Главная Прочие дисциплины Фізіологія і психологія праці - Крушельницька Я.В.

Фізіологія і психологія праці - Крушельницька Я.В.

4.4.Реакції серцево-судинної системи працівника на трудові навантаження

Серцево-судинна система та показники її діяльності

Трудова діяльність, супроводжуючись певними затратами енергії, вимагає збільшення інтенсивності окислювальних процесів, що, у свою чергу, відбивається на показниках гемодинаміки, стані серця і кровоносних судин працівника. Саме з кровотоком надходять до всіх органів і тканин працюючого організму необхідні поживні речовини і кисень. Одночасно в кров виділяються з тканин продукти обміну та вуглекислота. Ці процеси складають транспортну функцію крові. Кров виконує також терморегуляторну (підтримання постійної температури тіла), захисну (білі кров’яні тільця поглинають мікроби, що потрапили в організм) і гуморальну (розносить по всьому тілу гормони, які посилюють або послаблюють діяльність різних органів) функції.

Відповідно до важкості роботи та факторів зовнішнього середовища в організмі працівника збільшується кровопотік, мірою якого є хвилинний об’єм крові, тобто кількість крові, яка проходить через систему кровообігу за одну хвилину.

Збільшення хвилинного об’єму крові досягається за рахунок двох механізмів пристосування серцево-судинної системи до умов роботи:

• посилення діяльності серця;
• розширення капілярів.

Діяльність серця посилюється збільшенням частоти скорочень серця за одиницю часу, тобто збільшенням пульсу, а також шляхом збільшення ударного об’єму серця. Ударний об’єм — кількість крові, яка виштовхується в судини за одне скорочення.

У стані спокою частота пульсу у людини становить 60—80 ударів за хвилину, ударний об’єм — 50—80 мл, а хвилинний об’єм крові — 5—6 л.

Під час інтенсивної роботи частота пульсу може зростати до 180—240 ударів за хвилину, ударний об’єм крові — до 100—150 мл, а хвилинний об’єм — до 20—30 л. Доведено, що перевищення частоти пульсу при роботі понад 150—190 ударів за хвилину є малоефективним, оскільки при цьому зменшується ударний об’єм. На частоту пульсу, крім м’язових зусиль, впливають рівень емоційних реакцій, робоча поза, температура навколишнього середовища. Так, у робочій позі стоячи частота пульсу працівника може бути на 10—15 ударів за хвилину більшою, ніж в позі сидячи (80—90 замість 70—75). При температурі 25—30 °С частота пульсу також зростає на 10—15 ударів за хвилину.

При важкій фізичній роботі, особливо в несприятливих умовах теплового перегрівання, частота пульсу у працівника може досягати 150 ударів за хвилину. 140—160 ударів за хвилину може досягати частота пульсу у працівників, які виконують напружену нефізичну роботу.

При вузьколокальних роботах, які виконуються кистю однієї руки, а затрати енергії малі, збільшення частоти пульсу буває дуже незначним. Це зумовлено тим, що в цих умовах не працює більша частина м’язів, а руховий апарат фіксується в певній позі, що зменшує кровопотік.

Дослідженнями також було встановлено, що при сидячій локальній одноманітній роботі пульс у працівників сповільнювався протягом робочої зміни в середньому на 6—12 ударів за хвилину [23]. Причинами цього є монотонія і низький рівень рухової активності. Отже, в різних видах праці спостерігаються як значне збільшення частоти пульсу при важкій роботі, так і сповільнення його у працівників, зайнятих сидячою локальною роботою. Разом з тим, при нефізичній праці для багатьох професій відмічається збільшення частоти пульсу у працівників, зумовлене емоційними факторами. Одночасно зі змінами частоти пульсу спостерігаються зміни ритму скорочень серця.

Показники пульсу залежать від індивідуального фізичного стану працівника, його віку і статі. За одних і тих самих навантажень частота пульсу у жінок в середньому на 10…15 ударів за хвилину більша, ніж у чоловіків. Фізично сильніша людина виконує аналогічну роботу з меншою частотою пульсу, ніж менш працездатна.

При фізичній роботі частота пульсу досить тісно корелює з показником споживання кисню, тобто затратами енергії (табл. 4.3).

Таблиця 4.3

ЧАСТОТА ПУЛЬСУ, СПОЖИВАННЯ КИСНЮ І ЗАТРАТИ ЕНЕРГІЇ У ПРОЦЕСІ ПРАЦІ

Частота пульсу досить адекватно відображає функціональне напруження організму не тільки під час фізичної, а й розумової та сенсорно напруженої праці. За показником «робочого пульсу» роботи поділяються на такі групи:

• дуже легкі — до 80 ударів/хв;
• легкі — 80—100 ударів/хв;
• середньої важкості — 100—120 ударів/хв;
• важкі — 120—140 ударів/хв;
• дуже важкі — 140—160 ударів/хв;
• надзвичайно важкі — 160—180 ударів/хв;
• виснажливі — понад 180 ударів/хв.

На думку багатьох учених-фізіологів, тривалість трудових операцій, які виконуються при частоті пульсу більш ніж 140 ударів за хвилину, не повинна перевищувати 6 годин на тиждень. Середньозмінна частота пульсу у працівників не повинна перевищувати 100 ударів за хвилину.

Аналогічно енергетичній вартості виконуваної роботи можна говорити про її пульсову вартість. Остання виражається сумою скорочень серця зверх рівня спокою за весь період роботи. Фізіологічними дослідженнями встановлено, що при виконанні роботи з кисневим запитом 1—4 л/хв зростання споживання кисню на 30 мл/хв збільшує пульс на один удар. Цілком зрозуміло, що пульсова вартість відбиває реакції організму на всі сторони виконуваної діяльності — обсяг роботи, емоції, зовнішнє середовище і т. ін.

Частоту пульсу під час виконання роботи можна вважати основним показником фізіологічного навантаження та ефективності фізіологічних затрат. Для цього досліджують динаміку частоти пульсу протягом робочої зміни. Якщо одну і ту ж роботу (операцію) робітник виконує з різною частотою пульсу в окремі періоди робочої зміни, то збільшення його свідчить про зниження ефективності фізіологічних затрат і зростання пульсової вартості роботи.

У процесі праці більша частина крові надходить у розширені судини працюючих м’язів. В органах, які не беруть участі в роботі, судини звужуються і кровопостачання зменшується. Так, якщо в стані спокою до скелетних м’язів надходить 25 % крові, то при легкій роботі — 45 %, а при дуже важкій — до 88 %. Кровопостачання серця при важкій роботі збільшується в чотири рази порівняно зі станом спокою.

Збільшення кровопостачання у працюючих м’язах супроводжується не тільки збільшенням кількості розкриття в них капілярів, але і зменшенням протидії руху крові. Проте останнє не повністю відповідає збільшенню кровопотоку, що призводить до підвищення в процесі праці артеріального тиску.

Артеріальний кров’яний тиск характеризується максимальним (систолічним) і мінімальним (діастолічним) тиском. У здорових працездатних людей мінімальний тиск під час роботи мало змінюється — зменшується або збільшується на 5—15 мм рт. ст.

Максимальний тиск підвищується до 150 і навіть 200 мм рт. ст. відповідно до потужності виконуваної роботи.

Різниця між максимальним і мінімальним тиском крові називається пульсовим тиском, а середня арифметична цих двох показників — середнім динамічним тиском. Фізіологічними дослідженнями встановлені такі типи реакцій серцево-судинної системи на навантаження:

• нормотонічний — одночасно зі збільшенням пульсу збільшується пульсовий тиск за рахунок виразного підвищення систолічного і помірного зниження діастолічного артеріального тиску;
• гіпертонічний — різке підвищення (200 мм рт. ст. і більше) систолічного тиску супроводжується значним збільшенням частоти пульсу, незмінністю або підвищенням діастолічного артеріального тиску;
• гіпотонічний (астенічний) — незначне збільшення систолічного артеріального тиску при значному зростанні частоти пульсу. Діастолічний артеріальний тиск підвищується, що зумовлює незмінність, а часто і зменшення пульсового тиску;
• дистонічний — значне зростання систолічного артеріального тиску при зменшенні діастолічного, що зумовлює різке збільшення пульсового тиску;
• ступінчаста реакція — безпосередньо після навантаження систолічний тиск менший, ніж на другій і третій хвилинах від-новлювального періоду, діастолічний тиск знижується, а частота пульсу зростає.

Найбільш сприятливою є нормотонічна реакція організму, за якої відмічається короткий відновлювальний період. Інші типи реакцій свідчать про погіршення функціонального стану серцево-судинної системи і порушення механізму регуляції кровообігу, а відновлювальний період тривалий та сповільнений. Несприятливими реакціями вважають зниження після навантаження систолічного тиску за умови різних варіацій у змінах діастолічного тиску, а також одночасне підвищення систолічного та діастолічного артеріального тиску.

Використовуючи показники артеріального кров’яного тиску, можна обчислити ударний (систолічний) об’єм крові, мл, працівника за формулою Старра:

Vc = 90,97 + 0,54 Pn – 0,57 Pg – 0,61 M,

де Рn — пульсовий тиск, мм рт. ст.; Рg — діастолічний (мінімальний) тиск, мм рт. ст.; М — вік, повних років.

Хвилинний об’єм крові Vхв розраховується як добуток ударного об’єму на частоту пульсу n:

Vхв = Vc n.

Для об’єктивнішої оцінки змін хвилинного об’єму крові працівника під час роботи вираховують так званий належний хвилинний об’єм крові, л:

де m — маса тіла, кг; h — зріст, см; k — коефіцієнт (0,162 для жінок; 0,167 для чоловіків).

Порівняння хвилинного об’єму крові під час роботи з належним дозволяє більш точно оцінити специфіку функціональних змін у серцево-судинній системі працівника, зумовлених дією різних факторів.

Різке зниження діастолічного тиску крові під час роботи або його підвищення і повільне повернення до вихідного рівня характеризується як несприятливий симптом. Свідченням недостат-ності серцево-судинної системи є також повільне відновлення до вихідних значень і систолічного тиску.