывает изменение биопотенциалов, регистрируемых на электроэнцефалограмме (ЭЭГ), биотоков в работающих мышцах, о чем свидетельствует запись электромиограммы (ЭМГ). Изменяется функциональное состояние анализаторов, прежде всего зрительного и слухового. В ряде случаев сдвиги обнаруживаются в температурном, тактильном и мышечном анализаторах. При легких работах наблюдаются благоприятные сдвиги в течение основных нервных процессов, улучшается условно-рефлекторная деятельность, сокращается скрытое время сложных слухо-моторных и зрительно-моторных реакций. При тяжелой работе кратковременный период улучшения показателей функционального состояния нервной системы отсутствует или сменяется периодом их ухудшения; при этом могут наблюдаться не только ослабление условных и безусловных рефлексов, но и фазовые изменения (уравнительная парадоксальная фазы). Изменение дыхания. При работе наблюдается изменение как внешнего, так и тканевого дыхания. Повышенная доставка кислорода и удаление основного из конечных продуктов обмена - углекислоты - обеспечивается учащением и углублением дыхания; при этом количество потребляемого в процессе работы кислорода находится в прямой зависимости от тяжести труда. Кислородный долг, образовавшийся в начале работы, погашается уже после прекращения работы, в период восстановления, во время которого потребление кислорода достигает исходного уровня. Такова динамика потребления кислорода при работе легкой и средней тяжести. При тяжелой работе устойчивое состояние потребления кислорода по существу никогда не наступает, к дефициту кислорода в начале работы присоединяется дефицит кислорода, образовавшийся во время нее. В этом случае потребление кислорода все время растет вплоть до кислородного потолка. Восстановительный период при такой работе значительно удлиняется. В случае, когда кислородный запрос при работе превышает кислородный потолок, наступает так называемое ложное устойчивое состояние. Оно отражает кислородный потолок, а не истинную потребность в кислороде. Восстановительный период при этом оказывается еще более длительным.

* Кислородный запроc - количество кислорода, которое необходимо организму для полного удовлетворения энергетических потребностей за счет аэробных процессов.

Кислородный дефицит - разность между кислородным запросом и кислородным приходом. При статической работе потребление кислорода носит иной характер. В трудовом процессе наиболее конкретным выражением статической работы является поддержание рабочей позы человека. Рабочая поза как состояние равновесия тела может осуществляться в порядке активного противодействия внешним силам; при этом возникает длительное тетаническое напряжение мышц. Этот вид статической работы весьма неэкономен в иннервационном и энергетическом отношениях. Рабочая же поза, при которой поддержание равновесия происходит путем приспособления к направлению силы тяжести, значительно более экономна, так как при этом отмечается тоническое, а не тетаническое напряжение мышцы. В практике наблюдаются оба вида статической работы, нередко сменяющие друг друга, но основное значение с точки зрения физиологии труда имеет статическая работа, сопровождающаяся тетаническим напряжением.

Сдвиги в сердечно-сосудистой системе. Повышенный уровень обменных процессов в организме при работе обеспечивается усилением доставки кислорода в рабочие органы с одновременным удалением продуктов метаболизма из них. При работе учащается число сердечных сокращений и возрастает систолический объем крови, т. е. объем крови, выбрасываемый при каждом сокращении. Частота пульса с 70-75 в минуту в покое может возрастать при работе до 100-120 и больше, а систолический объем - с 50-60 до 100-150 мл. В результате увеличивается минутный объем крови (произведение частоты пульса на систолический объем), который в покое колеблется от 3,6 до 6,8 л, а при работе может возрасти в 5-6 раз. Между интенсивностью работы и частотой пульса существует почти линейная зависимость. При легких работах (энерготраты менее 150 ккал/ч) частота пульса не превышает 90 в минуту, а при тяжелых работах пульс может достигать 120-140 в минуту. Поэтому тяжесть работы можно классифицировать по частоте пульса, что значительно доступнее, чем определение энерготрат. У нетренированных людей возрастание минутного объема крови при работе в большей мере обеспечивается учащением числа сердечных сокращений, у тренированных - увеличением систолического объема. Сразу после прекращения работы частота пульса быстро уменьшается. В настоящее время имеются телеметрические методы дистанционного определения частоты пульса при работе; если же о ней судят по пальпаторному методу, то определять ее нужно либо непосредственно во время работы, либо в первые 15 с после ее окончания.

При мышечной работе возрастает артериальное давление, причем больше максимальное. Это обусловливает увеличение пульсового давления - разницы между максимальным и минимальным артериальным давлением. Максимальное артериальное давление при работе может достигать 160- 180 мм рт. ст. (21,3-24 кПа) и выше. Восстановление артериального давления после работы происходит быстрее, чем пульса, и обычно заканчивается в течение 5-10 мин. При физической работе увеличивается кровоснабжение мышц, причем резко возрастает число раскрытых капилляров - до 20- 30 раз по сравнению с уровнем в покое. Регуляция сердечно-сосудистой системы при работе осуществляется при участии центра сердечной деятельности в продолговатом мозге, рефлексов с сосудистых рецепторов в артериях и венах, внутренних органах и мышцах. Деятельность сердца и тонус сосудов находятся под влиянием дыхательных движений, температуры крови, которая возрастает при работе. На нее оказывает влияние концентрация кислорода и углекислоты в крови и таких гормонов, как адреналин, инсулин, ацетилхолин, вазопрессин. Величина кровотока зависит также от образующихся при мышечной работе продуктов метаболизма - углекислоты, молочной и пировиноградной кислот и др. При умственной работе не наблюдается существенных сдвигов в кровообращении, в частности в кровоснабжении головного мозга. Наоборот, в связи с фиксированной позой и отсутствием движений имеется недостаточная мобилизация кровообращения. Исключением является эмоционально напряженный труд: неприятности, волнение, нетерпение сказываются на состоянии сердечнососудистой системы и ведут к учащению сердцебиений, изменению ЭКГ, повышению артериального давления. Так, у переводчиков во время синхронного перевода частота пульса в среднем составляла 100 в минуту, возрастая временами до 160. У инженеров электронно-вычислительных машин, членов летного экипажа при сложных полетах к концу рабочего дня наблюдались нарушения ЭКГ в виде снижения зубца Т. Имеются клинические наблюдения и статистические данные, показывающие, что у работников умственного (или преимущественно умственного) труда заболеваемость гипертонией, коронарной недостаточностью, атеросклерозом выше, чем у лиц, занимающихся физическим трудом.

Изменения в крови. При мышечной работе возрастает масса циркулирующей в организме крови за счет выхода ее из депо (печень, селезенка, кожа), где в покое находится примерно 1—2 л крови из общего ее количества, равного 5-6 л. Ряд изменений наблюдается в составе крови. Количество эритроцитов возрастает за счет сгущения крови при потоотделении и выхода крови из депо. При тяжелой работе возможно уменьшение содержания гемоглобина на 18—20% вследствие выхода в кровь бедных гемоглобином молодых форм эритроцитов из кроветворных органов. При работе развивается миогенный лейкоцитоз, преимущественно за счет поступления нейтрофилов и лимфоцитов из депо. Число белых кровяных шариков может достигать 15х103- 20х103 в 1 мкл крови и даже больших величин. Через 1-2 ч после тяжелой работы может возникнуть вторичный лейкоцитоз, обусловленный в основном усилением кроветворения и поступлением в кровь нейтрофилов. При мышечной работе повышается концентрация солей в плазме, увеличивается содержание кислот, что ведет к снижению резервной щелочности крови. Концентрация солей возрастает за счет потоотделения, при котором теряется больше воды, чем солей, а также вследствие усиленного поступления воды из крови в мышцы. Кислотность увеличивается вследствие накопления в крови углекислоты, молочной и пировиноградной кислот. В норме содержание молочной кислоты в крови составляет 0,15-0,20 г/л, а при тяжелых работах оно может возрастать в несколько раз. После работы, в процессе восстановления, молочная и пировиноградная кислоты в печени и мышцах подвергаются доокислению или расходуются на ресинтез гликогена. При мышечной работе, а также при нервно-эмоциональном напряжении изменяется содержание сахара в крови, которое в норме составляет 0,8-1,0 г/л. При тяжелых работах оно сначала возрастает, а затем снижается. При эмоциональном напряжении концентрация сахара в крови увеличивается. Изменения водно-солевого и витаминного обмена. При мышечной работе, особенно средней тяжести и тяжелой, увеличивается теплоотдача испарением. Это приводит к потере воды до 6-8 л и более, вследствие чего возникают явления сгущения крови. С потом теряются соли, в особенности хлорид натрия. Одновременно происходит «вымывание» из организма и водорастворимых витаминов - С и группы В.

Гипокинезия человека в процессе трудовой деятельности и ее отрицательные последствия. Типичной чертой профессиональной деятельности большинства работников являются низкие физическая активность и, соответственно, затраты энергии на протяжении рабочего дня. Преобладающими стали работы в вынужденной рабочей позе, с небольшими по величине локальными физическими нагрузками, с монотонностью действия или обстановки. У лиц малоподвижных профессий общие энергозатраты, как правило, составляют не более 1,5-2,2 ккал/мин, а затраты энергии на физическую активность не превышают 800-1200 ккал в сутки, т.е. находятся за пределами даже ориентировочной нижней границы "нормы" (1200 ккал/сут). В большинстве случаев недостаток двигательной активности во время работы не восполняется и во внерабочее время. Последствия длительной гипокинезии, связанной с характером трудовой деятельности, неблагоприятны как в медико-биологическом, так и социально-экономическом отношениях. Это обуславливает рассмотрение гипокинезии в качестве одного из ведущих неблагоприятных факторов трудового процесса, влияющего на состояние здоровья и работоспособность человека.

В механизме снижения функциональных резервов организма человека и его работоспособности под влиянием гипокинезии выделяют четыре ведущих момента.

1. Изменения в нервно-мышечной системе под влиянием гипокинезии приводят к снижению активности метаболических процессов в мышечных клетках, ухудшению функций сокращения и расслабления мышцы, значительному снижению их силы и выносливости, а значит, и работоспособности. Все это приводит к увеличению тяжести труда (его физиологической стоимости).

2. Уменьшение функциональных возможностей центральной нервной системы при длительном недостатке физической активности человека приводит к снижению устойчивости работающих лиц к действию стрессогенных факторов, увеличению утомляемости человека при умственной работе, повышению нервной напряженности труда, увеличению утомления в сфере зрительного и слухового анализатора.

3. Под влиянием пониженной двигательной активности на производстве и в быту значительно снижаются кислородтранспортные возможности организма и, следовательно, общая физическая работоспособность; возрастают реакции сердечно-сосудистой системы на одни и те же физические и эмоциогенные раздражители; снижаются возможности человека работать в экстремальных условиях; увеличиваются заболевания сердечно-сосудистой и дыхательной систем.

4. Снижение специфической и неспецифической резистентности организма человека под влиянием гипокинезии приводит к увеличению у одних и тех же лиц числа заболеваний как инфекционной, так и неинфекционной природы.

Таким образом, гипокинезия, обусловленная характером трудового процесса, приводит к снижению функциональных возможностей многих систем организма человека и, в конечном итоге, к уменьшению его работоспособности и ухудшению состояния здоровья.

Интегральными показателями степени воздействия на человека гипокинезии, а также уровня его физического здоровья являются величины общей физической работоспособности (PWC170, мл/мин.кг), оцениваемые по мощности работы при частоте сердечных сокращений в 170 уд/мин и уровню максимального потребления кислорода (МПК, мл/мин.кг). Измерив у человека PWC170 и максимальное потребление кислорода, количественно оценивают уровень его физического состояния (здоровья) и намечают путь преодоления неблагоприятных для здоровья последствий. Для лиц любого возраста и пола 3 группа состояний является пограничной.