Основні фізіологічні зміни в організмі людини, що відбуваються в процесі трудової діяльності

Відео: If only our bodies could talk: Young Body / Leonhard Soom

Будь-який вид трудової діяльності являє собою складний комплекс фізіологічних процесів, в яких залучаються всі органи і системи людського тіла.



Центральна нервова система (ЦНС)

Центральна нервова система забезпечує координацію функціональних змін, що розвиваються в організмі при виконанні роботи.

Всі робочі руху і їх характер залежать, з одного боку, від імпульсів, що йдуть з кори головного мозку, з іншого боку, від імпульсів, що надходять в центр з периферії з м`язів.

Ще до початку роботи в організмі спостерігаються умовно рефлекторні функціональні зрушення, які полягають у підвищенні обміну речовин, в учащении пульсу і дихання. При цьому умовними подразниками є виробнича обстановка і середовище.

Встановлено, що рівень енергетичних процесів, що відбуваються в м`язі, знаходиться в залежності від імпульсів, що виходять з кори головного мозку. Так, основний обмін в робочий день на 15-30% вище, ніж в той же обмін в неробочий день, що пов`язано з сигналами, що йдуть від звичної обстановки майбутнього робочого дня. Збільшення споживання кисню починається вже тоді, коли робітник тільки увійшов в цех. Отже, робоча обстановка сприйнята ЦНС і останньої послані імпульси, які підготували відповідні органи і системи до виконання змінного завдання.

У процесі виробничого навчання утворюється динамічний виробничий стереотип - система умовних рефлексів, що визначає рівень фізіологічних процесів в організмі. Динамічний виробничий стереотип включає тривалість виконання основних елементів, мікропаузи і т.д.

В процесі виконання роботи в ЦНС посилюються процеси збудження. Одночасно поглиблюються і процеси гальмування, завдяки чому між цими основними процесами зберігається рівновага. При відносно легкій роботі подібний стан може зберігатися протягом всього робочого дня, при важкій роботі - з певного моменту в корі великого мозку починають переважати процеси охоронного гальмування.

Фазність зміни функціонального стану центральної нервової системи визначається характером і тривалістю виконуваної роботи. У фазі збудження спостерігають підвищення величини умовних рефлексів, збільшення швидкості сенсомоторних реакцій.

У фазі гальмування спостерігаються зворотні процеси: зниження величини умовних рефлексів, зменшення швидкості сенсомоторних реакцій. Характер змін визначається тяжкістю, тривалістю роботи, а також тренованістю людини.

М`язова робота різної інтенсивності викликає зміни в діяльності кори головного мозку. Важка фізична навантаження нерідко обумовлює зниження корковою збудливості, порушення умовно рефлекторної діяльності, а також підвищення порогу чутливості зорового, слухового і тактильного аналізаторів.

Навпаки, помірна робота покращує умовно рефлекторну діяльність і знижує сприйняття для зазначених аналізаторів.



Скелетно-м`язова система

Під впливом нервових імпульсів, притекающих з ЦНС, в м`язах відбуваються характерні для них біохімічні і біофізичні процеси. Джерелом хімічної енергії, що перетворюється в механічну роботу м`язів, є аденозинтрифосфорная кислота (АТФ). Під впливом нервових імпульсів ця кислота взаємодіє з скорочувальної білкової структурою м`язи, причому відбувається дисоціація актомиозина на його компоненти, зміна конфігурації білкових молекул, виникнення електричних зарядів, ферментативне розщеплення АТФ міозином і т.д.

Саме комплекс всіх явищ і веде до скорочення м`язового волокна, в процесі якого беруть активну участь іони солей, в першу чергу калію, кальцію і магнію. Під час розслаблення м`язи втратила фосфор АТФ знову фосфорилюється за рахунок фосфокреатініна. Потім починаються процеси гліколізу і окисного розпаду глюкози, що супроводжується зв`язуванням фосфорної кислоти, відщеплення від АТФ в процесі скорочення м`язи.

Зміст АТФ в м`язі відносно постійно і становить 3-5 мкмоль на 1 г сирої ваги м`язи (близько 0,25%).

З підвищенням інтенсивності виконуваної навантаження збільшується кількість споживаного м`язами кисню в одиницю часу. Оскільки між швидкістю споживання кисню і потужністю роботи аеробного характеру існує пряма пропорційна залежність, тому інтенсивність роботи можна характеризувати швидкістю споживання кисню. При певній, індивідуальної для кожної людини, навантаженні, досягається максимально можлива швидкість споживання кисню.

Для енергозабезпечення м`язової роботи киснева система може використовувати в якості субстратів окислення всі поживні речовини - вуглеводи (глікоген, глюкоза), жири (жирні кислоти) і білки (амінокислоти).

Під час виконання легкої роботи, тобто при споживанні кисню до 50% максимальної величини, велика частина енергії для скорочення м`язів утворюється за рахунок окислення жирів. Під час більш важкої роботи при споживанні кисню більше 60% від максимального значну частину енергопродукції забезпечують вуглеводи. При роботах, близьких по споживанню кисню до максимального - енергопродукції здійснюється тільки за рахунок вуглеводів.

Існує певна послідовність включення і переважання різних шляхів ресинтезу АТФ в міру виконання фізичного навантаження.

Креатінкіназний шлях ресинтезу АТФ забезпечує початковий етап фізичної роботи. Він запускається дуже швидко, протікає максимально ефективно (молекула АТФ з молекули КФ), йде анаеробно, не дає побічних продуктів.



Потім включається гліколіз. На запуск гліколізу потрібно 10-20 секунд. Гліколіз протікає анаеробно, має набагато більший резервом потужності, але мало ефективний. В результаті гліколізу значно зростає концентрація в м`язах і в крові гліколізу молочної кислоти.

Надалі поступово починає превалювати аеробний механізм ресинтезу АТФ.

Кінцеві продукти - вода і вуглекислий газ. Надлишок вуглекислоти видаляється через легені з повітрям, що видихається.



Серцево-судинна система

Збільшення потреби працюючих м`язів в кисні і поживних речовинах веде до того, що при фізичній праці помітно посилюється діяльність серцево-судинної системи, де фізичне навантаження викликає зростання хвилинного обсягу внаслідок почастішання скорочень і збільшення ударного обсягу серця.

Пульс з 60-70 ударів в хвилину в спокої частішає при деяких видах робіт до 90-150 і більше. Як правило, через 15-30 секунд після початку (а іноді рефлекторно і до роботи) пульс частішає, досягає відомої величини, що залежить від потужності роботи, і тримається на цьому рівні протягом всієї роботи. Це дає право рекомендувати рахунок пульсу - частоти серцевих скорочень (ЧСС) як простий і доступний метод контролю за станом працюючого під час фізичної роботи і за перебігом відновлювальних процесів під час відпочинку. В результаті роботи хвилинний обсяг крові, що викидається серцем, може зрости з 3-5 до 30-40 л. На 5-30 мм рт.ст. може підвищитися максимальний артеріальний тиск.

Збільшення хвилинного об`єму серця відбувається за рахунок почастішання скорочень і збільшення ударного (систолічного) обсягу серця. Систолічний об`єм серця в спокої коливається в межах 60-80 мл, при м`язовій роботі він може збільшуватися вдвічі і більше. Між інтенсивністю роботи і частотою пульсу є певна залежність. Так, при легких роботах частота пульсу не перевищує 100-120 ударів в хв.

При важких роботах частота пульсу може досягати 140-160 і більше ударів на хвилину. Під час важкої роботи ЧСС зростає до максимуму, величина якого неоднакова у різних людей. При легкій роботі і роботі середньої тяжкості ЧСС збільшується і стабілізується на рівні, що забезпечує потреби організму в кисні.

Зміна пульсу в процесі роботи в значній мірі залежить від тренованості. У тренованого людини частота пульсу при інших рівних умовах завжди менше, ніж у нетренованого. У нетренованих людей зростання хвилинного об`єму серця в процесі роботи забезпечується в основному за рахунок почастішання числа серцевих скорочень, у тренованих - за рахунок збільшення систолічного об`єму.

Після припинення роботи частота пульсу різко знижується. Однак час відновлення пульсу до вихідної величини в значній мірі визначається тяжкістю виконаної роботи. Відновлювальний період становить при:

легкій роботі - 2-4 мін.-

середньої тяжкості - 30 мін.-

важкою - 65-70 хв.

Відновлювальний період обумовлений накопиченням в працюючих органах недоокислених продуктів обміну.

Під впливом імпульсів з ЦНС, а також в результаті судинорозширювальної дії продуктів м`язового скорочення (молочна кислота) значно розширюються кровоносна судини скелетних м`язів, розвивається мережа м`язових капілярів, але самі капіляри звужуються. Цим досягається краще кровопостачання працюючих м`язів і видалення продуктів обміну.



Дихальна система

Дихальна система, так само як і серцево-судинна, на самому початку роботи виявляє значні зрушення в бік посилення своєї діяльності. Підвищення вентиляції, так само як почастішання пульсу, може мати місце в порядку умовного рефлексу і в дорабочей період. Величина легеневої вентиляції, і характер дихання залежать як від індивідуальних особливостей, так і від ступеня тренованості людини.

У спокої число подихів у хвилину становить від 8 до 22, а легенева вентиляція - 4-10 л / хв. При роботі споживання кисню збільшується в 10-15 разів. Вентиляція при виконанні важкої роботи може досягати за рахунок почастішання дихання (30-40 разів на хвилину) і збільшення глибини вдиху (40-60 л / хв.). У тренованих людей збільшення легеневої вентиляції здійснюється головним чином за рахунок посилення глибини дихання.

Кількість кисню в хвилину, необхідне для повного окислення продуктів розпаду, носить назву кисневий запит, максимальне ж кількість кисню, яку організм може отримати в хвилину, - кисневий стелю.

Зазвичай кисневий стелю при виконанні фізичної роботи у нетренованих людей становить близько 3 л / хв., А у тренованих може досягати 4-5 л / хв.

Важливо зауважити, що споживання кисню на початку роботи зростає і тільки через 2-3 хв. встановлюється на певному рівні, тобто настає його стійке стан.

Спочатку робота проводиться при неповному задоволенні кисневого запиту, внаслідок чого накопичується кисневий борг. Це пояснюється тим, що енергетичні процеси в м`язі при скороченні її відбуваються миттєво, а доставка кисню збільшується не відразу. І тільки коли доставка кисню відповідає кисневого запиту, настає стійкий стан споживання кисню.

Кисневий борг, що утворився на початку роботи, повністю погашається вже після припинення роботи, в період відновлення. Це стосується роботи легкої і середньої тяжкості. При важкій роботі споживання кисню весь час зростає аж до досягнення кисневого стелі. Якщо кисневий запит при роботі перевищує кисневий стелю, то настає так зване помилкове стійке стан-при цьому споживання кисню відображає лише кисневий стелю, а не справжню потребу в кисні. Відновлювальний період при цьому значно подовжується.

Відновлення споживання кисню ще не означає відновлення всіх функцій організму. Навпаки, інші функції, що залежать від стану серцево-судинної, дихальної та інших систем, ще чимало часу не досягають свого вихідного рівня.



зміни крові

При виконанні м`язової роботи в крові можна відзначити деякі характерні явища. При важкій фізичній роботі відзначається збільшення числа еритроцитів, підвищення кількості гемоглобіну і деяке підвищення в`язкості крові, кількість лейкоцитів може збільшитися в три рази. Зростає в цілому маса циркулюючої в організмі крові за рахунок виходу її з депо - селезінки, печінки, шкіри. Аналогічно лейкоцитоз розвивається головним чином за рахунок виходу нейтрофілів і лімфоцитів з депо. Число лейкоцитів може досягати 15-20 • 109 / л. Через 1-2 год після важкої роботи можливий вторинний лейкоцитоз за рахунок посилення кровотворення і надходження в кров нейтрофілів.

З біохімічних змін крові звертає на себе увагу динаміка вмісту цукру (глюкози). Зазвичай в стані спокою вміст глюкози в крові становить 4,4-4,95 ммоль / л. На початку роботи кількість глюкози в крові збільшується, що пояснюється умовно-рефлекторними впливами. При виконанні звичної роботи, особливо тренованим людиною, вміст глюкози в крові дещо зменшується, потім дещо підвищується і тримається приблизно на одному рівні, внаслідок того, що підвищується вихід цукру з печінки.

Виражене зниження вмісту глюкози в крові настає при виконанні важкої і тривалої роботи. Рівень глюкози нижче 3,3 ммоль / л свідчить про важку роботу і недостатній тренованості.

Падіння рівня цукру під час роботи потрібно розцінювати як несприятливий факт (виснаження або недостатня мобілізація вуглеводних ресурсів). Практичне значення цього може полягати в рекомендації перерви в роботі для прийому їжі.

При виконанні робіт різної тяжкості відзначається зміна змісту в крові молочної кислоти: якщо в нормі її міститься 1,1-2,8 мкмоль / л, то при дуже важкій роботі - 5,6-6,7 мкмоль / л. Робота легка або середньої тяжкості не викликає накопичення молочної кислоти, так як вона встигає окислюватися і ресинтезувати.

Тривалі фізичні зусилля помірної складності викликають тільки початкове підвищення вмісту молочної кислоти в крові. Різке підвищення вмісту молочної кислоти спостерігається при важких роботах, вироблених в умовах кисневої заборгованості. Підвищення вмісту молочної кислоти супроводжується одночасним падінням резервної лужності крові. Лужний резерв крові є показником здатності крові зв`язувати кислі продукти. При короткочасної інтенсивної роботі відзначається зниження лужного резерву. При цьому, чим більше зміст молочної кислоти, тим нижче показник лужного резерву.

Необхідно також відзначити, що в результаті підвищення концентрації водневих іонів може прискорюватися дисоціація оксигемоглобіну, збільшуватися напруга кисню в плазмі крові і швидкість його переходу в тканини. Завдяки цьому при роботі значно підвищується коефіцієнт утилізації кисню, особливо у тренованих осіб.

Особливу роль в судинної регуляції грають продукти обміну (гістамін, аденіловая кислота, ацетилхолін), а також адреналін, звужує судини внутрішніх органів, і антидіуретичний гормон (вазопресин), що діє на артеріоли і капіляри.

Зміст в крові вуглекислого газу залежить від вмісту в ній катіонів та інтенсивності легеневої вентиляції: в спокої в артеріальній крові його зміст становить 44,6-54,7, в венозної - 48,3-60,4 об`ємних відсотків.

При виконанні роботи вміст вуглекислоти в крові зменшується. Це обумовлено зв`язуванням вуглекислого газу катіонами і вимиванням з крові при гіпервентиляції.



Температура тіла

Під час роботи відбувається зміна температури тіла. При виконанні деяких видів важкої м`язової роботи вона може доходити до 38,5-39,3о.

При інтенсивної розумової роботи може підвищуватися температура шкіри голови.

Зростання теплопродукції в працюючих м`язах супроводжується збільшенням тепловіддачі через розширюються судини шкіри і шляхом випаровування поту.

У той же час як невелике підвищення температури тіла при роботі є сприятливим фактором, що стимулює обмін речовин, тканинне дихання, поліпшує умови утилізації кисню, значне підвищення її при роботі не можна визнати сприятливим. При цьому відбувається посилений розпад білкових з`єднань, погіршуються умови роботи серцево-судинної системи, нервових центрів, значно збільшується витрата енергії на зовнішню роботу, посилюється потовиділення, змінюється водно-сольовий режим організму (особливо при роботі в гарячих цехах або при виконанні важкої фізичної роботи) . При цьому значне підвищення діяльності потових залоз може знижувати видільну функцію нирок. Для поповнення влагопотерь робітники, які виконують важкі фізичні роботи, повинні випивати більшу кількість рідини, ніж при легких роботах (до 4-5 л за зміну).

Слід зазначити, що при важкому фізичному навантаженні можливо гальмування секреції і моторної функції шлунка, а також уповільнення переварювання і всмоктуваності їжі.lt; lt; ПопереднєНаступна gt; gt;

Увага, тільки СЬОГОДНІ!