Гигиена труда Основы физиологии труда Физиологические изменения сердечно-сосудистой системы при работе

Физиологические изменения сердечно-сосудистой системы при работе. Повышенный уровень обменных процессов в организме при работе обеспечивается усилением доставки кислорода в рабочие органы с одновременным удалением из них продуктов метаболизма.

При работе учащается пульс и возрастает ударный объем сердца, т. е. объем крови, выбрасываемый при каждом сокращении. Частота пульса с 70—75 ударов в минуту в покое может при работе возрасти до 100—120 ударов в минуту и больше, а ударный объем — с 50—60 до 100—150 мл. В результате увеличивается минутный объем сердца (произведение частоты пульса на ударный объем), который в покое колеблется от 3,6 до 6,8 л/мин, а при работе может возрасти в 5—6 раз.

Между интенсивностью работы и частотой пульса существует почти линейная зависимость. При легких работах частота пульса не превышает 90 ударов в минуту, а при тяжелых пульс может достигать 120—140 ударов в минуту. Поэтому тяжесть работы можно классифицировать по частоте пульса, что значительно доступнее, чем определение энерготрат. Однако при этом необходимо учитывать тренированность организма к физической нагрузке.

У нетренированных людей возрастание минутного объема сердца при работе в большей мере обеспечивается учащением пульса, у тренированных — увеличением ударного объема.
Сразу после прекращения работы частота пульса быстро снижается. В настоящее время имеются телеметрические (дистанционные) методы определения частоты пульса во время работы; если же о ней судят по пальпаторному методу, то определять ее нужно либо непосредственно во время работы, либо в первые 15 с после ее окончания.

Показателем работоспособности является не только величина учащения пульса, но также его стабильность. Резкие колебания частоты пульса служат проявлением недостаточного приспособления организма к условиям работы. Работоспособность характеризует и время восстановления частоты пульса: чем оно короче, тем лучше состояние организма.

При мышечной работе возрастает артериальное давление, причем больше максимальное. Это обусловливает увеличение пульсового давления — разницы между максимальным и минимальным артериальным давлением. Максимальное артериальное давление при работе может достигать 160—180 мм рт. ст. (21,3— 25 кПа) и выше. Восстановление артериального давления после работы происходит быстрее, чем пульса, и обычно заканчивается в течение 5—10 мин. При физической работе увеличивается кровоснабжение мышц, причем резко возрастает число раскрытых капилляров — до 20—30 раз по сравнению с уровнем покоя.

Регуляция сердечно-сосудистой системы при работе осуществляется при участии центра сердечной деятельности в продолговатом мозге, рефлексов с сосудистых рецепторов в артериях и венах, внутренних органах и мышцах. Деятельность сердца и тонус сосудов находятся под влиянием дыхательных движений, температуры крови, которая возрастает при работе. На нее оказывает влияние концентрация кислорода и углекислого газа в крови и таких гормонов, как адреналин, инсулин, ацетилхолин, вазопрессин, а также образующиеся при мышечной работе продукты метаболизма — углекислый газ, молочная и пировиноградная кислоты и др.

При умственной работе не наблюдается существенных сдвигов в кровообращении, в частности в кровоснабжении головного мозга. Наоборот, в связи с фиксированной позой и отсутствием движений имеется недостаточная мобилизация кровообращения. Исключением является эмоционально напряженный труд: волнение, нетерпение сказываются на состоянии сердечно-сосудистой системы и ведут к учащению сердцебиений, изменению ЭЭГ, повышению артериального давления. Так, у переводчиков но время синхронного перевода частота пульса в среднем составляла 100 ударов в минуту, возрастая временами до 160. У инженеров электронно-вычислительных машин, членов летного-экипажа при сложных полетах к концу рабочего дня наблюдаосуществляется на всех уровнях нервно-мышечной системы и является фазой компенсированного утомления. На ЭМГ наблюдается увеличение биопотенциалов мышц. Повышение уровня активации центральных структур нервно-мышечного синапса и коры большого мозга на этой стадии является основным механизмом мобилизации функциональных резервов для преодоления развивающегося утомления и продолжения работы.

При продолжении работы интенсивность ее уменьшается, нарастает субъективное ощущение усталости, развивается фаза декомпенсированного утомления. Она характеризуется снижением общего уровня активности центральной нервной системы (уменьшением скорости зрительно- и слухомоторной реакций, падением уровня внимания и др.), рассогласованием активности различных областей коры большого мозга. Снижение динамометрических показателей в этот период отражает падение сократительной способности работающих мышц. Могут наблюдаться дискоординация движений, замедление их темпа, что проявляется, например, в виде раскачивания корпуса при ходьбе после тяжелой работы, характерной походки усталого человека.

При развитии утомления нарушаются окислительно-восстановительные процессы в мышцах: распад сложных и играющих важную роль в процессе мышечного сокращения соединений (аденозинтрифосфат, креатинтрифосфат и др.) не компенсируется процессами ресинтеза. Это приводит к кислородной задолженности, повышению количества молочной кислоты в крови.
В случае быстрого развития сильного утомления резкое снижение интенсивности мышечной деятельности или ее прекращение обусловлено активным торможением со стороны центральной нервной системы.

При работе наблюдаются закономерные изменения работоспособности, определенная фазовость. Вначале имеет место стадия врабатываемости, когда в первые 30 мин — 11/2 ч работоспособность постепенно растет, достигая максимальных величин. После этого наступает стадия устойчивой работоспособности, продолжающаяся 11/2—3 ч. И, наконец, в первой половине рабочего дня перед обеденным перерывом, во второй — перед концом смены появляются признаки утомления, отмечается фаза снижения работоспособности.

Состояние утомления можно установить по ряду производственных и физиологических показателей.
Производственными показателями утомления являются снижение производительности труда и ухудшение его результатов. Для оценки динамики работоспособности в ряде случаев можно определить почасовую производительность труда, т. е. какое количество продукции изготовил рабочий в течение 1, 2-го и последующих часов смены. Если же рабочий выполняет отдельную операцию, то определяют время, затрачиваемое на ее выполнение в разные периоды смены. С этой целью проводят хронометражные наблюдения.

Однако даже в условиях развившегося утомления иногда в конце смены отмечается некоторый рост производительности труда, что объясняется «конечным порывом» — желанием быстрее закончить работу и эмоциональным подъемом в связи с окончанием смены.

Утомление может быть выявлено и по ряду физиологических показателей. Изменение длительности отдельных фаз движения в рабочем стереотипе, значительная вариабельность времени их выполнения, нарушение точности движения являются характерными признаками утомления. О нем свидетельствует чувство усталости при выполнении работы (если нет других причин, например отсутствия заинтересованности в труде, болезненного состояния), снижение мышечной выносливости, а иногда и силы, не соответствующие тяжести работы повышение частоты пульса, газообмена, изменения на ЭМГ и др. Для диагностики утомления используют и некоторые биохимические показатели: содержание в моче катехоламинов, кетостероидов, креатина, снижение уровня сахара в крови и др.