Ф. Енгельс писав, що труд створив саму людину. Вплив трудової діяльності на організм вивчає спеціальна галузь фізіології - фізіологія труда. Задача її - дослідити функціонування людського організму під час трудової діяльності, щоб науково обгрунтувати оптимальні для організму форми і методи організації труда, режими і навантаження з метою збереження високої працездатності і здоров'я людини.

Трудова діяльність сучасної людини є багатоплановою. Однак вона здійснюється зрештою за допомогою включення в роботу рухових апаратів організму-його скелетних м'язів. Тому важливим розділом фізіології труда є вивчення діяльності скелетних м'язів і регуляції цієї деятелвности. Робота м'язів вимагає значної витрати енергії і тому спричиняє зміну функцій сердечно-судинної системи, дихання і газообміну, обміну речовин, терморегуляції, видільних процесів. Крім цього, труд людини являє собою цілеспрямовану діяльність, що формується в процесі навчання, яке вимагає переробки величезної кількості інформації.

Вибір оптимальних умов трудової діяльності, необхідна конструкція інструментів, оснащення робочого місця (положення стола, сидіння, умов освітленості, температури), попередження шкідливого впливу додаткових виробничих чинників: шуму, вібрації, тиску, вогкості повітря, дія різних хімічних речовин і інших виробничих чинників з метою оздоровлення умов труда і профілактики професійних захворювань - займається спеціальна галузь науки гігієна труда. Дослідження в області гігієни труда спираються на дані фізіології труда. Обидві науки нерідко використовують в своїх дослідженнях одні і ті ж методическиеприеми.

Для оптимальної організації труда важливі дані науки, що вивчає психологічні аспекти трудової діяльності,- психології труда.

Надзвичайно важливе значення має системне дослідження фізіологічних функцій і діяльності людини в умовах сучасного виробництва. Таке дослідження здійснюється виниклою недавно наукою ергономікою (від греч. ergos - робота і nomos - закон). Задача ергономіки - пошук шляхів оптимізації знарядь, умов і процесу труда. Фізіологія труда представляє, таким чином, важливу частину ергономіки.

Крім загальної фізіології труда, існують і її спеціальні розділи, що вивчають різні види трудової діяльності: фізіологія фізичного труда, фізіологія розумового труда, фізіологія сільськогосподарського труда, авіаційна і космічна фізіологія, фізіологія підводних робіт, високогірна фізіологія, фізіологія людини в полярних широтах, в аридних зонах (пустелях) і т. д. Близької до цих розділів науки є фізіологія спорту, задача якої складається в тому, щоб розробляти оптимальні умови і режими тренування організму з метою досягнення високих спортивних результатів.

З всього цього великого кола проблем в справжньому розділі стисло освітлені ті загальні питання фізіології труда, які мають найбільше значення в умовах сучасного виробництва.

ФІЗІОЛОГІЯ ФІЗИЧНОГО ТРУДА

Діяльність м'язів приводить, як відома, до збільшення витрати енергії. У енергетичному балансі організму зростає частка «робочої надбавки». Додаткова витрата енергії людиною багато в чому визначається характером його трудової діяльності. Так, величина додаткової витрати енергії під час листа сидячи складає тільки (3,6-4,2)-Ю-2Вт (1,9-2,2 ккал/міна), а при плаванні- (9-26,6) - 10~2Вт (5-14 ккал/міна).

Безпосереднім джерелом енергії для м'язів, що скорочуються є АТФ, запаси якої відновлюються за рахунок енергії розпаду глюкози до молочної кислоти і окислення частини молочної кислоти до двоокису вуглеводу і води.

Для короткочасної роботи використовуються енергетичні ресурси вуглеводів (розщеплення гликогена і утворення глюкози як «палива» для м'язів).

При тривалій фізичній роботі енергія виникає внаслідок розпаду жиру жирових депо організму, утворення жирних кислот і окислення їх до С02і Н20.

Максимально можлива тривалість фізичної роботи визначається її інтенсивністю, яка в свою чергу визначає рівень енергетичних витрат (табл. 24).

Таблиця 24 Максимальна тривалість фізичної роботи при різних рівнях енергетичних витрат Рівень енергетичних витрат, Вт (ккал/міна) Максимально можлива прололжнтельносгь фізичної роботи

570-10" 2 (300) * Частка секунди

190-10^ 2 (100) * 5 з

45,5. Ш~ г (25) 300 з (5 мін)

28,5-10~ 2 (15) 1 ч

23,7-Ю 2 (12,5) 4 ч

19-10 2 (10) 10 ч

9,5-10" 2 (5) 2-3 дня

7,6-10-' (4) 10 днів

5,7-10 2 (3) Декілька місяців

4.7-Ю" 2 (2,5) Невизначено довгий час для здорової людини

3.8-10 2 (2) Неопред єлейний довгий час для всієї популяції

* Значення вилічувати по проробленій механічній роботі з обліком, що коефіцієнт корисної дії м'язів рівний 20 %

Працюючі м'язи потребують посиленої доставки кисня, глюкози і інших речовин. Необхідно і збільшення, швидкості виведення двоокису вуглеводу і інших продуктів обміну.

Все це вимагає посилення функції сердечно-судинної системи і дихання (табл. 25). Таблиця 25 Класифікація фізичної роботи по максимальних реакціях системи дихання і кровообігу Рівень активність Енергетична витрати МОД, л/иин ЧЛ в хвилину ДК ЧС в хвилину Концентрації молочної кислоти в крові, ммоль/л 1МГ%)

Ог. л /мін Вт (ккал/міна)

Спокій 0,25 2,3-10~ 2 (1,2) 0,83 1.1 (10)

Робота:

легка 0,75 6,6-10(3,5) 0,85 U (10)

помірна 14,2-10" 2 (7,5) 0,55 1.1 (10)

Важка робота:

оптимальна 2,0 19-Ю- 2 (10) 0,90 1,7 (15)

втомлива 2,5 23,7-10" 2 (12,5) 0,95 2,2 (20)

Інтенсивна ра

боти:

максимальна 3,0 28,5-10(15) 1,00 5,6-6,7

(50-60)

виснажуюча 3,0 28,5-10- 2 (15) 1.00 6,7 (60)

Примітка. МОД - хвилинний об'єм дихання; ЧД - частота дихання; ДК - дихальний коефіцієнт; ЧС - частота серцевих скорочень.

При напруженій фізичній роботі молочна кислота, що утворюється не устигає окислитися в момент самої роботи. Окислення її продовжується і після припинення роботи, що вимагає посиленого споживання кисня. Утвориться так званий «кисневий борг», максимальна величина якого після дуже важкої роботи може досягати 15-20 л 02.

На початку інтенсивного фізичного навантаження виникає період адаптації, при якому можуть виникати почуття задушення, неприємні відчуття в дихальних шляхах через недостатньо швидке збільшення вентиляції легких. Потім ці явища проходять, але через 20-30 мін після початку роботи може виникнути «мертва точка». Вказані неприємні явища в цей момент виражені значно сильніше і можуть викликати відмову від продовження роботи. Якщо зусиллям волі продовжувати роботу, то вказані явища проходять і наступає «друге дихання». Фізіологічне значення цього явища полягає в перебудові вегетативних функцій, що забезпечують продовження роботи. Швидкість настання «другого дихання» залежить від міри тренированности організму.

Міру тренированности визначають за допомогою ряду функціональних проб. Важливими показниками є рівень гемоглобіну в крові, величина життєвої ємності і максимальної вентиляції легких, тривалість довільної затримки дихання і інші проби, що характеризує функціональні можливості системи дихання, крові і інш.

Не менш важлива оцінка стану сердечно-судинної системи. Частота пульсу в спокої звичайно тим менше, ніж вище міра тренированности (у добре тренованих спортсменів вона досягає 40-50 в хвилину). Важливими показниками є швидкість відновлення початкового ритму серця після дозованого фізичного навантаження, а також зміни ритму сердци, характеру зубцов ЕКГ і величини поглинання кисня в момент самого навантаження при поетапному збільшенні величини навантаження аж до максимальної (повністю).

Інтенсивна фізична робота вимагає зміни характеру живлення. Збільшена витрата енергії повинна поповнюватися в основному за рахунок додаткової кількості споживаних вуглеводів і частково білків. (При розрахунку енергетичного балансу організму потрібно враховувати, що лише біля 20 % м'язом енергії, що генерується витрачається на виконання фізичної роботи.) Важливе значення має також достатнє надходження вітамінів і мікроелементів.

У підвищенні працездатності і попередженні стомлення істотну роль грає мінімізація зусиль, що затрачуються на підтримку пози тіла, утримання інструмента, приладів і т. д. Інакшими словами, необхідно прагнути звести до мінімуму величину статичної роботи м'язів і максимально збільшити час їх динамічної діяльності.

Це досягається раціональною конструкцією робочого місця, сидіння, стола, станка, правильним набором і розташуванням інструментів. Всі ці чинники (одинаково як і умови оптимального освітлення, температури, величини допустимого рівня шумів, вібрації, допустимих домішок хімічних речовин в атмосфері виробничих приміщень) є предметом дослідження гігієни труда.

Перебудова функцій, що відбувається при інтенсивній мишечной діяльності, детально описана в розділах, присвячених фізіології м'язів, крові, кровообігу, дихання, травлення, обміну речовин, виділення і інш.

Потрібно відмітити, що за своєю біологічною природою організм людини пристосований до вельми інтенсивної мишечной діяльності. Періодичне (динамічна) інтенсивне фізичне навантаження є чинником, сприятливо діючим на нервову, сердечно-судинну, дихальну і всі інші системи організму, підвищуючи стан тренированности і резистентности (опірність) організму до дії ряду несприятливих чинників навколишнього середовища. Сучасний труд все в більшій мірі стає механізованим. Крім того, і життя в благоустроенних житлах, обладнаних ліфтами, водопроводом, каналізацією, центральним опалюванням і т. д., розвиток побутової механізації, механізованого транспорту і т. д. зводять витрати фізичного труда на виробництві і в побуті до дуже низького рівня, що стає небезпечним для організму.

Особливістю сучасних труда і життя є різке обмеження фізичної активності - гипокинезия, що вимагає. спеціального розгляду.