Файл: Кафедра нормальной физиологии.pdf

Утомление сопряжено с определенными изменениями, возникающи- ми как в эфферентном, так и в центральном звене функциональной сис- темы трудовой деятельности. В историческом плане первыми были раз- работаны теории утомления периферического звена. Теория Шиффа связывала развитие утомления с недостаточностью энергетических за- пасов — гликогена, жирных кислот (теория истощения). Теория Фер- ворна связывала развитие утомления с недостатком кислорода (теория удушения). Пфлюгер объяснял утомление появлением в мышцах мо- лочной кислоты или токсинов утомления (теория засорения). Совре- менные исследования дают основание считать, что все вышеизложен- ные причины утомления могут иметь место при напряженной физиче- ской работе. В результате в мышцах может наблюдаться процесс ра- зобщения электромеханического сопряжения, когда возникающий по- тенциал действия не передается на цистерны саркоплазматического ре- тикулума через Т-систему, что препятствует выходу ионов Са и началу взаимодействия актина и миозина.
При работе малой и средней мощности утомление развивается в цен- тральном звене — в синапсах спинальных центров работающих мышц, а также в клетках коры больших полушарий, формирующих произволь- ные (рабочие) движения.
Развитие торможения двигательных нейронов связано с их высокой функциональной активностью и обусловлено:
• выраженным потоком афферентных импульсов от проприорецеп- теров, от рецепторного аппарата суставов и сухожилий;
• потоком афферентных импульсов от хеморецепторов при измене- нии концентрации субстратов ( глюкозы, гликогена) и метаболитов
(молочной кислоты);
• физико-химическими параметрами крови: гипоксемией, накопле- нием молочной кислоты, снижением концентрации глюкозы;
• «истощением» резервов висцеральных систем, задачей которых является вегетативное обеспечение работающих мышц.
Одновременно на эти же нейроны действуют метаболиты из рабо- тающих мышц, снижая их лабильность. Сочетанное действие этих фак- торов приводит к угнетению активности нейронов коркового отдела двигательного анализатора. Развитие торможения в центральных меха-
66

низмах управления приводит к существенным сдвигам в состоянии ре- гуляторных систем на периферии, в эффекторах.
В процессе адаптации к физической работе происходят изменения и в эффекторах, и в центральных механизмах управления движением. Так, например, в мышцах увеличивается количество митохондрий, повыша- ется активность ферментов, участвующих в гликолизе. В центральной нервной системе ускоряются процессы передачи возбуждения в опреде- ленных нервных путях («проторение пути»), в результате чего упрочи- ваются двигательные навыки (рабочие движения), улучшается коорди- нация двигательных актов. Эти процессы одновременно отодвигают сроки развития утомления.
Механизмы утомления при умственной работе во многом сходны с таковыми при работе физической. В обоих случаях лимитирующим зве- ном является утомление в центральных механизмах, которые могут быть общими для физического и умственного труда. Поэтому физиче- ское и умственное утомление существенно влияют друг на друга. При физическом утомлении умственная деятельность мало продуктивна, равно как при умственном утомлении снижается физическая работоспо- собность, поскольку в обоих случаях имеет место существенное эмо- циональное напряжение, сопровождаемое сходными вегетативными сдвигами.
Таким образом, различия между умственным и физическим утомле- нием имеют относительный характер. Поэтому много общего и в мето- дах профилактики утомления при различных видах труда.
9. Отдых и профилактика утомления
Труд и отдых — две стороны единого процесса жизнедеятельности организма. Отдых — состояние покоя или такого вида деятельности, ко торое снимает утомление и способствует восстановлению работоспо- собности. Еще И.М. Сеченов установил, что деятельность одних мы- шечных групп или конечностей способствует устранению утомления в других мышечных группах, возникающего при их работе. Это явление получило название активный отдых.
Активный отдых — это отдых, заполненный каким-либо видом дея тельности, отличным от выполняемого труда. При утомлении легкой
67

или средней степени смена работы приводит к более быстрому и пол- ному восстановлению работоспособности по сравнению с отдыхом в покое. Активный отдых используется и при умственном труде. Смена напряженной интеллектуальной деятельности другим ее видом или лег- ким физическим трудом приводит к быстрому снятию утомления, ис- чезновению ощущения усталости.
Механизмы активного отдыха согласно одной из гипотез связаны с явлениями индукции в нервных центрах: активные центры, управляю- щие деятельностью, используемой в качестве активного отдыха, «наво- дят», индуцируют и углубляют процессы торможения в утомленных центрах, чем способствуют более быстрому восстановлению их функ- циональных возможностей. Согласно другой гипотезе эффекты актив- ного отдыха развивается в результате дополнительной афферентации от новых групп рецепторов, посредством чего повышается общий тонус
ЦНС и ускоряются восстановительные процессы. В профилактике раз- вития утомления, снижении его глубины большая роль принадлежит рациональной организации труда и отдыха, учитывающей специфику работы. Так, прекратив физическую работу, человек сразу выключается из трудового процесса, а потому достаточно эффективными могут ока- заться приемы пассивного отдыха, особенно при тяжелом физическом труде.
При умственной работе мозг склонен к инерции, продолжению мыс- лительной деятельности в заданном направлении. После окончания ра- боты «рабочая доминанта» полностью не угасает, что вызывает более длительное утомление ЦНС, чем при физическом труде.
Правильная организация труда и отдыха включает внутрисменные перерывы на отдых, внесменные виды работы, сменность работы и по- следовательное чередование рабочих смен, ограниченность одной сме- ны работы периодом не более в 7-8 часов. Более продолжительные сме- ны сопровождаются ростом заболеваемости работников. Двусменная работа не вызывает существенных отклонений в состоянии здоровья и работоспособности. При трехсменной работе после ночной смены отме- чены более глубокие сдвиги работоспособности по сравнению с утрен- ней и вечерней - могут развиваться десинхронозы.
68

Внутрисменный отдых включает в себя три вида. Микропаузы —
промежутки между отдельными операциями или их элементами. Про- должительность каждой микропаузы 1 — 2 секунды, в общем бюджете рабочего времени сумма всех микропауз не должна превышать 7-10 %.
Во время микропауз создаются условия для кратковременного отдыха, препятствующего развитию глубокого утомления. Отсутствие микропа- уз неблагоприятно сказывается на работоспособности человека.
Макропаузы — перерывы на отдых продолжительностью 5-10 мин и больше. Длительность макропауз определяется интенсивностью вы- полняемой работы: чем она больше, тем длительнее макропаузы. Вме- сте с тем, при легком физическом труде макропаузы более 10 минут снижают «рабочую доминанту» и требуют дополнительного времени для врабатывания. Как правило, макропаузы являются регламентиро-
ванными (разрешенными), предусмотренными регламентом производ- ства. Их эффективность в плане поддержания высокой работоспособно- сти больше по сравнению с нерегламентированными. В период макро- пауз может быть организован активный отдых, например, в виде произ- водственной гимнастики.
Обеденный перерыв не входит в общий бюджет рабочего времени, по его наличие необходимо для полноценного восстановления работо- способности. Продолжительность обеденного перерыва должно состав- лять не менее 30 минут. Это время может быть заполнено не только приемом пищи, но и различными видами пассивного и активного отды- ха.
Большую роль в поддержании высокой работоспособности играет
функциональная музыка, создающая у работника определенный эмо- циональный настрой. Перед началом работы с целью улучшения про- цессов врабатывания используют встречную музыку — энергичные ритмичные, мажорные произведения типа маршей. В период спада ра- ботоспособности на время макропауз или обеденного перерыва вклю- чшотся мелодичные, ненавязчивые популярные мелодии и песни с мяг- ким и ясным музыкально-ритмичным рисунком в спокойном темпе. Та-
КЧ1Я музыка снимает утомление, способствует восстановлению работо- способности.
69

Предфинальная музыка, транслируемая в последний час работы, по содержанию сходна с музыкой для предупреждения и снятия утом- ления.

Финальная музыка, транслируемая после окончания работы, по времени и содержанию совпадает со встречной музыкой.
Работоспособность человека в значительной мере определяется про- цессами восстановления, протекающими на разных этапах жизнедея- тельности.
10. Восстановление
Восстановление — процесс возвращения показателей гомеостаза и структурных элементов организма к исходному состоянию после пре- кращения работы, в течение которого устраняются продукты интенсив- ного обмена веществ (Рис. 14).
Восстановление исходного состояния происходит по принципу са- морегуляции. При этом наблюдается гетерохронизм, т.е. функции раз- личных систем организма восстанавливаются не одновременно. После работы средней тяжести величина потребления кислорода возвращается к исходному уровню раньше, чем снижается до нормы концентрация
70

молочной кислоты в крови, а восстановление уровня резервной щелоч- ной крови затягивается на более долгий срок,
Процессы восстановления энергетических ресурсов в самой скелет- ной мышце также протекают гетерохронно. Например, содержание
АТФ возвращается к исходному уровню через несколько секунд или минут, креатинфосфат восстанавливается несколько медленнее, для достижения исходного уровня гликогена требуется уже десятки минут, а иногда — несколько часов, содержание белков восстанавливается ещё позже. Гетерохронизм восстановительных процессов выражен тем бо- лее ярко, чем тяжелее были функциональные нагрузки.
Различают предрабочее, текущее и послерабочее восстановление.
Предрабочее восстановление. Перед совершением работы в организме наблюдаются процессы, направленные на организацию регуляторных механизмов и предрабочую мобилизацию функций, а также накопление энергетических резервов. Эти изменения возникают по механизму ус- ловного рефлекса в период предстартового состояния и характеризуют
«предупреждающую готовность» (по А.А.Ухтомскому).
Текущее восстановление происходит во все периоды функциональ- ной активности, обеспечивая развертывание функций в период враба- тывания, сохранение работоспособности в ходе работы и отдаление сроков развития утомления. Оно осуществляется при взаимодействии пейрогуморальных механизмов регуляции и саморегуляции клеточных обменных процессов и синтеза белка Так, например, гипоталамус обес- печивает развитие процессов восстановления в работающих органах и тканях за счет нейроэндокринных механизмов, мобилизующих функции гипофиза, надпочечников и других эндокринных желез. Особенно важ- но адаптационно-трофическое влияние симпатического отдела вегета- тишюй нервной системы, направленное на активацию работы скелет- ных мышц, внутренних органов, центральной нервной системы. Боль- шую роль в восстановительных процессах играет перераспределение кровотока, за счет чего увеличивается доставка к активно работающим органам и тканям кислорода, питательных веществ и ускоряется удале- ние конечных продуктов обмена.
Послерабочее восстановление обеспечивает возвращение физиче- ского статуса организма или его органов к исходному состоянию после
71

рабочей нагрузки. Важное значение в развитии послерабочего восста- новления имеет состояние центральной нервной системы. Показано, что в ЦНС после прекращения работы отмечается наличие «остаточного» или «послерабочего» возбуждения, проявляющегося в ускорении вре- мени и увеличении силы условных и безусловных рефлексов. У трени- рованных лиц это явление кратковременно или отсутствует полностью.
У нетренированных послерабочее возбуждение выражено ярко и зави- сит от тяжести выполняемой работы.
Послерабочее возбуждение сменяется периодом послерабочего вос- становительного торможения, характеризующегося ослаблением реф- лекторных реакций. Длительность и глубина послерабочего торможения также зависит от тяжести проделанной работы и степени тренированно- сти человека. После тяжелой физической работы послерабочее тормо- жение может развиваться сразу, минуя стадию послерабочего возбуж- дения.
Изучение динамики и механизмов развития послерабочего восста- новления имеет большое практическое значение, так как позволяет дать характеристики тяжести проведенной работы для данного лица, перено- симости ее человеком, длительности необходимого отдыха, влияния ра- боты на дальнейшее восполнение резервов организма, физической рабо- тоспособности.
Сверхвосстановление. При определенной подготовленности орга- низма через некоторое время после работы отмечается возникновение повышенной работоспособности. Схематическое изображение динами- ки восстановительных процессов приведено на рисунке. Аналогичное явление сверхисходного восстановления функций наблюдается и в от- дельных функциональных системах и органах. Сверхвосстановление бывает наиболее ярко выраженным после интенсивного функциониро- вания системы или органа. Биохимические исследования восстанови- тельных процессов в скелетных мышцах животных подтверждают фаз- ное их течение. Восстановление содержания в мышце гликогена, креа- тинфосфата, белков происходит с периодом избыточного восстановле- ния. Наличие периода сверхвосстанвления служит определенным фак- тором надежности, обеспечивающим готовность организма к после- дующей деятельности.
72

Рациональная организация труда и отдыха обеспечивает сохранение устойчивой работоспособности человека на протяжении длительных сроков, снижение заболеваемости.
Оценка физической работоспособности проводится с помощью специальных тестов. В последние десятилетия наибольшее распростра- нение получили такие, как Гарвардский степ-тест и PWC-170. Помимо этих методик, в условиях реального производства используют оценку работоспособности по производственным показателям. Психофизиоло- гические методы включают в себя исследование функций зрительной и слуховой сенсорных систем, динамометрию, вариационную пульсомет- рию, применение тестов на внимание, память, мышление. Эти методы разнообразны и их набор в каждом конкретном случае определяется ус- ловиями труда и задачами исследования.
Вопросы для проверки усвоения материала
1. Что является системообразующим фактором в функциональной системе трудовой деятельности?
2. Перечислите стадии центральной организации функциональной системы трудовой дея тельности.
3. Какие показатели используют для характеристики трудовой дея- тельности?
4. Назовите главные различия между физическим и умственным тру- дом.
5. Что такое функциональное состояния с позиций психофизиологии и комплексного подхода?
6. Каковы механизмы регуляции функционального состояния?
7. Какую роль в организации и осуществлении трудовой деятельности играют эмоции?
8. Что такое стресс?
9. Назовите стадии развития стресса.
10. Перечислите виды стресса .
11. Какие системы мозга относят к стресс-реализующим?
12. Какие системы мозга относят к стресс-лимитирующим?
13. Какие изменения в деятельности функциональных систем организ- ма характерны для разных стадий стресса?
73