Физиология физического труда

Деятельность мышц приводит, как известно, к увеличению расхода энергии. В энергетическом балансе организма растет доля «рабочей прибавки». Добавочный расход энергии человеком во многом определяется характером его трудовой деятельности. Так, величина добавочного расхода энергии во время письма сидя составляет только (3,6—4,2)-10-² Вт (1,9—2,2 ккал/мин), а при плавании — (9—26,6)•10⁻² Вт (5—14 ккал/мин).

Непосредственным источником энергии для сокращающихся мышц является АТФ, запасы которой восстанавливаются за счет энергии распада глюкозы до молочной кислоты и окисления части молочной кислоты до двуокиси углерода и воды.

Для кратковременной работы используются энергетические ресурсы углеводов (расщепление гликогена и образование глюкозы как «топлива» для мышц).

При длительной физической работе энергия возникает в результате распада жира жировых депо организма, образования жирных кислот и окисления их до СO₂ и H₂O.

Максимально возможная продолжительность физической работы определяется ее интенсивностью, которая в свою очередь определяет уровень энергетических затрат (табл. 24).

Работающие мышцы нуждаются в усиленной доставке кислорода, глюкозы и других веществ. Необходимо и увеличение скорости выведения двуокиси углерода и других продуктов обмена.

Все это требует усиления функции сердечно-сосудистой системы и дыхания (табл. 25).

При напряженной физической работе образующаяся молочная кислота не успевает окислиться в момент самой работы. Окисление ее продолжается и после прекращения работы, что требует усиленного потребления кислорода. Образуется так называемый «кислородный долг», максимальная величина которого после очень тяжелой работы может достигать 15—20 л О₂.

В начале интенсивной физической нагрузки возникает период адаптации, при котором могут возникать чувство удушья, неприятные ощущения в дыхательных путях из-за недостаточно быстрого увеличения вентиляции легких. Затем эти явления проходят, но через 20—30 мин после начала работы может возникнуть «мертвая точка».

Указанные неприятные явления в этот момент выражены значительно сильнее и могут вызвать отказ от продолжения работы. Если усилием воли продолжать работу, то указанные явления проходят и наступает «второе дыхание». Физиологический смысл этого явления заключается в перестройке вегетативных функций, обеспечивающих продолжение работы.

Скорость наступления «второго дыхания» зависит от степени тренированности организма.

Не менее важна оценка состояния сердечно-сосудистой системы. Частота пульса в покое обычно тем меньше, чем выше степень тренированности (у хорошо тренированных спортсменов она достигает 40—50 в минуту).

Важными показателями являются скорость восстановления исходного ритма сердца после дозированной физической нагрузки, а также изменения ритма сердца, характера зубцов ЭКГ и величины поглощения кислорода в момент самой нагрузки при поэтапном увеличении величины нагрузки вплоть до максимальной (до отказа).

Интенсивная физическая работа требует изменения характера питания. Увеличенный расход энергии должен пополняться в основном за счет добавочного количества потребляемых углеводов и частично белков.

При расчете энергетического баланса организма следует учитывать, что лишь около 20 % генерируемой мышцей энергии расходуется на выполнение физической работы. Важное значение имеет также достаточное поступление витаминов и микроэлементов.

В повышении работоспособности и предупреждении утомления существенную роль играет минимизация усилий, затрачиваемых на поддержание позы тела, удержание инструмента, приборов и т. д. Иными словами, необходимо стремиться свести к минимуму величину статической работы мышц и максимально увеличить время их динамической деятельности.

Это достигается рациональной конструкцией рабочего места, сиденья, стола, станка, правильным набором и расположением инструментов. Все эти факторы (равно как и условия оптимального освещения, температуры, величины допустимого уровня шумов, вибрации, допустимых примесей химических веществ в атмосфере производственных помещений) являются предметом исследования гигиены труда.

Перестройка функций, происходящая при интенсивной мышечной деятельности, подробно описана в главах, посвященных физиологии мышц, крови, кровообращения, дыхания, пищеварения, обмена веществ, выделения и др.

Следует отметить, что по своей биологической природе организм человека приспособлен к весьма интенсивной мышечной деятельности.

Периодическая (динамическая) интенсивная физическая нагрузка является фактором, благоприятно действующим на нервную, сердечно-сосудистую, дыхательную и все другие системы организма, повышая состояние тренированности и резистентности (сопротивляемости) организма к действию ряда неблагоприятных факторов окружающей среды.

Современный труд все в большей мере становится механизированным. Кроме того, и жизнь в благоустроенных жилищах, оборудованных лифтами, водопроводом, канализацией, центральным отоплением и т.д., развитие бытовой механизации, механизированного транспорта и т. д. сводят затраты физического труда на производстве и в быту к очень низкому уровню, становящемуся опасным для организма.

Особенностью современных труда и жизни является резкое ограничение физической активности — гипокинезия, что требует специального рассмотрения.