Динамический, статический, умственный труд и изменения в организме

Лекция 4

1. Динамический, статический, умственный труд и изменения в организме

2. Энергетические затраты человека.

3. Оценка тяжести труда по энергозатратам

4. Тяжесть и напряженность труда

1. Динамический, статический, умственный труд и изменения в организме

Физическая работа требует значительной мышечной активности. Она подразделяется на два вида работы: динамическую и статическую.

Динамическая работа – процесс сокращения мышц, приводящий к перемещению груза, а также самого тела человека или его частей в пространстве.

Статическая работа связана с затратой человеком усилий без перемещения тела или отдельных его частей. Она характеризуется величиной удерживаемого груза (или прилагаемого усилия) и временем удержания его в статическом состоянии.

Динамическую физическую работу по объему задействованных мышц разделяют на общую, региональную и локальную. Работа, при которой в процессе трудовой деятельности задействовано более 2/3 мышц человека, называется общей, при участии в работе от 1/3 до 2/3 мышц человека (мышцы только корпуса, ног, рук) – называется региональной. При локальной физической работе задействовано менее 1/3 мышц (работа с клавиатурой – набор текста на компьютере).

Для выполнения работы нужна энергия, которая получается в организме как результат сложных химико-биологических реакций расщепления углеводов. В процессе физической работы в мышцах происходят окислительные процессы, требующие расхода кислорода. Тяжелые работы требуют больше энергии и, соответственно, больше кислорода. Для покрытия потребности в кислороде организм увеличивает объем легочной вентиляции за счет учащения дыхания и увеличения глубины дыхания. Кислород доставляется тканям с кровотоком, поэтому с увеличением физической нагрузки возрастает и объем кровотока за счет учащения сокращений сердца, повышения максимального артериального давления. Длительные физические усилия умеренной мощности вызывают повышение содержания молочной кислоты в крови, которое при тяжелых работах резко увеличивается. Молочная кислота увеличивает РН среды, что ускоряет переход кислорода из гемоглобина крови в ткани. Благодаря этому значительно повышается коэффициент утилизации кислорода, особенно у тренированных лиц. В организме могут также наблюдаться изменения водно-солевого обмена при работе в горячих цехах и другие изменения в органах и тканях.

Умственный труд объединяет работы, требующие преимущественного напряжения сенсорного аппарата, внимания, памяти, активации процессов мышления и эмоциональной сферы. При выполнении человеком умственной работы при нервно-эмоциональном напряжении может наблюдаться повышение кровяного давления, изменение электрокардиограммы (ЭКГ), учащение дыхания, увеличивается кровенаполнение сосудов мозга, но уменьшается кровенаполнение сосудов конечностей и брюшной полости. Отмечено, что в отличие от физической работы газообмен или совсем не изменяется или изменяется незначительно.

Установлено, что умственная работа тесно связана с работой органов чувств, в первую очередь зрения и слуха, и она более плодотворно протекает в условиях тишины. Легкая мышечная работа стимулирует умственную деятельность, а тяжелая, изнурительная работа, наоборот, понижает её, снижает качество. (Известно, что для многих представителей творческой умственной деятельности ходьба являлась необходимым условием успешного выполнения работы.). По окончании умственной работы утомление остается дольше, чем при физической работе.

2. Энергетические затраты человека.

Выполнение физической работы требует затрат энергии, которая выделяется в организме в процессе распада углеводов, белков, жиров и других органических соединений, содержащихся в продуктах питания. Совокупность химических реакций в организме человека называется обменом веществ. Для характеристики суммарного энергетического обмена веществ используют понятие основного обмена и обмена при различных видах деятельности.

Основной обмен характеризуется величиной энергетических затрат в состоянии полного мышечного покоя в стандартных условиях (при комфортной температуре окружающей среды, через 12-16 часов после приема пищи в положении лежа). Энергозатраты на процессы жизнедеятельности в этих условиях для человека массой 75 кг составляют 87 Вт. В положении сидя за счет работы мышц туловища затраты энергии превышают на 5 – 10% уровень основного обмена, в положении стоя – на 10-15%, при вынужденной неудобной позе – на 30-40%.

При окислении 1 г жира в организме высвобождается 39, а при окислении 1 г белка или углеводов – 18 кДж энергии. Эта энергия расходуется на совершение полезной работы и частично рассеивается в виде теплоты, нагревая тело человека и окружающую среду (кпд мышечных тканей человека – 40-60%).

При интенсивной интеллектуальной работе потребность мозга в энергии составляет 15-20% основного обмена (масса мозга составляет 2% массы тела). При этом потребление кислорода 100 г коры головного мозга оказывается в 5 раз больше, чем расходует скелетная мышца такого же веса при максимальной нагрузке.

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%.

Суточные энергозатраты человека (МДж) составляют:

Работники умственного труда ………………………….. . 10,5-11,7

Работники механизированного труда и сферы обслуж…. 11,3- 12,5

(медсестры, продавцы)

Работы средней тяжести (станочник, шоферы,хирурги)…12,5 – 15.5

Работники, выполняющие тяжелую работу (лесорубы,

грузчики, горнорабочие) ……………………………………16,3 – 18,0

С увеличением тяжести труда значительно возрастает потребление кислорода и количество расходуемой энергии (энергозатраты).

3. Оценка тяжести труда по энергозатратам

Уровень энергозатрат может служить критерием тяжести выполняемой работы. Определение энергетических трат может производиться методом прямой и непрямой калориметрии.

Метод прямой калориметрии состоит в непосредственном учете всей теплопродукции организма в калориметрической камере и является наиболее точным, но сложность устройства камер и их громоздкость ограничивают круг его применения.

Метод непрямой калориметрии - определение расхода энергии по газообмену – более прост и получил наибольшее распространение. Под газообменом понимают процессы поглощения организмом кислорода из вдыхаемого воздуха и выделение углекислого газа.

Принцип этого метода заключается в том, что пищевые вещества отдают свою энергию в результате окисления их в организме кислородом воздуха. Поэтому обмен энергии может быть вычислен по количеству кислорода, израсходованного на это окисление.

На практике это производится путем сбора выдыхаемого испытуемым воздуха в специальный резиновый мешок, отобранная из которого проба исследуется на газоанализаторе с целью измерения количества потребленного кислорода и выделенного углекислого газа, по которым рассчитывают дыхательный коэффициент (СО2/О2). По его величине определяют величину энергозатрат.

Физическая тяжесть работы определяется энергетическими затратами в процессе труда и подразделяется на следующие категории: легкие, средней тяжести и тяжелые физические работы.

Легкие физические работы подразделяются на категории 1а и 1б при которых затраты энергии составляют до 139 Вт, и 174 Вт соответственно. К ней относятся работы, проводимые сидя и сопровождающиеся незначительным физическим усилием (1 а) и работы, проводимые сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим усилием (1б)

Физические работы средней тяжести (категория II) подразделяются на категории 2а и 2б, при которых энергозатраты составляют 175 – 232 Вт (II а) и 233- 290 при категории II б. К этой категории относятся работы, связанные с постоянной ходьбой, перемещением мелких (до 1 кг) изделий в положении стоя или сидя и требующие определенных физических усилий (II а). К категории II б относятся работы, связанные с ходьбой, перемещением тяжестей массой до 10 кг и сопровождающиеся умеренным физическим усилием.

Тяжелые физические работы характеризуются расходом энергии более 290 Вт. К этой категории относятся работы, связанные с постоянными передвижениями, перемещением значительных (свыше 10 кг) тяжестей и требующие больших физических усилий.

3. Оценка тяжести и напряженности труда

Тяжесть и напряженность труда может оцениваться:

- по показателям физиологических систем организма работников, изменяющихся в течение рабочего дня (на основе проведения физиологических исследований, в числе которых и оценка потребления кислорода при выполнении физических работ). Этот метод трудоемок, требует значительных затрат времени и специально подготовленного персонала, применяется в основном при проведении научных исследований.

- по эргометрическим (от греч. эргон –работа, метрия–измеряю) показателям (измерение показателей массы, расстояния, количества наклонов и др., которые дают возможность определить количество выполненной работы).

Метод оценки по эргометрическим показателям прост, доступен и не требует применения квалифицированного персонала. В соответствии с этим методом результаты оценки выражаются в четырех классах тяжести и напряженности: - оптимальный (класс 1), допустимый (класс 2) и вредный (3 класс) с подразделением его на 3.1 и 3.2. В отдельных случаях при наличии высоких показателей может устанавливаться класс тяжести труда 3.3.

Основными показателями тяжести трудового процесса являются:

1. физическая динамическая нагрузка;
2. масса поднимаемого и перемещаемого груза вручную;
3. стереотипные рабочие движения;
4. статическая нагрузка;
5. рабочая поза;
6. наклоны корпуса;
7. перемещение работника в пространстве

Отнесение тяжести труда к оптимальному, допустимому или вредному классу по каждому их этих показателей производится на основе сравнения полученных при исследовании расчетных данных с данными оценочной таблицы.

Так, в соответствии с критериями оценки при региональной нагрузке (работа с преимущественным участием мышц рук и плечевого пояса) до 2500 кгм считается оптимальной (легкой), до 5000 кгм – допустимой (средней), а при превышении последней величины условия труда считаются вредными (тяжелый труд) трех степеней тяжести в зависимости от превышения. Оценка масс перерабатываемого груза позволяет отнести условия труда к оптимальным (до 15 кг), допустимым (до 30 кг) или вредным условиям труда 3.1 степени тяжести.

Напряженность труда

Оценка напряженности труда основана на анализе трудовой деятельности работника и ее структуры, которые изучаются путем хронометражных наблюдений в динамике всего рабочего дня. Все факторы (показатели) трудового процесса имеют качественную или количественную выраженность и сгруппированы по видам нагрузок: интеллектуальные, сенсорные, эмоциональные, монотонные, режимные нагрузки.

Наиболее легким считают умственный труд, в котором отсутствует необходимость принятия решения. Такие условия труда считаются оптимальными. Если же оператор работает и принимает решения в рамках одной инструкции, то такие условия труда относятся к допустимым. К напряженным условиям 1-й степени относят труд, который связан с решением сложных задач по известным алгоритмам или работой с использованием нескольких инструкций. Творческая деятельность, требующая решения сложных задач при отсутствии очевидного алгоритма решения, относится к напряженному труду 2-й степени (3.2).

По такому же принципу производится оценка напряженности труда по показателям, характеризующим сенсорные, эмоциональные, монотонные и режимные нагрузки конкретного работника.

Результаты оценки условий труда работника по показателям тяжести и напряженности его труда используются в дальнейшем для рационализации трудового процесса, проведения оздоровительных мероприятий и предоставления льгот и компенсаций.

PAGE 5

Динамический, статический, умственный труд и изменения в организме