ФИЗИОЛОГИЯ ТРУДА

48

ФИЗИОЛОГИЯ ТРУДА (греч. physis природа + logos учение) — раздел физиологии, изучающий изменения функционального состояния организма человека под влиянием его трудовой деятельности и обосновывающий с позиций физиологии методы и средства организации трудового процесса, направленные на поддержание высокой работоспособности и сохранение здоровья трудящихся.

Основными задачами Физиологиb труда являются: изучение физиологических закономерностей трудовой деятельности человека; исследование физиол. параметров организма при различных видах работ; разработка практических мероприятий, направленных на оптимизацию трудового процесса, снижение утомляемости работающих и сохранение их здоровья.

Физиологические механизмы трудовых процессов. В трудовой деятельности человеку приходится выполнять различные виды работы. В основе как физического, так и умственного трудового действия работающих лежит целевая установка, на основе к-рой в ц. н. с. создается определенная программа действий, реализующаяся, по П. К. Анохину, в системно-организованном поведенческом акте (см. Функциональные системы).

В процессе трудового действия в ц. н. с. поступает информация о ходе выполнения программы, на основании к-рой возможны текущие поправки к действию (сенсорные коррекции, по Н. А. Бернштейну; поправки на основе обратной афферентации, по П. К. Анохину). Точность программирования и успешность осуществления программы зависят от опыта и количества предшествующих повторений этого действия, автоматизма.

Еще до начала работы в результате сформировавшейся программы возрастает уровень активности ряда физиол. систем, обеспечивающих выполнение данной работы. Это явление носит название предупредительной иннервации или предна-стройки. Во время трудового процесса различные физиол. системы активизируются в еще большей степени.

При физическом труде прежде всего активизируется мышечная система и система так наз. вегетативного обеспечения мышечной деятельности (кровообращение, дыхание). При интенсивной физической работе возрастает уровень обменных процессов и количество потребляемого в минуту кислорода, минутный объем и частота дыхания, число сердечных сокращений и др.

В процессе умственной деятельности активизируются различные отделы коры головного мозга, в к-рых возрастает кровоток и потребление кислорода; с увеличением степени умственного или нервно-эмоционального напряжения существенно активизируется деятельность симпато-адреналовой системы, наблюдается учащение пульса, повышение АД, возрастает интенсивность обменных процессов.

Активация функциональных систем организма вызывает повышение уровня энергетических затрат организма. Уже во время работы происходит интенсификация восстановительных процессов, в основном же процессы восстановления осуществляются после прекращения работы. Свойство организма достаточно быстро возмещать израсходованную во время работы энергию является результатом упражнений в данном виде труда. Усиливая обменные процессы, трудовая нагрузка способствует улучшению функционального состояния организма человека и сохранению его здоровья. Все это позволяет рассматривать процесс активации физиол. функций и уровня обменных процессов при труде как один из самых существенных моментов биол. значения труда.

В Ф. т. понятия работоспособности и утомления являются важнейшими. Под работоспособностью понимают потенциальную возможность человека выполнить на протяжении заданного времени и с достаточной эффективностью определенное количество работы. В производственной обстановке под влиянием различных факторов работоспособность изменяется на протяжении смены и условно подразделяется на несколько фаз. Первая фаза — фаза врабатываемости, во время к-рой под влиянием условных раздражителей повышается активность ц. н. с., возрастает уровень обменных процессов, усиливается деятельность сердечно-сосудистой системы, что приводит к повышению работоспособности. Это явление обусловлено постепенным включением различных психофизиол. функций, налаживанием различных регуляторных процессов, обеспечивающих оптимальный для данной ситуации уровень функционирования организма. Вторая фаза — фаза относительно устойчивой работоспособности, характерной чертой к-рой является оптимальный уровень функционирования ц. н. с. В это время эффективность труда максимальна. Третья фаза — фаза снижения работоспособности, связанная с развитием утомления. Четвертая фаза — фаза вторичного повышения работоспособности. В ее основе лежит условнорефлекторный механизм, связанный с предстоящим концом? работы и последующим отдыхом.

Работоспособность зависит от условий среды, в к-рой совершается работа. Неблагоприятный микроклимат (см.), шум (см.), повышенное содержание в воздухе рабочей зоны различных хим. веществ могут существенно ее снижать.

Современные проблемы физиологии труда. Современный этап развития народного хозяйства характеризуется переходом к комплексной автоматизации и механизации производства. При этом наряду с возрастанием числа работающих, труд к-рых сопровождается умственным и нервным напряжением, имеется большое количество рабочих, труд к-рых характеризуется вынужденным темпом и ритмом, многократным повторением однообразных действий.

Основными факторами трудового процесса, влияющими на функциональное состояние организма и здоровье работающих, являются: стереотипно повторяющиеся локальные мышечные напряжения, длительное сохранение вынужденной рабочей позы, монотония, нервное и психоэмоциональное напряжение. Воздействие указанных факторов на организм человека может усиливаться за счет недостаточной физической подготовленности, одной из причин к-рой является гипокинезия.

Высокое напряжение в процессе различных видов трудовой деятельности может переходить в перенапряжение, характеризующееся развитием неблагоприятного функционального состояния организма, пограничного между нормой и патологией.

Неблагоприятное влияние перенапряжения на здоровье может проявляться по трем основным направлениям: перенапряжение выступает в качестве непосредственного этиол. фактора возникновения различных нозол. форм профзаболеваний (см. Профессиональные болезни); перенапряжение может быть одним из факторов риска, способствующих возникновению заболеваний (нервно-психические, сердечно-сосудистые и др.); снижая сопротивляемость организма к различным неблагоприятным воздействиям, перенапряжение может способствовать увеличению частоты возникновения инф. заболеваний и обострению течения хрон. заболеваний. Эти же неблагоприятные факторы могут способствовать производственному травматизму.

В связи с этим в решении задач, содержащихся в постановлении ЦК КПСС и Совета Министров СССР 1982 г. «О дополнительных мерах по улучшению охраны здоровья населения», первостепенное значение имеет оптимизация и рационализация факторов трудового процесса, приведение их интенсивности в соответствие с психическими и физическими возможностями работающего.

В результате автоматизации и механизации производства физический труд стал легче, значительно снизилась доля труда, требующего включения в работу групп крупных мышц тела, чаще в работе участвуют лишь мелкие мышечные группы, но число небольших мышечных усилий за смену нередко достигает десятков и даже сотен тысяч; с меньшим напряжением функционирует сердечно-сосудистая система и система дыхания, меньше стали энергозатраты. Чем ниже уровень физической работоспособности человека, тем выше «физиологическая стоимость» любого вида трудовой деятельности и тем быстрее наступает утомление (см.) даже при физически легком труде. Для лиц, ведущих малоподвижный образ жизни, резкие вегетативные сдвиги, возникающие при сравнительно малых физических и нервных нагрузках, непривычны и требуют очень большого напряжения всех регуляторных процессов.

Широкое применение конвейерных, поточных и механизированных линий, значительное дробление и упрощение операций, выполнение к-рых требует несложных однообразных движений, сопряжено с монотонностью труда и низкими затратами энергии. При таком роде деятельности в структуре физиол. изменений ведущее значение приобретает снижение функциональной активности ц. н. с., приводящее к понижению уровня бодрствования.

Развивающееся в процессе монотонной работы снижение уровня бодрствования преодолевается за счет значительных волевых усилий, что при неблагоприятных обстоятельствах может способствовать возникновению различных невротических состояний.

Методы исследования

Для оценки изменений функционального состояния организма под влиянием производственной деятельности применяются общепринятые в физиологии и функциональной диагностике (см.) методы исследования. Выбор конкретных методов зависит от задач исследования и особенностей современной проф. деятельности. Первым этапом исследований в области Ф. т. является подробная оценка характера проф. деятельности работающего, т. е. составление профессиограммы — детальной регистрации условий труда и аналитического описания психофизиол. функций организма при данном виде работы. Исследования функционального состояния организма работающего производятся либо однократно, либо на всем протяжении рабочей смены. Важное значение приобретают хронометражные наблюдения за продолжительностью отдельных операций, пауз, простоев и др. На основе этих данных определяют процент рабочей загрузки, изменения работоспособности во времени, стабильность и успех работы в целом.

Широкое распространение получили различные тесты (буквенные, цифровые, с кольцами Ландольта) для проверки устойчивости внимания и определения объема перерабатываемой информации, тесты для определения устойчивости памяти. Оценку функционального состояния ц. н. с. производят с помощью электроэнцефалографии (см.), состояние анализаторов определяют обычными методами, применяемыми при исследовании органов чувств человека. При исследовании зрительного анализатора (см.) определяют контрастную чувствительность, устойчивость ясного видения, объем аккомодации и др. Состояние слухового анализатора (см.) оценивают путем определения порога слухового ощущения, дифференциальных порогов и др. Функции двигательного анализатора (см.) оценивают по порогам мышечно-суставной чувствительности, порогам возбудимости и лабильности. При исследовании физического труда широко используют динамометрию (определение силы и выносливости мышц), электромиографию (см.). При необходимости оценивают различные функции внешнего дыхания. Большое внимание уделяют исследованию функционального состояния сердечно-сосудистой системы. Внедрение ЭВМ дало возможность перейти к детальному математическому анализу изменений ритма сердца на протяжении рабочей смены. Все шире применяются электрокардиография (см.), поликардиография (см.), реография (см.), плетизмография (см.), регистрация тонуса сосудов, объемной скорости кровотока, растяжимости и емкости вен, венозного давления и др. Для оценки скрытых изменений в сердечно-сосудистой системе и ее функциональных резервов используют различные функциональные пробы: определение общей физической работоспособности, максимального потребления кислорода, ортопробу, различные виды проб с дозированными физическими нагрузками (статического характера, на велоэргометре, тредбане, стептест, проба Мартине и др.).

Физиологическая оптимизация трудовых процессов

Среди мероприятий по физиол. рационализации трудовых процессов важное значение имеет правильный режим труда и отдыха, под к-рым понимают систему построения периодов работы и отдыха, предусматривающую их оптимальную длительность, содержание и порядок чередования.

Режимы могут быть суточными, недельными и годовыми. Для того, чтобы кратковременные регламентированные перерывы в работе, введенные в режим рабочего дня, были эффективными, их необходимо организовывать до появления утомления у работающих. В зависимости от характера трудовой деятельности во время перерывов работники могут отдыхать пассивно, выполнять специально подобранные физические упражнения, заниматься самомассажем (см. Массаж, гигиенический массаж), аутотренингом (см. Психотерапия, аутогенная тренировка), подвергаться разного рода активирующим процедурам в специальных помещениях для психол. разгрузки и др.

Эффективным средством повышения производительности труда является производственная эстетика (правильная окраска производственных помещений и оборудования, красивая и рациональная спецодежда, функциональная музыка и др.), направленные на создание у человека хорошего настроения, снижение утомляемости, уменьшение возможности травматизма (см. Эстетика техническая). Этой же цели служат мероприятия эргономического плана (см. Эргономика).

При видах труда с низким уровнем физической нагрузки все большее внимание уделяют применению средств физической культуры (см. Физическая культура и спорт).

Физиологические основы рациональной организации отдыха. Работоспособность определяется как условиями работы, так и условиями отдыха (см.). За время отдыха изменившиеся в процессе работы физиол. показатели должны возвратиться к исходному уровню. Этот период называется фазой восстановления или реституции. Его продолжительность для разных функциональных систем различна и определяется характером предыдущей деятельности. Так, после локальной статической работы частота сердечных сокращений и АД возвращаются к исходному уровню в течение 1 — 2 мин.; изменения в нервно-мышечной системе длятся значительно дольше, поэтому полное время отдыха в 3—4 раза превышает длительность предшествующей работы и может достигать 30—40 мин. После тяжелой ритмической работы длительное время остается усиленным потребление кислорода. Особенно долго после интенсивной работы восстанавливаются сдвиги в количестве и составе лейкоцитов, активность гормонов, содержание гликогена в мышцах.

В СССР наряду с микропаузами для отдыха, на протяжении рабочей смены вводятся несколько регламентированных периодов отдыха с полным прекращением работы на 5—15 мин. При нек-рых видах работы (тяжелый физический труд, работа в условиях повышенной температуры воздуха, работа на высоте и др.) возможны более частые и длительные перерывы. Отдых может быть пассивным и активным. Активный отдых включает различные формы деятельности, отличающиеся, однако, от основной работы. Показано, что активный отдых приводит к более быстрому восстановлению работоспособности, чем пассивный. Учение И. М. Сеченова об активном отдыхе стало научной основой производственной гимнастики (см. Гимнастика, производственная гимнастика). Отдых после рабочего дня должен полностью восстановить силы работающего. Большое значение для восстановления работоспособности имеет ночной сон (см.) достаточной продолжительности.

Упражнение в процессе трудового обучения. Важнейшим фактором устойчивого повышения работоспособности являются упражнения в данной форме деятельности (см. Тренировка). Физиол. основой результативности упражнения в процессе трудового обучения является механизм образования условных рефлексов (см.), динамического стереотипа, формирования функциональной системы трудовой деятельности.

Процесс формирования наиболее экономичных и рациональных рабочих действий проходит ряд стадий, каждая из к-рых имеет вполне определенную физиол. структуру. Для первой стадии характерна генерализация нервных процессов. Движения в это время менее организованны и более скованны вследствие недостаточно сформированной системы управления, в них принимает участие большое, часто ненужное для данного действия количество мышц.

В результате упражнения, способствующего становлению навыка, процессы возбуждения генерализуются и концентрируются, движения приобретают большую свободу и осуществляются при более экономичной трате энергии.

Во время любого вида производственной деятельности важное значение имеет правильно сформированный динамический стереотип (см.), т. е. условнорефлекторная реакция, выработанная в ответ на постоянно повторяющееся действие одних и тех же раздражителей. В этом случае становится достаточно одного начального раздражителя (словесного, светового, звукового и др.), чтобы пустить в ход всю закрепленную программу действий. При этом условнорефлекторные связи достигают стадии автоматизма. Благодаря динамическому стереотипу исключаются лишние движения и лишние мышечные напряжения, уточняется и убыстряется программирование и коррекция движения, с помощью механизма обратной связи уточняется текущая информация, закрепляются ассоциативные связи между рефлексами, составляющими рабочий динамический стереотип. Благодаря этому профессиональные действия становятся более экономичными, менее утомительными, менее подвержены влиянию внешних раздражителей, не требуют постоянной сосредоточенности внимания.

Любой трудовой процесс невозможен без включения в систему регуляции различных вегетативных функций организма. На стадии овладения трудовым навыком и в процессе обучения реакции системы кровообращения, дыхания и других систем неадекватны интенсивности выполняемой работы. Однако по мере становления динамического стереотипа и адаптации к виду труда формируется целостная система саморегуляции всей совокупности физиол. процессов, обеспечивающих успешное и экономное осуществление трудовых действий. Следовательно, в процессе упражнения и обучения в организме работающего возникает ряд приспособительных изменений, обеспечивающих повышение интенсивности трудовой деятельности, увеличение ее эффективности, длительное поддержание высокой работоспособности. Одновременно с этим в результате упражнения в каком-либо виде работы возрастают функциональные возможности организма, которые особенно проявляются при максимальных нагрузках. Под влиянием физических упражнений сила и выносливость работающих мышечных групп может возрастать в 2 раза, улучшаются показатели координации движений, возрастают показатели разницы величины пульса до работы и во время трудовой деятельности, ударный и минутный объем сердца, величины легочной вентиляции и уровни максимального потребления кислорода и др.

В условиях систематического труда организм начинает работать более экономно и приобретает более высокую способность к быстрой мобилизации своих функциональных возможностей, в т. ч. и к увеличению сопротивляемости воздействию различных патогенных факторов.

Положительное влияние соответствующей трудовой нагрузки на уровень работоспособности и здоровье человека убедительно проявляется при заметном снижении или устранении этой нагрузки.

Последствия недостаточной физической нагрузки (гипокинезии и гиподинамии) уже были рассмотрены выше.

Снижение величины интеллектуальной нагрузки ведет к ухудшению памяти, внимания, воли, логического мышления и других высших психических функций, а также к нек-рым неблагоприятным сдвигам в ц. н. с. человека.

Посильный рационально организованный труд является одним из важнейших и необходимых условий здорового образа жизни человека. Наиболее благоприятное влияние трудового процесса на организм отмечается в том случае, когда в нем имеются элементы как физических, так и умственных нагрузок, т. е. когда удается, говоря словами И. П. Павлова, «соединить голову с руками».

Посильный труд необходим и лицам пожилого, в т. ч. пенсионного возраста. Возрастное снижение уровня функциональной активности ряда физиол. систем и органов может быть компенсировано путем активации этих систем за счет соответствующей трудовой нагрузки.

Посильная (по продолжительности, виду и форме) трудовая нагрузка является необходимым условием сохранения работоспособности у лиц старших возрастных групп и залогом деятельной старости.

Физиологические особенности труда в экстремальных условиях

Работающие в непривычных (трудных) природных и производственных условиях нередко испытывают влияние различных факторов окружающей среды, оказывающих неблагоприятное воздействие на функциональное состояние и работоспособность организма. Факторы такого рода относят к разряду экстремальных, т. к. они могут вызывать чрезмерные реакции различных систем организма вследствие отсутствия или несовершенства механизмов адаптации (см. Экстремальные состояния). Четко провести границу между обычными и экстремальными факторами довольно трудно. В зависимости от индивидуальных особенностей человека и характера его предшествующей деятельности одни и те же воздействия в одно и то же время для одних людей могут являться обычными, для других — экстремальными.

Работа летного состава относится к одному из наиболее сложных видов деятельности. Ее особенность»:) является высокое нервно-эмоциональное напряжение, связанное с большим количеством информации, с необходимостью быстрого принятия решения, воздействием непривычных природных факторов (пониженное парциальное давление кислорода, значительные перепады давления и температуры, изменения спектрального состава света и видимости), а также со специфическим влиянием авиационной техники на организм (значительные перегрузки, повышенные шумы и вибрация). Эти факторы обусловливают нагрузки на психо-физиол. функции организма (см. Авиационная медицина, Полеты).

Труд космонавтов, помимо высокого нервного напряжения, характеризуется также воздействием таких факторов, как отсутствие гравитации, чрезмерные перегрузки во время ускорений и торможений. Потенциально возможными факторами воздействия могут быть изменения газовой среды, ионизирующие и неионизирующие излучения (см. Медицина космическая).

При работе в условиях высокогорья ведущим неблагоприятным фактором является низкое парциальное давление кислорода, приводящее к снижению работоспособности. Работа под водой на различных глубинах связана с воздействием на организм водолазов повышенного давления (см. Водолазные работы).

Физиол. реакции у людей, работающих на Крайнем Севере, связаны со спецификой климатических условий и степенью адаптации человека к ним.

Развитие физиологии труда в СССР. В нашей стране Ф. т. стала интенсивно развиваться после Великой Октябрьской социалистической революции. В 20—30-х гг. создаются лаборатории физиологии труда в научно-исследовательских ин-тах охраны труда, гигиены труда и профессиональных заболеваний, а также при крупных промышленных предприятиях. Исследования по Ф. т. проводились под руководством таких известных ученых, как А. А. Ухтомский, Л. А. Орбели, А. Д. Слоним, М. И. Виноградов и др.

Лаборатории физиологии труда созданы при ин-тах гигиены и охраны труда как в нашей стране, так и в большинстве социалистических стран. Советские ученые имеют тесные научные связи со своими зарубежными коллегами и проводят совместные исследования. Ведущее место в подготовке кадров но физиологии труда занимают кафедры физиологии и гигиены труда мед. институтов, кафедры физиологии ун-тов и пединститутов.

Библиогр.: Виноградов М. И. Физиология трудовых процессов, М., 1966, библиогр.;

Горшков С. И., 3олина 3. М. и Мойкин Ю. В. Методики исследований в физиологии труда, М., 1974, библиогр.;

Мойкин Ю. В. Физиологические основы научной организации труда, М., 1971, библиогр.; Навакатикян А. О. и Крыжановская В. В. Возрастная работоспособность лиц умственного труда, Киев, 1979; Руководство по физиологии труда, под ред. 3. М. Золиной и Н. Ф. Измерова, М., 1983; Шеррер Ж. и др. Физиология труда, пер. с франц., М., 1973.

Ю. В. Мойкин. В. И. Тхоревский.

По теме