Безпека життєдіяльності - Цапко В.Г - 3.2.1. Працездатність людини

3.2.1. Працездатність людини

Працездатність — це функціональні можливості організму, які характеризуються кількістю та якістю виконаної роботи при максимальній її інтенсивності або тривалості.

Розрізняють працездатність людини неспецифічну (загальну) та специфічну, тобто здатність виконувати певний вид діяльності.

Працездатність людини зумовлена станом здоров'я, віком, статтю та рівнем функціонального стану всіх систем організму. Оцінюють її часто за виробничими показниками (час виконання операції, кількість робочих рухів за одиницю часу, тривалість мікропауз, наявність браку в роботі тощо). Проте слід пам'ятати, що на ці показники впливають фактори, пов'язані з організацією трудового процесу (механізація та автоматизація, конструкція обладнання, режим праці та відпочинку, устаткування робочого місця тощо). Тому найбільш інформативними є показники функціонального стану ЦНС, ССС, ДС, системи крові, м'язової тканини, ендокринних органів тощо.

Зміна працездатності протягом робочого дня проходить три стадії (див. рис. 3.3). Перша називається стадією втягування у роботу, яка полягає в переході функціональних систем організму до робочого стану і характеризується підвищенням працездатності. Початок будь-якої роботи проходить за умов нестачі кисню, оскільки органи дихання та серцево-судинна система ще не досягли робочого рівня і не постачають робочі органи достатньою кількістю кисню. Для забезпечення необхідного рівня активності вегетативних функцій також потрібен час. Крім того, перехід організму із стану спокою у діяльний стан супроводжується налагодженням координаційних зв'язків між нервовими центрами та робочими органами функціональної системи.

Слід зазначити, що у механізмі фізіологічних змін на стадії втягування в роботу визначальна роль належить умовним рефлексам, які входять до складу робочого динамічного стереотипу і здійснюються під впливом таких подразників, як час початку робочого дня, умови для роботи, шум обладнання, яке працює, тощо.

Система умовних рефлексів, які передують роботі, називається запобіжною іннервацією. Значення її полягає у полегшенні втягування у роботу.

Зовнішнім проявом стадії втягування у роботу є підвищення продуктивності, зниження часу виконання операцій, збільшення швидкості робочих рухів. Фізіологічні зміни характеризуються підвищенням працездатності, обмінних процесів, підсиленням процесу збудження в ЦНС, активізацією діяльності ССС та ДС.

Друга стадія динаміки працездатності протягом робочого дня називається стадією стійкої працездатності, яка характеризується високим постійним рівнем. Рухові та сенсорні функції характеризуються відносною стабільністю. Рівень коливань окремих функцій становить В—16 % для рухового і сенсорного апарату, 20—30 % — для ССС і ДС.

Рис. 3.3. Динамічна працездатність токаря ремонтної майстерні з урахуванням психофізіологічних функцій:

А — зорово-моторна реакція; Б — координація рухів; В — крива працездатності; а — стійка працездатність; б — низька працездатність на стадіях утягування в роботу та розвитку втоми.

Стадія стійкої працездатності замінюється стадією її зниження внаслідок розвинення втоми (третя стадія — стадія розвинення втоми). При цьому знижується продуктивність праці, з'являється суб'єктивне почуття стомленості. Прояв утоми може настати вже в першій половині робочого дня. Протягом обідньої перерви працездатність може відновитись цілком або частково, залежно від організації перерви. Відновлення роботи після перерви супроводжується розвитком стадії втягування у роботу, яка змінюється стадією стійкої працездатності, що переходить у стадію розвинення втоми (див. рис. 3.3). Тривалість цих стадій та рівень, на якому встановлюється працездатність у першій і другій половинах робочого дня, відрізняються і часто характеризуються нижчою працездатністю та швидшим розвиненням втоми.

У кінці зміни в деяких випадках може спостерігатись невелике підвищення працездатності, яке одержало назву кінцевого пориву, внаслідок психологічного впливу, пов'язаного із закінченням роботи та майбутнім відпочинком.

Кожна стадія динаміки працездатності може змінюватись за тривалістю у великих межах залежно від характеру виконуваної роботи та умов, у яких вона проходить. Так, стадія втягування у роботу може становити 15—30 хв для легкої роботи та роботи середньої важкості, а може затягуватись понад 2,5 год при напруженій творчій, розумовій діяльності. При важкій та нераціонально організованій роботі стадія втягування у роботу може переходити у стадію втоми. При раціональній побудові режиму праці та відпочинку стадії втоми може не бути або вона може наставати лише в кінці робочого дня.

Працездатність людини може змінюватись відповідно до природних (біологічних) ритмів психофізіологічних функцій (добові, тижневі, місячні, річні). Так, протягом доби (добовий, або циркадний ритм) простежуються два періоди високого рівня фізіологічних функцій: між 8— 12-ю та 16—18-ю годинами.

Встановлено, що зона біоритмічного оптимуму для трудової діяльності має індивідуальні коливання. Так, більшість людей володіють більш високою працездатністю у ранковий час (ранковий тип, "жайворонки"). Проте є певний процент осіб, які мають високу працездатність увечері та вночі (вечірній тип, або "сови").

Протягом робочого тижня (рис. 3.4) спостерігаються низькі рівні працездатності у перші дні й особливо в останні (понеділок, п'ятниця, субота). Триваліші біологічні ритми (місячні, річні, сезонні) мають різні періоди коливання відносно різних функціональних навантажень (фізичних, емоційних та інтелектуальних) і відрізняються високою індивідуальністю. Дані про місячні, річні та багаторічні ритми мають практичний інтерес під час планування індивідуальної праці, наприклад у наукових працівників, працівників літератури, мистецтва, спортсменів.

При регламентуванні роботи трудового колективу вони можуть враховуватись під час організації тривалих експедицій.

Працездатність також може змінюватись під час навчання, тренування, внаслідок зміни характеру трудового процесу (впровадження нового обладнання, робочих меблів, засобів механізації та автоматизації тощо), факторів, які визначають стан зовнішнього середовища (шум, мікроклімат, вміст шкідливих речовин у повітрі робочої зови).

Втома — це стан, що спричинюється інтенсивною і тривалою роботою, характеризується тимчасовим зменшенням працездатності, виражається зниженням кількості та якості роботи і погіршенням координації робочих функцій.

Проблема втоми охоплює вирішення трьох кардинальних питань: а) з'ясування природи втоми (механізм та причини розвитку); б) діагностика втоми та оцінка працездатності; в) розробка заходів боротьби з утомою.

Рис. 3.4. Крива працездатності протягом тижня

Вивчення механізму розвинення втоми призвело до виникнення кількох теорій. Перша теорія втоми — гуморально-локалістична. На перших етапах дослідження втома розглядалась як процес, який відбувається у робочому органі (м'язі). Прихильники цієї концепції пояснювали зниження працездатності за рахунок виснаження енергетичних речовин, нестачі кисню або отруєння м'язової тканини продуктами обміну. Суть концепції отруєння полягала в тому, що метаболіти енергетичних процесів при накопиченні у м'язі, який працює, викликали отруєння, що призводило до зниження його працездатності. Деякі прихильники цієї концепції висували положення про вироблення у м'язі кенотоксинів, які отруюють організм та знижують його працездатність.

Гуморально-локалістична теорія базувалась на ретельно проведених дослідженнях і мала переконливі підтвердження в експериментальних умовах. Недоліком цих досліджень було те, що вони проводились на ізольованому нервово-м'язовому препараті без урахування особливостей організму в цілому і регулюючої функції ЦНС.

Діалектико-матеріалістичний світогляд школи російських фізіологів (І.М. Сєченов та його учні) визначив центрально-нервовий механізм утоми, згідно з яким утома розвивається у нервових центрах, насамперед кори великого мозку, які беруть участь у роботі.

Згідно з сучасними поглядами розвинення втоми здійснюється за механізмом рефлексів, збудником яких є зміни, що настають в органах, які працюють. Так, при інтенсивних силових навантаженнях, коли кисневий запит перевищує фактичне споживання кисню, робота м'язів здійснюється в анаеробних умовах на фоні гліколітичного фосфорилування. При цьому у м'язах накопичується велика кількість недоокислених продуктів. Утома в цих випадках виникає під впливом потужних доцентрових імпульсів від пропріо- та хеморецепторів м'язів та судин, які створюють умови для виснаження фізіологічного потенціалу у відповідних нервових центрах з подальшим розвитком у них гальмування.

Якщо фізичні навантаження помірні, кисневий запит, як правило, задовольняється, а продукти окислення накопичуються у незначній кількості. В цих випадках у виникненні втоми відіграє роль тривалість збудження кіркових центрів, які регулюють роботу м'язів та вегетативні функції, що призводить до виснаження енергетичних ресурсів у функціональній системі. В остаточному підсумку змінюється лабільність окремих ланок функціональної системи, яка бере участь у роботі, що призводить до затягування фізіологічного інтервалу перетворення імпульсів, дискоординації окремих функцій із зниженням діяльності всієї системи, яка працює. На основі вивчення особливостей прояву втоми в різних умовах трудової діяльності М.І. Виноградов виділив два типи втоми: втома з швидким розвитком, яка зумовлена виникненням центрального надпорогового гальмування, і втома з повільним розвитком, в основі якої лежить виснаження фізіологічних ресурсів усієї функціональної системи з розвитком охоронного гальмування.

Гальмування є одним з основних проявів втоми. Проте ототожнювати поняття гальмування і втоми не можна. Основою втоми є насамперед виснаження фізіологічного потенціалу, що і є збудником гальмування. Ю.В. Фольборт зазначав, що паралельно процесу виснаження в органі, який працює, вже у процесі роботи, а потім у період відпочинку починаються процеси відновлення. І чим більше виражений процес виснаження, тим інтенсивніше йдуть процеси відновлення, яким, у свою чергу, сприяє процес гальмування. При зростанні процесів утоми поглиблюються процеси гальмування і на певному етапі може настати їх виснаження, що проявляється, насамперед, уповільненням процесів відновлення.

Прояв утоми починається з порушення робочого динамічного стереотипу — знижується точність і швидкість робочих рухів, уповільнюється виконання операції та її окремих елементів, з'являються зайві рухи, помилки у роботі. В зв'язку з цим змінюються виробничі показники — знижується продуктивність, збільшується кількість браку, погіршується якість продукції.

Аналіз функціональних змін в ЦНС вказує на порушення силових відносин, розвинення фазових станів, подовження сенсомоторних реакцій, зниження пам'яті, уваги тощо. На ЕЕГ підсилюються β-ритми, з'являються і починають переважати повільні ритми. Відзначаються зміни м'язової сили, зниження витривалості, показників працездатності, порушення координації рухів. Спостерігається стимуляція діяльності судинно-рухового та дихального центрів, збільшення енерговитрат у зв'язку з накопиченням кислих продуктів обміну та необхідністю включатись до роботи додатковим групам м'язів. При втомі можуть статися зміни морфологічного та хімічного складу крові: збільшення кількості еритроцитів, лейкоцитів, вмісту метаболітів зниження основних резервів крові, вмісту глюкози, тиску кисню тощо.

Виробничі шкідливості можуть прискорювати та поглиблювати процес гальмування. Хімічні речовини, пил, несприятливий мікроклімат, виробничий шум, вібрація, ЕМП діапазону радіочастот, нераціональне освітлення негативно впливають на працездатність людини.

З утомою тісно пов'язаний стан перенапруження. Деякі дослідники розглядають стан втоми як початкову стадію перенапруження, не виключаючи можливості прямого виникнення перенапруження у різних структурах і органах, які беруть участь у трудовому процесі.

Термін "перенапруження" визначає несприятливий, граничний між нормою та патологією функціональний стан організму, який викликано надмірним за тривалістю або величиною навантаженням. Тривале перенапруження може викликати порушення здоров'я людини, виступаючи в ролі етіологічного фактора професійних форм захворюваності. Крім того, перенапруження може сприяти зниженню загальної реактивності організму, підвищенню неспецифічної захворюваності.

Однією з основних причин перенапруження апарату опори і руху є вимушена робоча поза. Незручні пози внаслідок перенапруження можуть викликати прояв остеохондрозу, розтягування та ослаблення міжхребцевих зв'язків, зміну нормальної конфігурації хребта, ослаблення м'язів черевного преса, тазового дна, ослаблення та деформацію склепіння ступні тощо. Поряд зі змінами в апараті опори та руху нераціональна робоча поза може спричинити перенапруження в системі периферичного кровообігу, виникнення варикозного розширення вен.

Перенапруження функціональних систем, які тривалий час забезпечують високий рівень інтенсивності та концентрації уваги, пам'яті, аналітичного мислення, може бути одним із суттєвих факторів ризику виникнення невротичних станів та захворювань. Те ж саме можна сказати про такі фактори, як монотонність, емоційне перенапруження тощо.

Перенапруженню та переходу його у захворювання сприяють хронічні або інфекційні захворювання, клімактеричний період, недостатня рухова активність, несприятливі фактори виробничого середовища тощо.

Розробляючи заходи цілеспрямованої профілактики втоми і перенапруження, дуже важливо встановити конкретні фактори трудового процесу, здатні викликати ці процеси, та оцінити їх рівень за критеріями оцінки важкості та напруженості роботи.

Фізіолого-гігієнічна проблема втоми та перенапруження, зважаючи на те, що вона пов'язана з працездатністю працюючих, а отже, з продуктивністю праці, є важливою соціальною проблемою. Тому боротьба з втомою та перенапруженням має проводитись комплексно, включаючи технічні, організаційні, гігієнічні та психофізіологічні заходи. Основними з них є такі: широка механізація та автоматизація виробничих операцій; організація раціонального режиму праці та відпочинку; оптимізація санітарно-гігієнічних умов праці; удосконалення робочих рухів та робочої пози; обладнання раціонального робочого місця та устаткування з урахуванням антропо-фізіологічних особливостей організму; правильне, раціональне виробниче навчання; послаблення несприятливої дії монотонності; заходи щодо запобігання гіподинамії; формування сумлінного відношення до праці в трудових колективах (усвідомлення корисності праці, сприятливий психологічний мікроклімат, широка гласність, матеріальна зацікавленість, змагання тощо); естетичне оформлення робочої обстановки; організація та проведення профвідбору та профорієнтації.