Тема 4. ОСОБЕННОСТИ АДАПТАЦИИ СИСТЕМ ОРГАНИЗМА К МЫШЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

  Транспортировка энергетических веществ и кислорода является важнейшей функцией жизнеобеспечения, принадлежащей вегетативным органам. Особенности этой функции связаны с двумя различными механизмами выработки энергии в мышцах — кислородным и безкислородным.
Эти механизмы называются производительностью энергии соответственно аэробной и анаэробной.
Аэробная производительность энергии заключается в способности мышцы вырабатывать энергию, когда организм и мышечная система не испытывают недостатка в кислороде. Величина этой способности определяется емкостью систем дыхания, кровообращения и крови по отношению к кислороду. Чем больше эта емкость, тем продолжительнее организм способен использовать во время мышечной работы большое количество кислорода, т. е. тем больше его аэробная производительность энергии.
Например, расстояние 400 метров можно пробежать за 44,5 секунды, но для такого бега необходимо 28 литров кислорода. Однако подсчитано, что за 44,5 секунды организм спортсмена- бегуна, имея совершенную систему дыхания, кровообращения и крови, может заимствовать из атмосферного воздуха, поглотить и доставить мышцам не более 3 л кислорода. Следовательно, для выработки энергии в мышцах не хватает 25 л кислорода. Вместе с тем, несмотря на недостаток 25 л кислорода, энергия при беге постоянно производится. Она вырабатывается с помощью другого механизма — анаэробной производительности.
Анаэробной производительностью энергии называется способность мышц вырабатывать энергию при отсутствии в них кислорода. Биохимические реакции, лежащие в основе этого механизма выработки энергии, имеют определенные особенности.

При отсутствии кислорода энергетические вещества (АТФ — аденозинтрифосфорная кислота, гликоген), содержащие очень большие запасы энергии, расщепляются не полностью. При этом образуются энергетически богатые промежуточные вещества (аденозиндифосфат, молочная кислота), которые в последующем подвергаются обратному синтезу. Энергия для него доставляется в процессе окисления части промежуточных продуктов анаэробного распада. Конечными продуктами такого окисления являются углекислый газ и вода.
Но для обратного синтеза промежуточных продуктов нужен кислород, которого не хватает во время совершения работы. Недостающее количество кислорода, названное кислородным долгом, организм потребляет после окончания работы. Это дополнительное количество кислорода затрачивается организмом на окисление промежуточных продуктов биохимических реакций, происходящих в мышце. Анаэробная производительность энергии измеряется величиной кислородного долга. Чем больше этот долг, тем больше анаэробная производительность энергии, т. е. выше способность организма выполнять интенсивную мышечную деятельность в условиях недостатка кислорода.
Значительное увеличение потребности в кислороде и энергетических веществах, вызванное переходом от состояния относительного покоя к выполнению трудовых приемов и операций, является причиной мобилизации функций легких, сердца, сосудов и многих других органов и систем организма. В спокойном и деятельном состоянии роль органов дыхания заключается в легочной вентиляции, т. е. в доставке к мелким легочным сосудам воздуха, богатого кислородом, и удалении из них воздуха с большим количеством углекислого газа.
Функция дыхания оценивается рядом показателей. Частота дыхания, т. е. количество дыхательных движений в одну минуту, в покое равняется 16-20, а при физической работе может увеличиться до 100. Объем одного дыхательного движения, т. е. объем воздуха во время одного вдоха или выдоха, в покое равняется 300-600 мл, а при мышечной работе может увеличиваться до 1200 мл.
Минутный объем дыхания (величина легочной вентиляции) определяется как произведение частоты дыхания на объем одного дыхательного движения. В покое минутный объем дыха
ния равняется 6-10 л, а при мышечной работе может увеличиваться до 100 л.
Регуляция дыхания и в покое, и во время работы осуществляется центральной нервной системой путем безусловнорефлекторной регуляции с помощью условных рефлексов.
Сердечно-сосудистая система передвигает кровь и тем самым транспортирует кислород, энергетические, питательные и промежуточные вещества к соответствующим органам и тканям. Движущей силой, заставляющей кровь течь по различным сосудам, является кровяное давление, точнее, разница в давлении, которая существует в начале (аорта) и в конце всех сосудов (крупные вены). Кровяное давление создается деятельностью сердца, нагнетающего кровь в аорту, сопротивлением кровотоку в мелких артериях и другими факторами.
Функция сердечно-сосудистой системы, так же как и функция дыхания, оценивается рядом показателей. Частота сердечных сокращений, т. е. количество сокращений сердца в одну минуту, определяется подсчетом ударов пульса, толчков сердца или с помощью электрокардиограммы. В покое частота сердечных сокращений равняется 60-80, а при работе может увеличиваться до 170. Ударный объем сердца — это объем крови, выбрасываемой сердцем в аорту во время одного сокращения. В покое ударный объем сердца равняется 65-70 мл, а при работе может увеличиваться до 150 мл. Минутный объем сердца, или кровоток, определяется как произведение частоты сердечных сокращений на ударный объем сердца. В покое минутный объем сердца равен 4-5 л, а при работе может увеличиваться до 125 л.
Управление сердечно-сосудистой системой в покое и во время работы осуществляется с участием безусловнорефлекторной регуляции и условных рефлексов. Именно благодаря такому сочетанию безусловнорефлекторных механизмов и временных связей, образующихся с участием коры больших полушарий, достигается высокая эффективность регуляции сердечно-сосудистой системы.
Мышечная работа сопровождается изменениями в обмене веществ, которые, в свою очередь, отражаются на составе крови. Так, состав крови существенно изменяется, когда нарушается водный и водно-солевой балансы. В этой связи повышается
концентрация солей в жидкой части (плазме) крови. Кроме того, выработка энергии в организме в процессе труда связана с распадом (диссимиляцией) веществ и поступлением в кровь различных продуктов этого распада (молочной, пиро- виноградной, угольной кислот), что приводит к изменению обычно слабощелочной реакции крови. Напряженная физическая работа сопровождается увеличением форменных элементов крови (красных и белых кровяных телец).
Скорость восстановления функций сердечно-сосудистой системы и других внутренних органов зависит от многих факторов. Важное значение здесь имеют величина и продолжительность непрерывных физических усилий, наличие и продолжительность микропауз и перерывов в работе и т. д. Кроме того, существенную роль играет тренированность исполнителя работы.
Измерение мобилизации работоспособности является важнейшим научно-практическим вопросом. Решение этого вопроса возможно только на основе знаний физиологической сущности работоспособности, ее движущих сил и основных законов, регулирующих деятельность организма.
Современный уровень физиологических знаний позволяет применить интегральный подход для определения того, в какой мере мобилизована работоспособность организма при выполнении той или иной производственной деятельности. Напомним, что на нейрофизиологическом уровне движущей силой работоспособности как способности к действию является процесс возбуждения. Он имеет универсальное значение, так как служит движущей силой для всех функциональных единиц — воспринимающих, исполнительных и регулирующих органов. Таким образом, измерить мобилизацию работоспособности интегральным способом означает установить степень привлечения и использования процесса возбуждения для всех действий, совершаемых организмом. />Обычно на человека одновременно действуют физиологически разнонаправленные стимулы. Они придают актуальное значение многим функциональным системам и побуждают различные рефлекторные акты. В производственной обстановке, где трудится человек, всегда присутствуют и в той или иной степени действуют на него раздражители трех видов рефлекторных актов.

Первый вид — рефлекторные акты, составляющие основную функциональную систему. Речь идет о действиях и актах, из которых складывается профессиональная деятельность исполнителя работы. Эти действия человека определяются организацией технологического процесса и рабочего места, а также уровнем профессионального мастерства у исполнителя работы.
Второй вид — посторонние рефлекторные акты, составляющие побочную функциональную систему. К данному виду относятся различные действия и реакции, являющиеся посторонними относительно основной функциональной системы. Побочными рефлекторными действиями являются лишние движения, а также переживания и мысли, связанные, например, с личным риском, и т. д. Сюда также входят физиологические реакции, которые стимулируются, например, шумом, вредностями и другими факторами.
Третий вид — физиологические реакции, вызванные утомлением. Они составляют восстановительную функциональную систему.
Три указанные системы вступают между собой в нейрофизиологический конфликт, потому что относительно друг друга являются физиологическим препятствием, мешающим их реализации.
Когда в противоборство вступают основная и восстановительная функциональные системы, то именно при таком составе конкурирующих рефлекторных актов состояние основных функций нервной системы и уровень работоспособности человеческого организма в каждой стадии нейрофизиологического конфликта претерпевают возрастающие неблагоприятные изменения, которые соответствуют степени его обострения. Эти изменения придают функциональному состоянию организма во время каждой стадии нейрофизиологического конфликта характер качественно определенного состояния.
Дело в том, что в каждой такой стадии, как будет показано далее, можно обнаружить характерное физиологическое явление, отражающее степень нейрофизиологического конфликта и вместе с тем придающее специфику соответствующему качественно определенному состоянию.

Итак, качественно определенное состояние служит интегральным физиологическим измерителем мобилизации работоспособности. Во время трудовой деятельности в организме человека можно обнаружить три качественно определенных состояния — нормальное, пограничное и патологическое.
В нормальном состоянии организма нейрофизиологический конфликт основной и побочной функциональных систем в значительной степени сглажен или полностью преодолен. Хотя раздражители побочной функциональной системы присутствуют и воздействует на организм, однако в данном случае основная функциональная система становится устойчивой доминантой и оказывает сильное тормозящее влияние на конкурирующие рефлекторные акты. Тем самым она исключает возможность их формирования.
Особенность нормального состояния заключается в том, что при этом расход функциональных ресурсов в организме не выходит за пределы его работоспособности. Но поскольку эти ресурсы постоянно используются, то и восстановительная функциональная система находится под непрерывной стимуляцией.
Нормальное состояние — это состояние сложившейся координации, когда процесс возбуждения служит движущей силой только для основной функциональной системы. В то же время другие функциональные системы еще не сформировались или заблокированы торможением и не влияют отрицательно на основную систему.
Пограничное и патологическое функциональные состояния организма также имеют специфические признаки. Существенная их особенность заключается в обострении противоборства вовлеченных в нейрофизиологический конфликт функциональных систем. Это обострение выражается в соперничестве противоборствующих рефлекторных актов за главенствующее значение в организме.
По-другому складываются отношения при обострении нейрофизиологического конфликта. В этом состоянии процесс возбуждения находится не только в основной, но и в посторонних функциональных системах. Поэтому профессиональная деятельность характеризуется некоторыми особенностями: можно обнаружить в действиях неопределенность, множественность
альтернатив в сфере восприятия, в двигательной и умственной сферах, неустойчивость внимания, увеличение времени рефлексов, нерешительность, лишние движения при совершении рабочих действий. Все эти особенности значительно ухудшают функциональную способность организма, его дееспособность и работоспособность, снижают качественный и количественный уровни выполнения профессиональной деятельности.
Рассмотрим пограничное функциональное состояние организма.
Этому состоянию свойственны определенные особенности. Вследствие значительного расхода функциональных ресурсов, вышедшего за пределы работоспособности организма, восстановительная функциональная система приобретает значительную силу. Теперь эта система с помощью задерживающего процесса в сетчатом образовании мозга уменьшает приток тонизирующей нервной импульсации к нервным центрам, функционирующим во время трудовой деятельности. При дефиците возбуждения возможности организма приводить в действие рефлекторные акты, составляющие труд, подвергаются ограничению, что нарушает его нормальное осуществление. Снижение работоспособности здесь обнаруживается в виде явлений дискоординации. Эти явления служат объективными признаками пограничного состояния. Остановимся на некоторых из них.
Уменьшение притока нервных импульсов к функционирующим нервным центрам является причиной замедления деятельности звеньев, из которых состоит рефлекторный акт. Вследствие этого теперь требуется больше времени для выполнения рабочей операции. Исполнитель вынужден делать в рабочем процессе кратковременные паузы. Кроме того, ослабление возбуждения в действующем рефлекторном акте служит причиной другого существенного нарушения, которое физиологи назвали растормаживанием.
Известно, что рабочий (двигательный, сенсорный и умственный) навык, т. е. способ выполнения производственной задачи, является приобретенной системой рефлекторных актов. Во время выработки и становления в этот навык включается избыточное количество отдельных рефлексов. Но в процессе тренировки многие из них оказываются лишними и исключаются мозгом с целью экономной деятельности. В конечном итоге
только необходимые элементы объединяются центральной нервной системой в единый рефлекторный акт. Во время трудовой деятельности последний становится господствующим благодаря мобилизации в его нервных центрах процесса возбуждения. Эти центры не только обеспечивают реализацию господствующего рефлекторного акта, но и являются источником тормозящих нервных импульсов, которые задерживают все лишние рефлексы.
Когда приток нервных импульсов к нервным центрам господствующего рефлекторного акта уменьшается, возбуждение в них ослабевает. Оно становится недостаточным по силе, чтобы задерживать лишние рефлексы. Торможение этих рефлексов теперь отменяется, т. е. происходит их растормаживание. Поэтому они начинают обнаруживаться во время трудовой деятельности.
Растормаживание может быть не только в двигательной сфере (лишние движения), но и в других областях деятельности человеческого организма. Например, у работника умственного труда растормаживание обнаруживается в том, что ему становится трудно отличить главное от второстепенного, внимание рассеивается, и он “тонет” в мелочах.
В сенсорной сфере растормаживание проявляется в обострении чувствительности относительно посторонних раздражителей, мешающих восприятию полезных стимулов. Например, если исполнитель постоянно выполняет работу на фоне шума, то у него наблюдается привыкание к этому воздействию с помощью торможения. Последнее избирательно снижает чувствительность только к “шумовой” части звукового спектра. А при растормаживании чувствительность в этой части звукового спектра восстанавливается и даже обостряется.
Находясь в пограничном функциональном состоянии, исполнитель вынужден волевым усилием подавлять потребность в отдыхе. Поэтому у него нарастает нервно-эмоциональное напряжение, выражающееся в усталости, раздражительности, что становится причиной различных отрицательных эмоций. Когда исполнитель долгое время работает в неблагоприятных условиях труда, вызывающих в его организме пограничное состояние, то длительное нервно-эмоциональное напряжение может вызвать у него те или иные заболевания.

Пограничное функциональное состояние в человеческом организме нередко является причиной потерь рабочего времени за счет временной нетрудоспособности из-за производственных травм и различных болезней. В этом состоянии снижается выработка, увеличивается процент брака и т. д.
Патологическое функциональное состояние организма — это крайнее обострение нейрофизиологического конфликта. Оно проявляется в виде различных функциональных нарушений. Из-за чрезвычайной потребности в отдыхе восстановительная функциональная система достигает большой силы. По этой причине включается более сильное средство принуждения к отдыху. Теперь эта система стремится выключить с помощью торможения бодрствующее состояние мозга и перевести организм в сон. В этом случае со стороны исполнителя работы требуется очень напряженное волевое усилие, чтобы заставить себя продолжать трудовую деятельность.
Признаки патологического функционального состояния — это явления дискоординации крайних степеней. В данном случае наиболее типичным признаком служит ультрапарадоксаль- ная реакция. При неглубоких патологических функциональных нарушениях она носит временный характер.
В каждой профессии, как правило, есть так называемые критические особенности операций, когда исполнитель работы испытывает в большей или меньшей мере неопределенность в выборе действий. Чтобы принять правильное решение, он должен, в особенности при дефиците времени, быстро ориентироваться по соответствующим положительным и отрицательным сигналам. В одних случаях эта сигнализация связана с опасностью травм, а в других — с предупреждением брака, поломки оборудования или аварий. Именно здесь, сталкиваясь с критическими особенностями операции, исполнитель, утомленный до стадии патологического функционального состояния, реагирует ультрапарадоксально. На отрицательные сигналы он отвечает действием, а на положительные — не реагирует. Как видно, в результате вмешательства в ход трудового процесса ультрапарадоксальной реакции могут проявиться негативные последствия как для самого исполнителя работы, так и для производства в целом.
Кроме ультрапарадоксальной реакции обнаруживаются также другие существенные изменения в функциональном состоянии
организма. Так, наблюдаются значительные сдвиги в показателях сердечно-сосудистой системы, газообмена и деятельности других внутренних органов. Чрезмерная рабочая нагрузка на человеческий организм, связанный с ней расход “запретных” энергетических ресурсов, а также значительное нервно-эмоциональное напряжение — все это причины высокого уровня различных заболеваний. Работа исполнителя, организм которого находится в патологическом функциональном состоянии, имеет очень низкий коэффициент полезного действия и малоэффективна.
Работоспособность человеческого организма не является величиной постоянной, она изменяется во времени. Ее изменения на протяжении рабочего дня, суток и недели называют динамикой работоспособности. Динамика работоспособности имеет несколько стадий, или фаз.
Чтобы обнаружить и оценить стадии работоспособности, применяют специальный метод — построение кривой работоспособности. Этот метод является основным методом физиологии и психологии труда и широко используется в практике научной организации труда. Дело в том, что по особенностям кривой работоспособности можно объективно установить состояние условий труда, оценить режим труда и отдыха и т. д.
Кривой работоспособности называют график изменений технико-экономических и психофизиологических показателей, по которым можно судить о количественном и качественном уровнях профессиональной деятельности и функциональном состоянии исполнителя работ. Эта кривая строится так. Через определенные отрезки времени (1 час, 30 минут) у исполнителя работы замеряют те или иные показатели его профессиональной деятельности или функционального состояния его организма. Для этого используют технико-экономические показатели — объем переработки груза или выработки, время, затраченное на операцию, деталь (штучное время), процент брака, а также психофизиологические показатели — частоту ударов пульса, кровяное давление, мышечную силу, тремор, частоту дыхания, показатели внимания, количество допущенных в работе ошибок, время психической реакции (зрительно- или слухомоторной). Наиболее полным и точным является исследование, когда кривую работоспособности строят с использованием как технико-экономических, так и психофизиологических показателей.

Получив эти данные, строят график, причем на оси абсцисс откладывают время, через которое проводились замеры, а на оси ординат — технико-экономические и психофизиологические показатели. В конечном итоге получают кривую работоспособности.
Первая стадия работоспособности — врабатывание, или нарастающая работоспособность. Врабатыванием называют вхождение в работу, во время которого работоспособность постепенно повышается и в конечном итоге достигает максимального уровня. Но в самом начале врабатывания наблюдаются сравнительно низкий уровень технико-экономических показателей и определенная напряженность физиологических функций.
Вторая стадия — устойчивая работоспособность на высоком уровне. Характерным признаком этой стадии являются высокие технико-экономические показатели. Вместе с тем снижается напряженность физиологических функций.
Третья стадия — развивающееся утомление. На этой стадии уровень технико-экономических показателей начинает снижаться: уменьшается выработка и ухудшается качество продукции. Вместе с тем соответственно увеличивается напряженность физиологических функций. Другими словами, характерной чертой третьей стадии является утомление.
Таким образом, в графическом изображении динамика работоспособности в течение рабочего дня представляет собой кривую с закономерными изменениями. Так, на стадии вра- батывания работоспособность повышается в диапазоне от нескольких минут до 1,5-2 часов. Далее, на стадии устойчивой работоспособности она устанавливается на высоком уровне и может быть стабильной в диапазоне от нескольких минут до нескольких часов. Наконец, на стадии развивающегося утомления работоспособность снижается. Эта стадия может продолжаться от нескольких минут до нескольких часов.
Во второй половине рабочего дня, т. е. после обеденного перерыва, все три стадии повторяются. Но они здесь имеют определенные особенности. Так, стадия врабатывания по продолжительности короче, а уровень стадии устойчивой работоспособности ниже, чем в первой половине рабочего дня. Стадия развивающегося утомления начинается раньше, а уровень
работоспособности на этой стадии снижается значительнее по сравнению с первой половиной рабочего дня. В некоторых случаях в конце рабочего дня наблюдается не снижение, а повышение работоспособности. На кривой работоспособности отмечается подъем, который получил название конечного порыва. В данном случае повышение работоспособности, возможно, является результатом эмоционального воздействия в предвидении окончания рабочего дня.
Кривая работоспособности, записанная в течение рабочего дня, служит объективной основой для оценки состояния внут- рисменного режима труда и отдыха и планирования мероприятий по его рационализации.
Работоспособность не остается постоянной по дням недели. На кривой работоспособности, записанной в течение недели, обнаруживаются три стадии: врабатывание, высокая работоспособность и развивающееся утомление. Так, врабатывание приходится на понедельник, высокая работоспособность — на вторник, среду и четверг, а развивающееся утомление — на пятницу и субботу. Кривая работоспособности по дням недели показывает, что при пятидневной рабочей неделе спаренные выходные дни (суббота и воскресенье) более предпочтительны. Кроме того, знание этой кривой позволяет планировать производительность труда с учетом работоспособности человека по дням недели.
В течение суток работоспособность также изменяется характерным образом. На кривой работоспособности, записанной в течение суток, обнаруживаются три периода, отражающие колебания работоспособности. С 6 часов утра до 15 часов обнаруживается первый период, во время которого работоспособность постоянно повышается. Она достигает максимума к 10-12 часам дня, а затем начинает снижаться. Во втором периоде она снова повышается начиная с 15 часов. В третьем периоде колебание работоспособности имеет отрицательный знак: начиная с 22 часов работоспособность снижается, причем максимум ее снижения приходится на 3 часа ночи.
Знания о колебаниях работоспособности в течение суток необходимы для решения ряда научно-практических вопросов. Они служат научной основой для проектирования графиков сменности, начала работы, обеденных перерывов и пр.
<< | >>
Источник: Ткачук В. Г., Хапко В. Е.. Психофизиология труда: Конспект лекций. — К.: МАУП. — 88 с.. 1999

Еще по теме Тема 4. ОСОБЕННОСТИ АДАПТАЦИИ СИСТЕМ ОРГАНИЗМА К МЫШЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ:

  1. Занятие 9.3 ИЗМЕРЕНИЕ СИЛЫ МЫШЕЧНОГО НАПРЯЖЕНИЯ И СТАТИЧЕСКОЙ МЫШЕЧНОЙ ВЫНОСЛИВОСТИ
  2. 3.4. ОСОБЕННОСТИ УЧЕБНО-ВОСПИТАТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПО АДАПТАЦИИ И РЕАДАПТАЦИИ ПОДРОСТКОВ В УСЛОВИЯХ ШКОЛЫ
  3. Тема 8.Особенности ПР-деятельности
  4. Тема 4. Современная система социально-педагогической деятельности в России
  5. Тема 3. Становление отечественной системы социально-педагогической деятельности
  6. Тема 1. Становление западноевропейской системы социально-педагогической деятельности
  7. Тема 1. Социально-педагогическая деятельность как средство социальной интеграции лиц с ограниченными возможностями здоровья и трудоспособности 1.1. Организация социально-педагогической деятельности как системы комплексной поддержки развития ребенка в условиях недостаточности (физической, психической, интеллектуальной)
  8. § 3. Наследственные особенности, прирожденные свойства организма как предпосылки психического развития
  9. Тема 5. Психологический этнофункциональный подход к психической адаптации человека1
  10. Глава 9. Роль силы нервной системы в реакции организма на раздражители возрастающей интенсивности
  11. Адаптация первокурсников к системе вузовского образования
  12. Особенности когнитивной организации при психологической адаптации студентов медицинского вуза
  13. Михайлова Ольга Борисовна Развитие этнической идентичности и особенности межкультурной адаптации в юношеском возрасте (на примере иностранных студентов)
- Коучинг - Методики преподавания - Внеучебная деятельность - Военная психология - Воспитательный процесс - Деловое общение - Детский аутизм - Детско-родительские отношения - Дошкольная педагогика - Зоопсихология - История психологии - Клиническая психология - Коррекционная педагогика - Логопедия - Медиапсихология‎ - Методология современного образовательного процесса - Начальное образование - Нейро-лингвистическое программирование (НЛП) - Образование, воспитание и развитие детей - Олигофренопедагогика - Олигофренопсихология - Организационное поведение - Основы исследовательской деятельности - Основы педагогики - Основы психологии - Парапсихология - Педагогика - Педагогическая психология - Политическая психология‎ - Практическая психология - Пренатальная и перинатальная педагогика - Психологическая диагностика - Психологическая коррекция - Психологические тренинги - Психологическое исследование личности - Психологическое консультирование - Психология влияния и манипулирования - Психология общения - Психология труда - Психотерапия - Работа с родителями - Самосовершенствование - Системы образования - Современные образовательные технологии - Социальная психология - Социальная работа - Специальная педагогика - Специальная психология - Сравнительная педагогика - Технология социальной работы - Трансперсональная психология - Экологическая психология - Этническая психология -