Энергетические затраты организма человека

Классификация трудовой деятельности

Труд как высшая форма деятельности человека

ОСНОВЫ ФИЗИОЛОГИИ ТРУДА, ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ЧЕЛОВЕКА

Деятельность – это целенаправленный процесс взаимодействия человека с природной и антропогенной средой, это свойство, отличающее человека от представителей животного мира.

Деятельность охватывает интеллектуальные, духовные и физические процессы, т. е. работу, отдых, быт, развлечения людей.

Труд – это целенаправленная деятельность, в процессе которой человек приспосабливает предметы природы для удовлетворения своих потребностей, применяя изготовленные им самим орудия труда. В процессе труда расходуется физическая, умственная, нервная энергия человека.

Одной из особенностей любого вида деятельности, в том числе и труда, является то, что всякая деятельность потенциально опасна (аксиома о потенциальной опасности). Проявлением опасностей являются общие и профессиональные заболевания, снижение работоспособности, несчастные случаи, травмы.

Обеспечить безопасность человека необходимо как в производственных, так и в бытовых или любых других условиях его жизни и деятельности. Поэтому в дальнейшем, говоря о безопасности труда, будем иметь в виду безопасность в самом широком смысле слова.

Характер и организация трудовой деятельности оказывают существенное влияние на изменение функционального состояния организма человека и определяются физическими перегрузками, статическими и динамическими, физически недостаточной двигательной активностью и нервно-психическими перегрузками.

Физический труд характеризуется в первую очередь повышенной нагрузкой на опорно-двигательный аппарат и его функциональные системы (сердечно-сосудистую, нервно-мышечную и т.д.), обеспечивающие его деятельность. Физический труд, развивая мышечную систему и стимулируя обменные процессы, в то же время имеет ряд отрицательных последствий. Прежде всего, это социальная неэффективность физического труда, связанная с его низкой производительностью, необходимостью высокого напряжения физических сил и потребностью в длительном (до 50 % рабочего времени) отдыхе.

Умственный труд объединяет работы, связанные с приёмом и переработкой информации, требующие преимущественного напряжения сенсорного аппарата, внимания, памяти, а также активации процессов мышления. Для данного вида труда характерна гипокинезия, т.е. значительное снижение двигательной активности человека, приводящее к ухудшению реактивности организма и повышению эмоционального напряжения. Гипокинезия является одним из условий формирования СС патологии у лиц, связанных с умственной деятельностью. Длительная умственная нагрузка оказывает угнетающее влияние на психическую деятельность: ухудшаются функции внимания (объём, концентрация, переключение), памяти (кратковременной и долговременной), восприятия (появляется большое количество ошибок).

Умственная работа включает мыслительный и эмоциональный компоненты.

Различие трудовых процессов при их осуществлении проявляется лишь в преобладании деятельности мышечной или ЦНС.

Различают следующие формы трудовых процессов.

Труд, характеризующийся значительным мышечным напряжением (землекоп, грузчик, кузнец). Энергозатраты рабочих этих профессий достигают 4000-6000 ккал в сутки (16760- 25140 кДж).

Различают три вида мышечной работы:

– динамическую положительную, при которой производится перемещение груза в направлении, противоположном действию силы тяжести (подъем груза), или перемещение по горизонтали;

– динамическую отрицательную, когда движение производится в направлении силы тяжести (опускание груза);

– статическую, при которой перемещение груза не производится, а мышечное усилие направлено на поддержание его или обеспечение связанного с работой положения тела.

Механизированные производственные процессы (в основном станочники). Особенностью механизированных форм труда являются изменение характера мышечных нагрузок и усложнение программы действий. В условиях механизированного производства наблюдается уменьшение мышечной деятельности, в работу вовлекаются мелкие мышцы дистальных отделов конечностей, которые должны обеспечить скорость и точность движений, необходимых для управления механизмами.

Однообразие простых и большей частью локальных действий, однообразие и малый объём воспринимаемой в процессе труда информации приводят к монотонности труда. При этом снижается возбудимость анализаторов, рассеивается внимание, снижается скорость реакции и быстро наступает утомление.

Полуавтоматические и автоматические производственные процессы. Роль человека ограничивается при автоматическом производстве обслуживанием станка: подать материал для обработки, пустить в ход механизм, извлечь обработанную деталь.

При автоматическом процессе участие человека сводится к управлению механизмами, что требует высокой квалификации. Длительный период «оперативного покоя» в ожидании сигнала к действию может привести к парабиотическому торможению в нервных центрах.

Характерные черты этого вида работ – монотонность, повышенный темп работы, утрата творческого начала.

Конвейерные формы труда определяются дроблением процесса труда на операции, характеризующиеся заданным ритмом, строгой последовательностью выполнения операций, автоматической подачей деталей к каждому рабочему месту. Требуют синхронизированной в соответствии с темпом конвейера работы её участников. Чем меньше интервал между одинаковыми операциями, тем монотоннее работа, тем проще её содержание, что приводит к преждевременной усталости и быстрому нервному истощению.

Труд с дистанционным управлением. Различают два вида: управление, требующее частых активных действий работающего, и управление, связанное с редкими действиями. В первом случае функциональное состояние человека характеризуется напряжением внимания, часто прерывающимся активными двигательными или двигательно-речевыми действиями; во втором случае работающий находится в состоянии готовности к действию, его реакции немногочисленны.

Интеллектуальные формы труда (операторский, управленческий, педагогических и медицинских работников, студентов и учащихся, творческий).

Работа оператора отличается большой ответственностью и высоким нервно-эмоциональным напряжением. Так, например, труд авиадиспетчера характеризуется переработкой большого объёма информации за короткое время.

Труд руководителей учреждений и предприятий (управленческий труд) характеризуется чрезмерным ростом объёма информации, возрастанием дефицита времени для её переработки, повышенной личной ответственностью за принятое решение, периодическим возникновением конфликтных ситуаций.

Труд преподавателей и медицинских работников отличается постоянными контактами с людьми, повышенной ответственностью, часто дефицитом времени и информации для принятия правильного решения, что обусловливает высокую степень нервно-эмоционального напряжения.

Труд учащихся и студентов характеризуется напряжением основных психических функций, таких как память, внимание, восприятие, наличием стрессовых ситуаций (экзамены, зачеты).

Наиболее сложная форма трудовой деятельности, требующая значительного объёма памяти, внимания, это творческий труд. Труд научных работников, конструкторов, писателей, композиторов, художников, архитекторов приводит к значительному повышению степени нервно-эмоционального напряжения. При этом можно наблюдать тахикардию, повышение кровяного давления, изменение ЭКГ, увеличение лёгочной вентиляции и потребления кислорода, повышение температуры тела и другие сдвиги со стороны вегетативных функций.

Энергозатраты человека в процессе жизнедеятельности зависят от интенсивности мышечной работы, информационной насыщенности труда, степени эмоционального напряжения и других условий (температуры, относительной влажности и т.д.). Так как энергозатраты характеризуются окислительными процессами, уровень энергозатрат определяют методом прямой калориметрии, т.е. полного газового анализа (учитывается объем потребления кислорода и выделенного углекислого газа). С увеличением тяжести труда значительно возрастают потребление кислорода и количество расходуемой энергии.

Количество кислорода, потребляемого человеком натощак в состоянии мышечного покоя, является показателем обмена, необходимого для поддержания жизненно важных функций организма в покое, т.е. основного обмена.

Основной обмен характеризуется потреблением кислорода 200-250 мл/мин с энергетической затратой около 4,2-5 кДж/мин. На основной обмен оказывают влияние многие факторы: возраст, вес, пол, состав пищи, климатические условия и др.

За норму энергетического основного обмена взрослого человека принято 4,19 кДж на 1 кг массы в час.

Потребность организма в кислороде тем больше, чем напряженнее работа; он необходим для окисления продуктов распада углеводов и жиров и для поддержания других биохимических процессов.

Количество кислорода, необходимое для полного окисления продуктов распада, называется кислородным запросом. Количество кислорода, которое человек может получить в силу особенностей системы дыхания и кровообращения, называется кислородным потолком. У нетренированных людей он составляет 3 л/мин, а у тренированных может достигать 4-5 л/мин. Разность между кислородным запросом и кислородным потолком называется кислородным долгом.

Энергетические затраты при динамической отрицательной работе составляют 50 % от энергозатрат при динамической положительной (при этом перемещение груза по горизонтали в 9-15 раз легче, чем его подъем).

При динамической положительной работе начало работы характеризуется неполным удовлетворением кислородного запроса вследствие инерционности сердечно-сосудистой и дыхательной систем.

Это приводит к возникновению кислородного долга, который погашается после работы в период восстановления. При тяжелой работе восстановительный период может быть значительным – от 30 мин до 50 % рабочего времени.

При статической работе потребление кислорода значительно меньше, чем кислородный запрос. В период, непосредственно следующий за работой, потребление кислорода резко возрастает, а затем падает. Потребление кислорода редко превышает 1 л/мин, но утомление наступает очень быстро, что связано с изменениями в ЦНС.

Суточные затраты энергии для работников умственного труда составляют 10,5-11,7 МДж; для работников механизированного труда и сферы обслуживания – 11,3-12,5 МДж; для работников, выполняющих работу средней тяжести (станочники, шахтеры, хирурги, литейщики, сельскохозяйственные рабочие) – 12,5-15,5 МДж; для работников, выполняющих тяжелую физическую работу (металлурги, лесорубы, грузчики) – 16,3-18,0 МДж.

Затраты энергии меняются в зависимости от рабочей позы. При рабочей позе «сидя», затраты энергии превышают на 5-10 % уровень основного обмена; при рабочей позе «стоя» – на 10-25 %; при вынужденной неудобной позе – на 40-50 %.

При интенсивной интеллектуальной работе потребность мозга в энергии составляет 15-20 % от общего обмена в организме, в то время как масса мозга составляет 2 % от массы тела.

Повышение суммарных энергетических затрат при умственной работе определяется степенью нервно-эмоциональной напряженности. Так, при чтении вслух «сидя» расход энергии повышается на 48 %, при выступлении с публичной лекцией – на 94 %, у операторов вычислительных машин – на 60-100 %.

Уровень энергозатрат может служить критерием тяжести и напряженности выполняемой работы, имеющим важное значение для оптимизации труда и его рациональной организации.

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 нагрузка.

Физическая тяжесть труда – это нагрузка на организм при труде, требующая преимущественно мышечных усилий и соответствующего энергетического обеспечения.

Уровни факторов тяжести труда выражены в эргономических величинах, характеризующих сам трудовой процесс, независимо от индивидуальных особенностей человека, участвующего в этом трудовом процессе.

Напряженность труда – это характеристика трудового процесса, отражающая преимущественную нагрузку на ЦНС, т.е. определяется нервным, психоэмоциональным напряжением, длительностью и интенсивностью интеллектуальной нагрузки.

Напряженность труда является одним из психофизиологических факторов профессионального отбора и характеризуется эмоциональной нагрузкой на организм при труде, требующем интенсивной работы мозга по получению и переработке информации. Кроме того, при оценке степени напряженности учитывают эргономические показатели.