Действие симпатической и парасимпатической нервной системы на различные органы

Nbsp;

Т.А. Хван, П.А. Хван

 

 

БЕЗОПАСНОСТЬ

ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

 

 

___________________

Высшее

Образование

___________________

ББК 63.3(2)

X 30

Рецензенты:

д.э.н., профессор В.Н. Чапек,

д.м.н., А.Р. Квасов

Хван Т.А., Хван П.А.X 30 Безопасность жизнедеятельности. Серия «Учебники и учебные пособия». Ростов н/Д: «Феникс», 2000.— 416 с.

Учебное пособие написано в сответствии с государственным образовательным стандартом для высших учебных заведений и представляет собой изложение вопросов идентификации опасных и вредных факторов в системе «человек—среда обитания», предупреждения воздействия негативных факторов на организм человека, основ ликвидации последствий их воздействия на организм в бытовой, производственной среде в мирное время и в случае возникновения чрезвычайных ситуаций.

Для студентов вузов.

ISBN 5-222-02517-9                                           ББК 63.3(2)

© Хван Т.А., Хван П.А., 2002

© Оформление: изд-во «Феникс», 2002

ВВЕДЕНИЕ

Безопасность жизнедеятельности представляет собой область научных знаний, охватывающих теорию и практику защиты человека от опасных и вредных факторов во всех сферах человеческой деятельности, сохранение безопасности и здоровья в среде обитания. Эта дисциплина решает следующие основные задачи:

— идентификация (распознавание и количествен­ная оценка) негативных воздействий среды обитания;

— защита от опасностей или предупреждение воз­действия тех или иных негативных факторов на че­ловека;

— ликвидация отрицательных последствий воз­действия опасных и вредных факторов;

— создание нормального, то есть комфортного состояния среды обитания человека.

Интегральным показателем безопасности жиз­недеятельности является продолжительность жизни. На ранних этапах антропогенеза (для первобытного человека) она составляла приблизительно 25 лет. На человека воздействовали, в основном, опасности при­родного характера: зависимость от климатических условий, низкий уровень белкового питания и др.

Развитие цивилизации, под которой мы понима­ем прогресс науки, техники, экономики, индустриализацию сельского хозяйства, использование раз­личных видов энергии, вплоть до ядерной, созда­ние машин, механизмов, применение различных видов удобрений и средств для борьбы с вредителями, значительно увеличивает количество вредных факторов, негативно воздействующих на человека. Важным элементом в обеспечении жизнедеятельно­сти человека становится защита от этих факторов.

На протяжении всего существования человеческая популяция, развивая экономику, создавала и социально-экономическую систему безопасности. Вследствие этого, несмотря на увеличение количества вредных воздействий, уровень безопасности че­ловека возрастал. В настоящее время средняя про­должительность жизни в наиболее развитых стра­нах составляет около 77 лет.

Вторгаясь в природу, законы которой еще дале­ко не познаны, создавая новые технологии, люди формируют искусственную среду обитания — техносферу. Если учесть, что нравственное и обще­культурное развитие цивилизации отстает от тем­пов научно-технического прогресса, становится оче­видным увеличение риска для здоровья и жизни современного человека. По данным ВОЗ, например, смертность от несчастных случаев занимает третье место после сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний. От несчастных случаев гибнут моло­дые, трудоспособные люди; травматизм является ос­новной причиной смерти человека от 2 до 41 года. Так, в настоящее время ежегодно в России в авари­ях и катастрофах гибнет около 50000 чел., получа­ют травмы 250000 чел. Это связано с повышением риска во всех областях деятельности и сфере жиз­ни человека.

Курс «Безопасность жизнедеятельности» предус­матривает процесс познания сложных связей чело­веческого организма и среды обитания. Воздействие человека на среду, согласно законам физики, вызывает ответные противодействия всех ее компонен­тов. Организм человека безболезненно переносит те или иные воздействия до тех пор, пока они не превышают пределы адаптации. «Безопасность жизнедеятельности» рассматривает:

— безопасность в бытовой среде;

— безопасность в производственной сфере;

— безопасность жизнедеятельности в городской среде (селитебной зоне);

— безопасность в окружающей природной среде;

— чрезвычайные ситуации мирного и военного времени. Бытовая среда — это вся сумма факто­ров, воздействующих на человека в быту. Реакцию организма на бытовые факторы изучают такие раз­делы науки, как коммунальная гигиена, гигиена пи­тания, гигиена детей и подростов.

Производственная среда — это совокупность фак­торов, воздействующих на человека в процессе тру­довой деятельности.

Безопасность в природной среде — это одна из отраслей экологии. Экология изучает закономерно­сти взаимодействия организмов с окружающей сре­дой. Среда обитания неразрывно связана с поняти­ем «биосфера».

Термин «биосфера» введен австралийским геоло­гом Зюссом в 1875 году. Биосфера — природная область распространения жизни на Земле, включа­ющая нижний слой атмосферы, гидросферу, верх­ний слой литосферы. С именем русского ученого Вернадского связано создание учения о биосфере и ее переходе в ноосферу. Основным в учении о ноос­фере является единство биосферы и человечества.

«Человек охватил своей жизнью, своей культу­рой всю верхнюю оболочку планеты, всю биосферу, — писал Вернадский, — биосфера переходит в новое эволюционное состояние — ноосферу, пере­рабатывается научной мыслью социального чело­вечества... через организованный человеческий труд.». Жизнь человечества стала единой, связь и •транспорт охватили всю планету. В эпоху ноосфе­ры человек уже может и должен «мыслить и дей­ствовать в новом аспекте, не только в аспекте от­дельной личности, семьи, государства, но и в пла­нетном аспекте». В учении о ноосфере заложен активный оптимизм, вера в разумное регулирова­ние отношений человека и природы.

В июне 1992 года в Рио-де-Жанейро была прове­дена международная встреча на высшем уровне по проблемам планеты Земля, вызванная тем, что гло­бальная окружающая среда изменяется в настоя­щее время намного быстрее, чем когда-либо в пре­дыдущие столетия, и эти изменения несут реаль­ную угрозу безопасности и обеспеченному будущему людей. На встрече был принят всемирный план дей­ствий — Повестка дня на XXI век, — направлен­ный на достижение устойчивого развития. Перво­очередными задачами для обеспечения устойчиво­го развития являются:

— поиск путей, позволяющих обеспечить эконо­мический рост и процветание при одновременном уменьшении расхода энергии, сырья и производ­ственных отходов;

— определение сбалансированных структур по­требления для всего мира, которые Земля сможет выдержать в течение продолжительного времени.

Расточительный стиль жизни огромным грузом ложится на окружающую .среду. Одной, из основных причин постоянной деградации окружающей среды во всем мире является структура потребле­ния и производства, не обеспечивающая устойчиво­сти, особенно в промышленно развитых странах. В данном случае устойчивое развитие означает управ­ляемое, согласованное с эволюционными законами природы и общества, то есть такое развитие, при котором жизненные потребности людей нынешнего поколения удовлетворяются без лишения такой воз­можности будущих поколений.

Одним из главных понятий безопасности жизнедеятельности является так называемая «аксиома о потенциальной опасности».

Анализ общественной практической деятельности дает основание для утверждения о том, что лю­бая деятельность потенциально опасна .

Потенциальная опасность заключается в скрытом, неявном характере проявления опасностей. Напри­мер, мы не ощущаем до определенного момента уве­личение концентрации С0₂ в воздухе. В норме ат­мосферный воздух должен содержать не более 0,05% С0₂. Постоянно в помещении, например, в аудитории, концентрация С0₂ увеличивается. Угле­кислый газ не имеет цвета, запаха и нарастание его концентрации проявится появлением усталости, вялости, снижением работоспособности. Но в це­лом организм человека, пребывающего системати­чески в таких условиях, отреагирует сложными фи­зиологическими процессами; изменением частоты, глубины и ритма дыхания (одышкой), увеличением частоты сердечных сокращений, изменением арте­риального давления. Это состояние (гипоксия) мо­жет повлечь за собой снижение внимания, что в определенных областях деятельности может приве­сти к травматизму и т. д.

Потенциальная опасность как явление — это воз­можность воздействия на человека неблагоприятных или несовместимых с жизнью факторов. По степени и характеру действия на организм все фак­торы условно делят на вредные и опасные.

К вредным относятся такие факторы, которые становятся в определенных условиях причиной за­болеваний или снижения работоспособности. При этом имеется в виду снижение работоспособности, исчезающее после отдыха или перерыва в активной деятельности.

Опасными называют такие факторы, которые приводят в определенных условиях к травматичес­ким повреждениям или внезапным и резким нарушениям здоровья.

Это деление условно, т. к. вредные факторы в определенных условиях могут стать опасными. В общих случаях к определенным признакам опас­ных и вредных факторов относятся: возможность непосредственного воздействия на организм, затруднение осуществления физиологических функций — дыхания, кровообращения, работы центральной нервной системы, органов пищеварения, выделения.

В условиях производства к появлению опасных факторов может вести превышение пределов эксплуатационной возможности технических устройств, инженерных сооружений и конструкций, что иногда приводит к авариям с высвобождением новых опасных и вредных факторов — веществ или энер­гии в количествах и дозах, представляющих непосредственную угрозу здоровью и жизни работающих и населения в целом.

Аксиома о потенциальной опасности предусматривает количественную оценку негативного воздействия, которое оценивается риском нанесения того или иного ущерба здоровью и жизни. Риск опреде­ляется как отношение тех или иных нежелательных последствий в единицу времени к возможному числу событий.

В мировой практике находит признание концепция приемлемого риска, т. е. риска, при котором защитные мероприятия позволяют поддерживать достигнутый уровень безопасности. Для обычных общих условий приемлемый риск гибели для человека принимается равным 10^-6 в/год т. е. 1 на 1000000 случаев в год. Степень риска оценивается в миро­вой практике для различных видов деятельности вероятностью смертельных случаев.

Какая-то часть опасных и вредных факторов, — преимущественно это относится к производственной, а в какой-то мере и к другим средам обитания, — обычно имеет внешне определенные, пространственные области проявления, которые называются опасными зонами. Они характеризуются увеличением риска возникновения несчастного случая.

Однако, даже если человек находится в опасной зоне, но правильно организует свою деятельность, соблюдает условия безопасности, следит за исправ­ностью технических систем, нарушение здоровья или несчастный случай не возникает. Таким обра­зом, неполадки в здоровье или несчастный случай часто являются следствием нарушения правил личного поведения организационного или технического порядка в момент нахождения человека в опасной зоне.

Условия, при которых создается возможность возникновения несчастного случая, называют опасной ситуацией. Важно уметь предупредить переход опасной ситуации в несчастный случай.

В процессе деятельности и жизни человек может оказаться в такой опасной ситуации, когда физические и психологические нагрузки достигают таких пределов, при которых индивидуум теряет способность к рациональным поступкам и действиям, адекватным сложившейся ситуации. Такие ситуации называют экстремальными.

Если систематизировать все сказанное, то безопас­ность жизнедеятельности можно определить, как такое состояние окружающей среды, при котором исключена возможность повреждения организма человека в процессе его разнообразной деятельности.

Человеческий опыт накопил определенные при­емы, методы для обеспечения безопасного взаимо­действия со средой обитания, особенно в производ­ственной среде. Безопасность труда — это такое состояние его условий, при котором исключено не­гативное воздействие на работающих опасных и вредных производственных факторов.

Техника безопасности — система организационных мероприятий и технических средств, предот­вращающих воздействие на работающих опасных и вредных производственных факторов. Для каждого вида работ существуют определенные правила техники безопасности, человек допускается к работе только после их изучения. В паспорте любого технического устройства изложены правила эксп­луатации, выполнение которых делает безопасной работу с этим устройством.

Обеспечение безопасных условий на рабочих ме­стах является обязанностью администрации.

Охрана труда — система законодательных ак­тов, социально-экономических, организационных, технических, гигиенических и лечебно-профилакти­ческих мероприятий и средств, обеспечивающих бе­зопасность, сохранение здоровья и работоспособно­сти человека в процессе труда.

Производственная санитария — система органи­зационных мероприятий и технических средств, пре­дотвращающих или уменьшающих воздействие на работающих вредных производственных факторов.

Эффективность мероприятий по охране труда мо­жет быть снижена неблагоприятной экологической обстановкой в промышленной зоне или городской среде.

Задачу идентификации негативного воздействия производства и технических средств на биосферу и техносферу, разработки и применения средств для снижения этого воздействия решает промышленная экология. Промышленная экология разрабатывает нормативные показатели экологичности предприя­тий, оборудования и транспорта, определяет поря­док экологической экспертизы при подготовке но­вых производств и при переходе на новые виды про­дукции. Кроме того, промышленная экология изучает влияние условий природной среды на функ­ционирование предприятий и их комплексов.

Сохранение биосферы, обеспечение безопасности и здоровья человека — решение этих проблем дол­жно быть целью специалиста в любой сфере дея­тельности при выполнении профессиональных обя­занностей.

Раздел 1

ЧЕЛОВЕК И СРЕДА ОБИТАНИЯ

1.1. Анатомно-физиологические механизмы безопасности и защиты человека от негативных воздействий

В ходе эволюции в организме человека сформиро­вались механизмы, обеспечивающие приспособление к различным условиям жизни и стабилизацию ак­тивности органов и систем организма в определен­ных функциональных диапазонах. Возможности организма реагировать на внешние и внутренние возмущающие влияния относительно ограничены, но комбинация различных реакций расширяет воз­можности организма при взаимодействии с внеш­ней средой.

Негативные воздействия на организм могут ока­зывать различные чрезвычайные раздражители (факторы внешней среды) — физические, химичес­кие, биологические, психофизиологические. Степень их вредности относительна и зависит от сопутству­ющих условий и состояния внешней и внутренней среды организма. Влияние всех этих факторов про­исходит в конкретных социальных условиях суще­ствования, которые имеют нередко решающее зна­чение в обеспечении безопасности жизнедеятельно­сти.

Способность организма отвечать на воздействия факторов окружающей среды называется реактив­ностью.

Реактивность— свойство организма как целого отвечать изменениями жизнедеятельности на воз­действия окружающей среды. Реактивность обеспе­чивается защитно-компенсаторными системами и механизмами, решающая роль в осуществлении ко­торых принадлежит нервной системе. В процессе развития организма нервная система стала ведущей, обеспечивающей целостность организма, его един­ство с окружающей средой, сохранение постоянства внутренней среды, строения, функций.

Функции и строение нервной системы

Нервная система выполняет следующие важней­шие функции:

— осуществляет взаимодействие организма с окру­жающей средой, обеспечивая приспособление организ­ма к постоянно меняющимся условиям среды;

— объединяет органы и системы тела в единое целое и согласует их деятельность;

— на высшем этапе развития нервная система осуществляет психическую деятельность на основе физиологических процессов ощущения, восприятия и мышления.

Нервная система условно делится на две части: соматическая, управляющая мускулатурой скеле­та и некоторых внутренних органов (язык, гортань, глотка); вегетативная — иннервирующая все мыш­цы кожи, сосуды. Условность такого деления явствует из того, что вегетативная нервная система имеет отношение к иннервации всех органов, а так­же определяет тонус скелетной мускулатуры.

Кроме такой классификации, соответствующей строению организма, нервную систему делят по то­пографическому принципу на центральный и пери­ферический отделы или системы. Под центральной нервной системой разумеется спинной и головной мозг, под периферической — нервные корешки, узлы, сплетения, нервы и периферические нервные окончания. Как в центральной, так и в перифери­ческих отделах нервной системы содержатся эле­менты соматической и вегетативной частей, чем до­стигается единство нервной системы.

Структурной и функциональной единицей не­рвной системы является нейрон — нервная клетка.

Нервные клетки, кото­рыми снабжены все орга­ны и ткани организма, имеют несколько корот­ких, ветвящихся отростков-дендритов, по кото­рым импульсы поступа­ют в тело клетки, и один длинный отросток — ак­сон, по которому импуль­сы идут от тела клетки. Механизм пере­дачи нервного импульса обеспечивается наличием разности потенциалов внутри нервной клетки и строение нейрона на наружной поверхности ее мембраны. Внутри не­рвной клетки имеется избыток ионов калия и от­рицательный заряд. На поверхности клеточной мембраны — избыток ионов натрия и положитель­ный заряд. Место передачи нервного возбуждения с одной нервной клетки на другую или с нервной клетки на мышечную или железистую, называет­ся синапсом. При возбуждении, под влиянием не­рвного импульса в синапсах образуются химичес­ки активные вещества — медиаторы (ацетилхолин, адреналин, норадреналин), увеличивающие прони­цаемость мембран. Ионы переходят через мембра­ны клетки, в результате перераспределения заря­да формируется возбуждающий потенциал, возбуж­дение передается в те или иные отделы нервной системы.

Синапсы обеспечивают одностороннее проведе­ние возбуждения, так как медиаторы образуются только в окончаниях передающего нейрона, а нейрон воспринимающий возбуждение, не обладает таким свойством. Быстрое разрушение ацетилхолина в синаптической щели ферментом холинэстеразой является причиной его локального действия и соседние клетки возбуждением не затрагиваются. На передачу возбуждения затрачивается около 0,5 м/сек.

Спинной и головной мозг — это скопление не­рвных клеток вместе с ближайшими разветвления­ми их отростков. Скопление нервных клеток суще­ствует также в виде узлов и вне центральной части нервной системы (спинномозговые узлы, узлы че­репно-мозговых нервов, многочисленные узлы вегетативной нервной системы). Нервы представля­ют собой скопление нервных волокон (отростков), идущих от нервных клеток спинного и головного мозга или узлов. Они осуществляют связь между центральной нервной системой и отдельными орга­нами и клетками организма. Нервы, проводящие возбуждение из центральной нервной системы к рабочим органам, называются нисходящими, цен­тробежными или двигательными. Нервы, передаю­щие возбуждение от разных органов и участков тела в головной и спинной мозг, называются восходящи­ми, центростремительными или чувствительными. Чаще нервы бывают смешанными, в их составе име­ются как чувствительные так и двигательные во­локна. Двигательные нервы заканчиваются двига­тельными окончаниями — эффекторами, чувстви­тельные нервы — чувствительными окончаниями или рецепторами.

Рецепторы — специализированные нервные клет­ки, обладающие избирательной чувствительностью к воздействию определенных факторов. Рецепторы могут быть в виде простых нервных окончаний, иметь форму волосков, пластинок, колбочек, пало­чек, шариков, спиралей, шайбочек. Часть рецепто­ров предназначены для восприятия факторов окру­жающей среды (экстерорецепторы), другая часть воспринимает изменения внутренней среды организ­ма (интерорецепторы).

Рецепторы строго специализированы. Фоторе­цепторы расположены в сетчатке глаза и воспри­нимают электромагнитные волны видимого диапа­зона. Фонорецепторы уха воспринимают механические колебания воздуха опосредованно через си­стемы внутреннего уха. Тактильные рецепторы — это рецепторы осязания. Баро- и осморецепторы сосудов воспринимают изменения гидростатичес­кого и осмотического давления крови. Рецепторы вестибулярного аппарата воспринимают изменения положения головы и тела относительно вектора гра­витации. Проприорецепторы мышц и сухожилий воспринимают изменение напряжения мышц и по­ложения частей тела относительно друг друга. Хеморецепторы реагируют на химические вещества, глюкорецепторы воспринимают изменения уровня сахара в крови. Терморецепторы реагируют на из­менение температуры. Болевые рецепторы реаги­руют на травмирующее действие различной при­роды — механическое, химическое, температурное и др.

Основными свойствами нервных волокон являются возбудимость и проводимость, то есть возможность проводить полученное возбуждение. Раздражение рецепторов трансформируется в них, в нервные импульсы или волны возбуждения. Возбуждение сопровождается возникновением биотоков (токи действия).

Проведение возбуждения по волокну возможно только в случае его анатомической целостности и нормального физиологического состояния. При на­рушении целостности, при разрыве (вследствие ра­нения) двигательного нерва, идущего к мышцам, наступает паралич этих мышц или потеря чувстви­тельности, если это был чувствительный нерв. Воз­буждение не проводится также при сдавлении, прекращении кровоснабжения, при сильном охлажде­нии, отравлении ядами или наркотиками. Прово­димость в нервах может быть нарушена при помо­щи некоторых лекарственных веществ (новокаин), что используется в медицинской практике при раз­личных видах местной анестезии.

Проведение возбуждения осуществляется строго изолировано по одному нервному волокну и не пе­реходит на другие (соседние). Скорость проведения возбуждения по нервному волокну у человека варьирует от 1 до 120 м/сек, возбуждение может распространяться в двух направлениях — центростремительном и центробежном (двустороннее проведе­ние), в отличие от нейронов, через которые нервное возбуждение проводится только в одном направлении.

Функции нервной системы осуществляются по механизму рефлекса.

Рефлекс — это реакция организма на раздраже­ние из внешней или внутренней среды, осуществляемая при посредничестве центральной нервной сис­темы. В основе всякого рефлекса лежит деятельность системы соединенных друг с другом нейронов, образующих так называемую рефлекторную дугу.

Простая рефлекторная дуга состоит из двух нейронов, один из которых связан с какой-нибудь чув­ствительной поверхностью, например, с кожей, а другой — с мышцей или железой.

При раздражении чувствительной поверхности возбуждение движется, по связанному с ней нейро­ну к рефлекторному центру, где находится соединение (синапс) обоих нейронов. Здесь возбуждение пе­реходит на другой нейрон и идет уже центробежно к мышце или железе. Часто в состав рефлекторной дуги входит третий, вставочный нейрон, который служит местом передачи возбуждения с чувствитель­ного пути на двигательный. Кроме простой трехнейронной рефлекторной дуги имеются многонейронные рефлекторные дуги, проходящие через раз­личные уровни головного мозга, включая его кору. Несмотря на сложность строения, в любой реф­лекторной дуге выделяются три главных элемента:

— рецептор, трансформирующий энергию раз­дражения в нервный процесс, связанный с аффе­рентным нейроном;

— центральная нервная система (различные ее уровни от спинного до головного мозга), где осуще­ствляется преобразование возбуждения в ответную реакцию и переключение его с центростремитель­ных на центробежные волокна;

— эфферентный нейрон, осуществляющий ответ­ную реакцию (двигательную или секреторную).

Обязательным условием осуществления рефлек­са является целостность всех элементов рефлектор­ной дуги.

Функциональные системы

Открытие закономерностей системной организа­ции целенаправленных поведенческих актов орга­низма позволило установить, что поведенческий акт осуществляется не только по принципу рефлекса, но и по принципу саморегуляции, что обеспечива­ется функциональными системами.

Функциональные системы — это единицы целос­тной деятельности организма, представляющие со­бой динамические саморегулирующиеся организа­ции, формирующиеся на метаболоической (метаболизм — обмен) основе или под влиянием факторов окружающей, а у человека, в первую очередь, соци­альной среды.

В отличие от рефлекса, который в любой момент является реакцией организма на тот или иной раз­дражитель, функциональные системы не только реагируют на внешние стимулы, но и по принципу обратной связи отвечают на различные сдвиги кон­тролируемого ими конечного результата; в функ­циональные системах формируются опережающие действительных события реакции; в них происхо­дит сличение достигнутого результата с текущими потребностями организма.

Каждая функциональная система посредством нервной и гуморальной регуляции избирательно объединяет различные органы и ткани для обеспечения необходимых для организма приспособитель­ных результатов.

Различные функциональные системы для обес­печения специфических результатов деятельности объединяют одни и те же органы и ткани, в связи с чем утрачивается традиционный органный прин­цип построения физиологических функций.

Любая функциональная система согласно теории П.К. Анохина имеет принципиально однотипную организацию и включает следующие общие универ­сальные для разных систем периферические и цен­тральные узловые механизмы:

1) полезный приспособительный результат как ведущее звено функциональной системы;

2) рецепторы результата;

3) обратную афферентацию, идущую от рецептора результата в центральные образования функциональных систем;

4) центральную архитектуру, представляющую избирательное объединение функциональных систем нервных элементов различных уровней;

5) исполнительные соматические, вегетативные и эндокринные компоненты, включающие организованное целенаправленное поведение.

Взаимодействие различных функциональных си­стем в целостном организме строится на основе прин­ципов их иерархии и многосвязного, мультипараметрического взаимодействия результатов деятель­ности отдельных функциональных систем.

Сущность принципа иерархии заключается в том, что в каждый конкретный момент деятельность организма обеспечивается доминирующей в плане выживаемости или адаптации к окружающей среде функциональной системой.

Все же другие функциональные системы выстраиваются в иерархическом порядке по отношению доминирующей в данный момент времени и каждая из них будет занимать место доминирующе функциональной системы в соответствии с их социальной и биологической значимостью для человека. Смена доминирующей функциональной системы и иерархический порядок выстраивания функциональных систем процесс постоянный, отражающий сущность непрерывно происходящего обмена веществ и постоянного взаимодействия организма с окружающей средой.

Принцип мультипараметрического взаимоотношения различных функциональных систем заключается в их обобщенной деятельности. Изменение одного показателя как результата деятельности определенной функциональной системы, немедленно отражается на показателях деятельности других функциональных систем. Так, например, физическая нагрузка приводит к изменениям функциональных систем поддержания оптимальных величин показателей кровообращения, дыхания, терморегуляции и др. функциональных систем организма.

Целостный организм в каждый текущий момент времени представляет собой слаженное взаимодействие различных функциональных систем и нарушение или «разбалансировка» этого взаимодействия приводит к заболеванию и возможно к гибели.

Функциональные системы в отличие от рефлекса (рефлекторной дуги), который является составной частью системной организаций, имеют замкну­тую саморегулирующуюся динамическую организацию и их деятельность направлена на обеспечение необходимых для организма приспособительных реакций.

Центральная нервная система. Спинной мозг

Спинной мозг расположен в спинномозговом канале. Он представляет собой длинный тяж пример­но цилиндрической формы, вверху заканчивающий­ся на уровне большого затылочного отверстия, вни­зу — на уровне второго поясничного позвонка. На месте отхождения нервов к верхним и нижним ко­нечностям имеется два утолщения — шейное и по­ясничное. Средняя длина спинного мозга у муж­чин — 45 см, у женщин 41—42 см, масса 34—38 г.

Рефлексы, осуществляемые спинным мозгом, протекают по трехнейронной рефлекторной дуге. Нервные волокна группируются в восходящие и нисходящие пути, соединяющие различные участки спинного мозга друг с другом, а также спинной мозг с головным.

Спинной мозг выполняет рефлекторную и про­водниковую функции. Рефлекторная деятельность спинного мозга разнообразна и осуществляется каждым ее сегментом. В шейных сегментах расположе­ны центры рефлекторных движений диафрагмы, шейных мышц, мышц плечевого пояса и верхних конечностей; в грудных сегментах — центры мышц туловища; в поясничных и крестцовых сегментах

— центры мышц бедренной области и нижних конечностей.

В грудном и поясничном отделе специальные нейроны образуют центры потоотделения и сосуде двигательные; в крестцовом отделе — центры мочеиспускания, дефекации, деятельности половых органов.

При повреждении спинного мозга вследствии ранения, сдавливания или разрыва возникают на­рушения указанных выше функций соответственно иннервируемых участков тела — параличи, вы­падение рефлексов, нарушение проводимости и др. Высокий перерыв спинного мозга смертелен в свя­зи с нарушением дыхания. Рефлекторная деятельность спинного мозга находится под контролем коры больших полушарий и других отделов го­ловного мозга, вследствие чего становится возмож­ным произвольное регулирование некоторых фун­кций организма (мочеиспускание, дефекация и др.)

Кроме рефлекторной, спинной мозг выполняет проводниковую функцию. Импульсы, приходящие в спинной мозг с периферии, по восходящим путям передаются в головной мозг. По нисходящим пу­тям импульсы от головного мозга идут к конечным эфферентным нейронам спинного мозга.

Головной мозг

Головной мозг расположен в полости черепа, масса мозга у взрослого человека 1400—1450 г.

В головном мозге различают 5 отделов: концевой мозг или большие полушария; промежуточный мозг, состоящий из зрительных бугров, коленчатых тел и подбугорной области; средний мозг, вклю­чающий четверохолмие и ножки мозга; задний мозг, к которому относится мозжечок и мост мозга; продолговатый мозг.

В продолговатом мозге располагаются центры многих рефлексов. Продолговатый мозг через восходящие пути спинного мозга получает импульсы от всех рецепторов туловища и конечностей. В продолговатом мозге находится ряд жизненно важных центров, осуществляющих рефлекторные акты: автоматически работающий дыхательный центр, центр сердечной деятельности, сосудодвигательный центр, центр регуляции обмена веществ. Через продолговатый мозг осуществляются также защитные рефлексы (мигание, слезоотделение, чихание, ка­шель), рефлексы глотания, отделение пищевари­тельных соков. Помимо рефлекторной функции про­долговатый мозг выполняет важную проводнико­вую функцию, через него замыкаются пути, соеди­няющие центры больших полушарий, мозжечка и промежуточного мозга со спинным.

Таким образом, продолговатый мозг играет ог­ромную роль в жизни организма. Малейшее его повреждение представляет большую опасность и часто приводит к смерти, вследствие прекращения дыхания и остановки сердца. Функции мозжечка сложны: к нему идут пути, приносящие импульсы с рецепторов мышц, сухожилий, связочного аппа­рата, от вестибулярного аппарата, от коры боль­ших полушарий; он участвует в регуляции двига­тельной деятельности организма и вегетативных функций.

Средний мозг состоит из двух ножек мозга и пластинки четверохолмия. В четверохолмие поступа­ют сигналы от сетчатки глаз, здесь осуществляет­ся ориентировочный рефлекс на звук. В среднем мозге осуществляется регуляция мышечного то­нуса и установочных рефлексов обеспечивающих правильное положение тела в пространстве. Меж­ду промежуточным мозгом и корой больший полу­шарий существуют связи, лежащие в основе воз­никновения условных рефлексов. В промежуточ­ном мозге осуществляются реакции, дающие определенную эмоциональную окраску поведению человека.

Через гипофиз промежуточный мозг оказывает влияние на деятельность желез внутренней секре­ции.

Конечный мозг представлен большими полуша­риями. В состав каждого полушария входят: кора, подкорка, обонятельный мозг, расположенный на основании лобной доли.

Кора больших полушарий представляет собой высший отдел центральной нервной системы, кото­рый позже всего появился в процессе эволюции и позже других отделов мозга формируется в ходе ин­дивидуального развития. Кора состоит из слоя серо­го вещества толщиной 2—3 мм и содержит около 14 млрд. нервных клеток. Благодаря многочисленным бороздам и извилинам поверхность коры достигает по площади 2 м². Для коры головного мозга харак­терны высокая скорость обмена и высокий уровень окислительных процессов. При относительно неболь­шом весе (всего 2% от всего веса тела) кора потребляет около 18% кислорода, поступающего в орга­низм. Корковые клетки чувствительны к изменению постоянства внутренней среды, особенно к содержа­нию кислорода в крови, поэтому даже кратковре­менное прекращение кровообращения (на несколько секунд) приводит к потере сознания, а через 5—6 мин после обескровливания мозг погибает.

Одной из важнейших функций коры больших полушарий является аналитическая. И.П. Павлов рассматривал кору прежде всего как сложную сис­тему корковых концов анализаторов, в которых про­исходит анализ сигналов от всех рецепторов тела и синтез ответных реакций в биологически целесооб­разный акт. В связи с этим кора больших полуша­рий является высшим органом координации реф­лекторной деятельности.

Благодаря способности к выработке временных связей, кора больших полушарий представляет со­бой орган приобретения и накопления индивидуаль­ного жизненного опыта. Процессы, протекающие в коре, являются физиологической основой сознания, восприятия, памяти, мышления, воли. В связи с этим кора больших полушарий является органом сознания и произвольных действий человека.

Анализаторы — это функциональные системы, обеспечивающие анализ (различение) раздражите­лей, действующих- на организм. Анализаторы — очень сложные системы, тем не менее в их структу­ре можно выделить следующие звенья:

— периферический отдел — рецепторы, воспри­нимающие раздражения и располагающиеся чаще всего в органах чувств;

— проводниковый отдел — нервные пути, по ко­торым возбуждение передается в кору больших по­лушарий головного мозга;

— центральный отдел — участок коры головно­го мозга, преобразующий полученное раздражение в определенное ощущение.

В упрощенном виде схемы анализаторов пред­ставлены в таблице 1.

Высшая нервная деятельность

Деятельность коры больших полушарий, как и других отделов нервной системы, имеет рефлектор­ный характер. Основы учения о рефлекторной дея­тельности мозга были заложены русским физиоло­гом И.М. Сеченовым в труде «Рефлексы головного мозга». Дальнейшее развитие это учение получило в трудах И.П. Павлова, экспериментально обосно­вавшего учение о высшей нервной деятельности, о формировании временных рефлекторных связей или условных рефлексов.

Безусловные рефлексы — это унаследованные от предков, врожденные рефлекторные реакции, приобретенные в результате эволюционного раз­вития. Они носят название инстинктов, протека­ют по врожденной рефлекторной дуге. Основными безусловными рефлексами являются сосательный, пищевой, оборонительный, половой. Безусловные рефлексы, возникающие при действии раздражите­лей внешней и внутренней среды, имеют огромное значение для регуляции таких функций, как кро­вообращение, дыхание, пищеварение, обмен веществ, выделение, терморегуляция и др., но их недостаточно

Таблица 1

 

Наименование анализатора	Периферический отдел	Проводниковый отдел	Центральный отдел
Зрительный	рецепторы се­чатки глаза -палочки, кол­бочки	зрительный нерв, проводящие пути головного мозга	участок коры головного моз­га в затылоч­ной доле
Слуховой	рецепторы внутреннего уха — Кортиев орган	слуховой нерв, проводящий пути головного мозга	участок коры головного мозга в височной доле
Обонятельный	рецепторы но­са — обонятельные клет­ки, располо­женные в вер­хней части слизистой обо­лочки носа	обонятельный нерв, проводящие пути головного мозга	участок коры головного мозга в височной доле
Вкусовой	рецепторы за­ложенные в сосочках сли­зистой обо­лочки языка	вкусовой нерв, проводящие пути головного мозга	участок коры головного мозга в височной доле
Кожный	рецепторы кожи — тепловые, холодовые, болевые, тактильные	чувствительные нервы, передающие возбуждение в ЦНС, проводя­щие пути спинного и головного мозга	участок коры головного мозга в теменной доле
Двигательный	рецепторы, расположен­ные в суста­вах, связках, мышцах	чувствительные нервы, передающие возбуждение в ЦНС, проводящие пути спинного и головного мозга	участок коры головного мозга в теменной доле

 

для того, чтобы обеспечить приспособ­ление организма к постоянно меняющимся услови­ям окружающей среды.

Условные рефлексы — индивидуально приоб­ретенные в процессе жизнедеятельности реакции, содействующие и обеспечивающие приспособление организма к изменяющимся условиям среды оби­тания. Условные рефлексы носят временный харак­тер, могут исчезать при неподкреплении и снова по­являться в ответ на новые раздражители.

Понятие об условных рефлексах лежит в основе учения И.П. Павлова о первой и второй сигналь­ной системе. Сигналами называются все раздражи­тели (звук, свет, давление, химические вещества и др.), воздействующие на рецепторы (органы чувств) и вызывающие те или иные рефлексы. Деятельность коры, связанную с восприятием непосредственных раздражителей или сигналов из внешнего мира, на­зывают первой сигнальной системой. Эта система есть у животных и у человека.

У человека пусковым механизмом рефлексов могут быть не только предметы и явления, но и их речевые обозначения, символы явлений. Деятель­ность коры, связанная с речью, называется второй сигнальной системой.

Сигналы первой сигнальной системы являются конкретными, относящимися только к определенно­му раздражителю, непосредственно воздействующе­му на определенные органы чувств. Особенностью второй сигнальной системы является отвлечение и обобщение раздражителей первой сигнальной системы. Вторая сигнальная система является всеобъ­емлющей, способной обобщить и заменить все раз­дражители первой сигнальной системы, она пред­ставляет собой физиологическую основу речи и мышления человека.

Вегетативная нервная система

Важную роль в приспособлении организма к ус­ловиям среды выполняет также вегетативная не­рвная система. Вегетативная нервная система — отдел нервной системы, регулирующий функции всех органов, сердечно-сосудистой системы, обмен ве­ществ. Вегетативная нервная система делится на функционально различные отделы: симпатическую и парасимпатическую.

Симпатическая нервная система — это часть вегетативной нервной системы, у которой второй промежуточный

Таблица 2

Действие симпатической и парасимпатической нервной системы на различные органы

 

органы отделы НС	сердце	сосуды	желудок	кишечник	зрачок
симпатич.	учащает и усиливает сокращения	суживает	ослабляет сокоотделение	ослабляет периста­льтику	расширяет
парасимп.	замедляет и ослабляет сокращения сердца	расширяет	усиливает сокоотделение	усиливает перестальтику	суживает

 

нейрон лежит в нервных узлах, рас­положенных вдоль позвоночника

Парасимпатическая нервная система — это часть вегетативной нервной системы, у которой второй промежуточный нейрон располагается непос­редственно в иннервируемом органе.

В зависимости от изменений внешних условий в ЦНС возникают тормозящие или возбуждающие импульсы, которые через вегетативную нервную систему приспосабливают работу внутренних орга­нов к этим изменениям.

Симпатическая нервная система как бы мобили­зует организм для работы. Деятельность парасим­патической нервной системы направлена главным образом на переключение механизмов организма на процессы питания, накопление энергетических ре­сурсов.

В основе деятельности центральной нервной системы лежат процессы возбуждения и торможения. Возбуждение и торможение это две стадии единого нервного процесса, происходящего в центральной нервной системе.

Существует несколько видов торможения. Внеш­нее торможение связано с появлением в коре голов­ного мозга нового вида деятельности. Оно возника­ет в результате индукционного влияния раздража­емой области центральной нервной системы на область, ранее пребывающую в состоянии возбуж­дения. Внешнее торможение способствует переклю­чению организма на новый вид деятельности.

Запредельное торможение, в отличие от внешнего, является прямым. Оно возникает в тех областях центральной нервной системы, которые непосредственно подвергаются действию внешнего раздражения. Это торможение возникает в ответ на действие сильных, длительных или частых раз­дражителей; запредельное торможение является защитным для организма, охранным торможением.

Внутреннее торможение имеет место только в отношении условнорефлекторной деятельности коры больших полушарий. Оно проявляется в разрыве условнорефлекторной связи при неподкреплении действия условного раздражителя безусловным.

Одной из важнейших форм торможения является сон, который предохраняет нервные клетки от переутомления и истощения. Во время сна торможение распространяется не только на кору голов­ного мозга, но и на некоторые подкорковые отделы. Иногда во время сна в коре могут оставаться' отдельные участки возбуждения — «сторожевые пункты». Нормальный сон взрослого человека 7—8 часов, новорожденного — 20 часов.

Значение органов чувств и анализаторов в обеспечении равновесия в системе «организм — среда»

Безопасность жизнедеятельности направлена на защиту человека от воздействия опасных и вредных факторов. Для поддержания системы «человек-сре­да» в безопасном состоянии необходимо согласовать действия человека с элементами окружающей среды. Человек осуществляет непосредственную связь с окружающей средой при помощи органов чувств. Как уже было сказано выше, органы чувств являются периферическими отделами анализаторов.

Основной характеристикой анализатора является чувствительность, которая выражается в способности живого организма воспринимать действие раздражителей, исходящих из внешней или внутренней среды. Она характеризуется величиной порога ощущения — чем ниже порог, тем выше чувствительность. Различают абсолютный и дифференци­альный пороги ощущения. Абсолютный порог ощущения — это минимальная сила раздражения, спо­собная вызвать ответную реакцию. Дифференциальный порог ощущения — это минимальная вели­чина, на которую нужно изменить раздражение, чтобы вызвать изменение ответной реакции. Вре­мя, проходящее от начала воздействия раздражи­теля до появления ощущения, называется латентным периодом.

Зрительный анализатор

Зрительный анализатор обеспечивает более 80% информации о внешнем мире, имеет важное значе­ние в обеспечении безопасности, характеризуется следующими показателями:

— острота зрения — способность раздельного вос­приятия объектов — управляется большим числом биокибернетических устройств; существует система, обеспечивающая четкость изображения на сетчат­ке путем изменения кривизны хрусталика; кроме того, освещенность сетчатки регулируется диамет­ром зрачка;

— поле зрения — состоит из центральной области бинокулярного зрения, обеспечивающей стереоскопичность восприятия; его границы у отдельных лиц зависят от анатомических факторов (размер и форма носа, век, орбит и т. д.); поле зрения охватывает около 240° по горизонтали и 150° по вертикали нормального естественного освещения; любое уменьшение освещенности, некоторые болезни (глаукома), дефекты кровеносных сосудов, недостаток кислорода приводят к резкому уменьшению поля зрения;

— яркостный контраст — чувствительность к нему является важным показателем зрительного анализатора; его порог (наименьшая воспринимае­мая разность яркостей) зависит от уровня яркости в поле зрения и ее равномерности; оптимальный порог регистрируется при естественном освещении;

— цветовосприятие — способность различать цвета предметов. Цветовое зрение — это одновре­менно физическое, физиологическое, психологичес­кое явление, заключающееся в способности глаза реагировать на излучение различной длины вол­ны, в специфическом восприятии этих излучений. На ощущение цвета влияют длина волны излуче­ния, яркость источника света, коэффициент отра­жения или пропускания света объектом, качество и интенсивность освещения. Цветовая слепота (дальтонизм) — генетическая аномалия, но цвето­вое зрение может меняться под влиянием приема некоторых лекарственных препаратов и под действи­ем химических веществ. Например, прием барби­туратов (снотворных и седативных средств) вызы­вает временные дефекты в желто-зеленой зоне; кокаин — усиливает чувствительность к синему цве­ту и ослабляет к красному; кофеин_э кофе, кока-кола — ослабляет чувствительность к синему, усиливает красный цвет; табак — вызывает дефекты в крас­но-зеленой зоне, особенно в красной (дефекты мо­гут быть постоянными).

Слуховой анализатор

Слуховой анализатор воспринимает звуки, кото­рые представляют собой акустические колебания, способные восприниматься органом слуха в диапа­зоне 16-20000 Гц.

Важной характеристикой слуха является его острота или слуховая чувствительность. Она определяется минимальной величиной звукового раздражи­теля, вызывающего слуховое ощущение. Острота слуха зависит от частоты воспринимаемого звуко­вого сигнала. Абсолютный порог слышимости — минимальная интенсивность звукового давления, которая вызывает слуховое ощущение — составляет 2-10^-5 Н/м².

При увеличении интенсивности звука возможно появление неприятного ощущения, а затем и боли в ухе. Наименьшая величина звукового давления, при которой возникают болевые ощущения, называется порогом слухового дискомфорта. Он равен в среднем 80—100 дБ относительно абсолютного по­рога слышимости. Интенсивность звукового воздействия определяет громкость ощущения, частота — его высоту. Существенной характеристикой слуха является способность дифференцировать звуки различной интенсивности по ощущению их громкос­ти. Минимальная величина ощущаемого различия звуков по их интенсивности называется дифферен­циальным порогом восприятия силы звука. В норме для средней части частотного диапазона звуко­вых волн эта величина составляет около 0,7—1,0 дБ. Поскольку слух является средством общения людей, особое значение в его оценке имеет способ­ность восприятия речи или речевой слух. Особенно важно в оценке слуха сопоставление показателей речевого и тонального слуха, что дает представле­ние о состоянии различных отделов слухового анализатора (аудиометрия). Важное значение имеет  функция пространственного слуха, заключающая­ся в определении положения и перемещения источ­ника звука в пространстве.

Обонятельный анализатор

Вид чувствительности, направленный на воспри­ятие различных пахучих веществ с помощью обо­нятельного анализатора, называется обонянием. Обоняние имеет важное значение в обеспечении бе­зопасности, люди с нарушением обоняния чаще под­вергаются риску отравления. Для многих пахучих веществ определен порог восприятия, т. е. мини­мальная величина концентрации вещества, способ­ная вызвать реакцию органа обоняния. Основными характеристиками органа обоняния являются:

— абсолютный порог восприятия — концентрация вещества, при которой человек ощущает за­пах, но не узнает его (даже для знакомых запахов);

— порог узнавания — минимальная концентрация вещества, при которой запах не только ощущается, но и узнается.

Разница между порогом восприятия и порогом узнавания для большинства веществ составляет один порядок: 10—100 мг/м³.

Качественная характеристика запаха обычно оп­ределяется как ароматный, эфирный, спиртовой, фенольный, едкий, тухлый, горелый, миндальный, мускатный, лимонный, запах фиалок, роз, гвоздик и т. д. Запахи по их характеру называются приятными, неприятными, скверными, неопределенны­ми, отвратительными, удушливыми и др.; по интенсивности их делят на слабые, умеренные, выраженные, сильные и очень сильные; по раздражающему действию — на нераздражающие, слабо раздражающие, терпимые, сильно раздражающие, невыносимые. Изменения обоняния могут протекать по типу:

— гипосмия — снижение остроты обоняния, при этом порог восприятия запаха возрастает;

— аносмия — потеря восприятия запахов;

— гиперосмия и оксиосмия — обострение обо­няния, при этом порог восприятия запаха снижа­ется.

Гипосмия может быть полной или частичной. Профессиональная гипосмия может быть функцио­нальной (адаптация к запаху, утомление органов обоняния), токсической (после вдыхания свинца, ртути, хлора и др.), респираторной (после вдыха­ния пыли), воспалительной, постинфекционной, по­сттравматической. Изменения обоняния могут быть как периферического, так и центрального проис­хождения, в зависимости от того, какое звено обо­нятельного анализатора повреждено.

Кожный анализатор

Одной из важнейших функций кожи является рецепторная. В коже заложено огромное количе­ство рецепторов, воспринимающих различные вне­шние раздражения: боль, тепло, холод, прикос­новение. На 1 см² кожи располагается приблизи­тельно 200 болевых рецепторов, 20 Холодовых, 5 тепловых и 25 воспринимающих давление, которые представляют собой периферический отдел кож­ного анализатора.

Болевые ощущения вызывают оборонительные рефлексы, в частности рефлекс удаления от раздра­жителя. Болевая чувствительность являясь сигна­лом, мобилизует организм на борьбу за самосохра­нение, под влиянием болевого сигнала перестраива­ется работа всех систем организма и повышается его реактивность.

Неболевые, механические воздействия на кожные покровы (давление) воспринимаются тактильным ана­лизатором. Тактильная чувствительность является составной частью осязания. Чувствительность различ­ных участков тела к действию тактильных раздра­жителей различна, т. е. они имеют разные пороги так­тильной чувствительности, например, минимальный порог ощущения для кончиков пальцев кистей рук — 3 мг/мм², тыльной стороны кисти — 12 мг/мм², для кожи в области пятки — 250 мг/мм².

Тактильная чувствительность совместно с другими видами чувствительности кожи может в некото­рой степени компенсировать отсутствие или недо­статочность функции других органов чувств.

Температурная чувствительность обеспечивается Холодовыми терморецепторами, с максимумом вос­приятия температуры 25—30° и тепловыми — с мак­симумом восприятия 40°. Наибольшая плотность терморецепторов в коже лица, меньше их в коже туловища, еще меньше в коже конечностей. Пере­давая информацию об изменениях температуры окружающей среды, терморецепторы играют важ­нейшую роль в процессах терморегуляции.

Двигательный анализатор

Двигательный или кинестетический анализа­тор — это физиологическая система, передающая и обрабатывающая информацию от рецепторов скелетно-мышечного аппарата и участвующая в орга­низации и осуществлении координированных дви­жений. Двигательная активность способствует адап­тации организма человека к изменениям окружа­ющей среды (климата, временных поясов, усло­вий производства и т. д.). Различные виды дви­жений характеризуются динамикой физиологичес­ких процессов, которая при их оптимизации обес­печивает наилучшее сохранение жизнедеятельности организма. Чрезмерная мобилизация функцио­нальной активности, не обеспечиваемая необходи­мым уровнем координации и активности восстано­вительных процессов в ходе работы и в течение длительного времени после ее окончания, харак­теризуется как гипердинамия. Это состояние воз­никает при чрезмерном занятии спортом или тя­желым физическим трудом, при длительных эмо­циональных стрессах. Гипердинамия развивается в результате неадекватной для функционального состояния организма мобилизации функций нервно-мышечной, сердечно-сосудистой, дыхательной и других систем и может сопровождаться рядом болезненных симптомов.

Другим полюсом двигательной активности явля­ется гиподинамия. Это состояние характеризуется снижением деятельности всех органов, систем и рас­стройством из взаимосвязи в организме. Глубоким изменениям подвергаются различные стороны об­мена веществ, снижается надежность и устойчивость организма человека при значительных функцио­нальных нагрузках и действии неблагоприятных факторов среды.

В целом, все это позволяет говорить о двигатель­ной активности человека как о процессе, во многом способствующем сохранению его здоровья и трудо­вой активности. Достижение же физического совер­шенства — важный итог всего многообразия и вза­имосвязи различных по характеру движений на всех уровнях психофозиологической регуляции целост­ного организма.

Иммунитет

Иммунитет — это невосприимчивость организма к инфекционным заболеваниям, а также к агентам и веществам, обладающим чужеродными для организма, антигенными свойствами.

Иммунные реакции носят защитный, приспосо­бительный характер и направлены на освобожде­ние организма от чужеродных антигенов, поступа­ющих в него извне и нарушающих постоянство его внутренней среды. Защитные по своей природе, ре­акции иммунитета, в силу тех или иных причин могут быть извращены и направлены на некоторые собственные, нормальные, неизмененные компонен­ты клеток и тканей, в результате чего возникают аутоиммунные болезни. Иммунные реакции могут быть причиной повышенной чувствительности орга­низма к некоторым антигенам — аллергия, анафи­лаксия.

Различают следующие виды иммунитета: врож­денный и приобретенный.

Врожденный, видовой, наследственный или есте­ственный иммунитет — это невосприимчивость од­ного вида животных или человека к заболеваниям другого вида. Например, люди невосприимчивы к чуме собак и крупного рогатого ската; у многих жи­вотных не удается вызвать заболевание корью и т. д. Существуют различные степени напряженности ви­дового иммунитета. Иногда неблагоприятные фак­торы (например, воздействие низких температур) могут снизить естественный иммунитет к опреде­ленному виду микробов.

Приобретенный иммунитет может быть есте­ственным и искусственным. В свою очередь, разли­чают активно и пассивно приобретенный естествен­ный и искусственный иммунитет.

Активно приобретенный естественный иммунитет возникает после перенесенного инфекционного забо­левания. Это наиболее прочный, продолжительный иммунитет, который поддерживается иногда всю жизнь. Активно приобретенный искусственный им­мунитет возникает в результате вакцинации живы­ми ослабленными или убитыми вакцинами (микроб­ными препаратами). Такой иммунитет возникает через 1—2 недели после вакцинации и поддержива­ется относительно долго — годами и десятками лет.

Пассивно приобретенный естественный иммуни­тет - это иммунитет плода или новорожденного, ко­торый получает антитела от матери через плацен­ту или с грудным молоком. В связи с этим ново­рожденные в течение определенного времени оста­ются невосприимчивыми к некоторым инфекциям, например, к кори.

Пассивно приобретенный искусственный имму­нитет создают путем введения в организм иммуно­глобулинов, полученных от активно иммунизиро­ванных людей или животных. Такой иммунитет ус­танавливается быстро — через несколько часов после введения иммунной сыворотки или иммуно­глобулина и сохраняется непродолжительное вре­мя — в течение 3—4 недель, т. к. организм стре­мится освободиться от чужеродной сыворотки.

Все виды иммунитета, связанные с образованием антител, носят название специфического, т. к. ан­титела действуют только против определенного вида микроорганизмов или токсинов.

К неспецифическим защитным механизмам от­носятся кожа и слизистые оболочки, которые практически непроницаемы для микробов, лизоцим (бактерицидное вещество кожи и слизистых обо­лочек), реакция воспаления, бактерицидные свой­ства крови и тканевой жидкости, реакции фагоци­тоза.

1.2. Основы физиологии труда

Физиология труда — это наука, изучающая из­менения функционального состояния организма че­ловека под влиянием его трудовой деятельности и обосновывающая методы и средства организации трудового процесса, направленные на поддержание высокой работоспособности и сохранение здоровья работающих.

Основными задачами физиологии труда являются:

— изучение физиологических закономерностей трудовой деятельности;

— исследование физиологических параметров организма при различных видах работ;

— разработка практических рекомендаций и ме­роприятий, направленных на оптимизацию трудо­вого процесса, снижение утомляемости, сохранение здоровья и высокой работоспособности в течение продолжительного времени.

В процессе трудовой деятельности человеку приходится выполнять различные виды работ. Исторически сложилось деление на физический и умственный труд, которое с физиологической точки зрения условно. Никакая мышечная дея­тельность невозможна без участия центральной нервной системы, как регулирующей и координирующей все процессы в организме, в то же вре­мя нет такой умственной работы, при которой отсутствует мышечная деятельность. Различие трудовых процессов проявляется лишь в преоб­ладании деятельности мышечной системы или центральной нервной системы. В настоящее вре­мя, в связи с механизацией и автоматизацией производственных процессов, физическое напря­жение в трудовой деятельности играет все мень­шую роль и значительно возрастает роль выс­шей нервной деятельности.

В основе любого трудового действия лежит целе­вая установка, на базе которой в центральной не­рвной системе создается определенная программа действий, реализующаяся в системно организован­ном поведенческом акте. Такие запрограммирован­ные действия носят название динамического стереотипа. Сущность динамического стереотипа заключается в том, что в ЦНС формируются длительно текущие нервные процессы, соответствующие про­странственным, временным и порядковым особен­ностям воздействия на организм внешних и внут­ренних раздражителей. При этом обеспечивается точность и своевременность реакции организма на привычные раздражители, что особенно важно в формировании различных трудовых навыков. На­личие динамического стереотипа исключает излиш­ние действия в процессе выполнения работы, «экономит» энергию и отдаляет наступление утомления. Кроме того динамический стереотип обеспечивает приспособление организма к меняющимся услови­ям трудовой деятельности.

В процессе трудового действия в ЦНС поступает информация о ходе выполнения программы, на ос­новании которой возможны текущие поправки к действиям. Точность программирования и успеш­ность выполнения программы зависят от опыта и количества предшествующих повторений этого дей­ствия, то есть автоматизма или навыков.

В ходе трудового процесса активизируются раз­личные физиологические системы. Если преобладают физические усилия, то прежде всего ак­тивизируется мышечная система и система так называемого вегетативного обеспечения мышечной деятельности (кровообращение, дыхание); при интенсивной физической работе возрастает уровень обменных процессов, количество потреб­ляемого в минуту кислорода, минутный объем и частота дыхания, число сердечных сокращений и т. д.

В процессе умственной деятельности активизи­руются различные отделы коры головного мозга, в которых возрастает кроваток и потребление кисло­рода; при увеличении степени умственного или эмо­ционального напряжения наблюдается учащение пульса, повышение артериального давления, возра­стает интенсивность обменных процессов.

В физиологии труда важнейшими являются по­нятия работоспособности и утомления.

Под работоспособностью понимают потенциаль­ную возможность человека выполнять на протяже­нии заданного времени и с достаточной эффектив­ностью работу определенного объема и качества. Под влиянием множества факторов работоспособность

изменяется во времени и условно подразделяется на следующие фазы:

1 фаза — фаза врабатываемости, в этот период повышается активность центральной нервной сис­темы, возрастает уровень обменных процессов, уси­ливается деятельность сердечно-сосудистой системы, что приводит к нарастанию работоспособности;

2 фаза — фаза относительно устойчивой рабо­тоспособности, в этот период отмечается оптималь­ный уровень функционирования ЦНС, эффектив­ность труда максимальная;

3 фаза — фаза снижения работоспособности, свя­занная с развитием утомления.

Продолжительность каждой из этих фаз зависит как от индивидуальных особенностей ЦНС, так и от условий среды, в которых совершается работа, от вида и характера деятельности, от эмоциональ­ного и физического состояния организма. Понима­ние процессов изменения работоспособности позволяет предупредить или отдалить наступление утом­ления. Например, у студентов первых курсов выс­ших учебных заведений в соответствии с биологи­ческими ритмами «пик» работоспособности прихо­дится на 11 часов утра; фаза относительно устой­чивой работоспособности наблюдается приблизи­тельно до 16 часов, а затем начинается третья фаза — снижение работоспособности. В соответствии с этим, основной задачей является продление второй фазы, оно может быть достигнуто целым комплек­сом мероприятий, среди которых наиболее эффек­тивными являются смена видов деятельности, про­изводственная гимнастика, перерывы в работе и так далее, то есть все мероприятия, направленные на предупреждение утомления.

Утомление — это снижение работоспособности, наступающее в процессе работы. Если в работе преобладает умственное напряжение, утомление харак­теризуется снижением внимания, продуктивности умственного труда, увеличением количества допус­каемых ошибок, утомлением анализаторов. Если преобладают в работе физические усилия, утомле­ние проявляется в снижении мышечной силы.

Существует ряд теорий утомления: теория ис­тощения в мышцах энергетических запасов, тео­рия «отравления» организма молочной кислотой и др. Однако, на основании работ И.П. Павлова, Н.Е. Введенского, И.М. Сеченова, А.А. Ухтомского было доказано, что прекращение работы вследствие утомления зависит от состояния центральной не­рвной системы. При длительном возбуждении оп­ределенных участков нервной системы наступает перевозбуждение и торможение условных рефлексов. Торможение позволяет клеткам не реагировать на поступающие импульсы, вследствие чего прекраща­ется активная деятельность; торможение является мерой предупреждения функционального истоще­ния клеток. Утомление может накапливаться изо дня в день и перерасти в переутомление.

Переутомление — это патологическое состояние, болезнь, которая не исчезает после обычного отды­ха, требует специального лечения.

Важное место в вопросах физиологии труда за­нимают понятия тяжести и напряженности труда.

Понятие тяжесть чаще всего относят к работам, при выполнении которых преобладают мышечные усилия. Критериями тяжести труда при динамичес­кой нагрузке являются: мощность внешней меха­нической работы, максимальная величина подни­маемых вручную грузов, величина ручного грузо­оборота за смену, частота шагов в одну минуту, наклоны туловища свыше 50° в 1 мин. при работе стоя; при статической нагрузке тяжесть труда оце­нивают по величине статической нагрузки в кГ/с при удержании усилия одной рукой, двумя руками, с участием мышц корпуса и ног, времени пребыва­ния в вынужденной позе.

Понятие напряженность труда чаще относят к работам с преобладанием нервно-эмоционального напряжения. Критериями напряженности труда яв­ляются: напряжение внимания (число производ­ственно-важных объектов наблюдения, длительность сосредоточенного наблюдения в процентах от общего времени смены, плотность сигналов или сооб­щений в среднем в 1 час), эмоциональное напряже­ние, напряжение анализаторов, объем оперативной памяти, интеллектуальное напряжение, монотон­ность работы.

Существует способ оценки тяжести работы по по­треблению кислорода и энерготратам (табл. 3).

Таблица 3

 

Характер работы	потребление кисло­рода, л/мин	энерготраты, ккал/мин
Легкая	до 0,5	до 2,5
Средней тяжести	от 0,5 до 1,0	2,5-5,0
Тяжелая	1,0 и выше	выше 5

 

Напряженность труда в каждом конкретном случае зависит как от тяжести (будь то умственный или физический труд), так и от индивидуальных особенностей работающего. Труд одинаковой тяжести может вызвать у разных людей разную степень напряженности. Ряд исследователей полагают, что состояние утомления развивается через напряжение, степень утомления может служить критерием рабочего напряжения.

При физической работе важное значение имеет правильная организация рабочих движений, чере­дование статических и динамических усилий. Ста­тические мышечные усилия характеризуются пре­обладанием напряжения над расслаблением. При этом работа мышц осуществляется в анаэробных, то есть в бескислородных условиях. Клетки и ткани мышц получают энергию в результате диссимиляции, расщепления сложных органических веществ до углекислого газа и воды. Примером может слу­жит гликолиз — расщепление глюкозы, которое протекает в 2 основных этапа — бескислородный и кислородный.

На бескислородном этапе молекула глюкозы рас­щепляется до молочной кислоты, причем выделя­ется небольшое количество энергии и образуется всего 2 молекулы АТФ. АТФ — основное энергети­ческое вещество клетки, единица измерения энер­гии в клетке, все процессы превращения энергии сопровождаются синтезом или распадом АТФ. При статистических усилиях, когда мышцы сжаты, кро­веносные сосуды сдавлены, в клетки не поступает кислород, гликолиз останавливается на бескисло­родном этапе, энергия не образуется, в клетках на­капливается молочная кислота (С₃Н_б0₃), появляет­ся чувство утомления, боль в мышцах. При чере­довании напряжения мышц и расслабления глико­лиз идет в два этапа, молочная кислота расщепля­ется до углекислого газа и воды и при этом клетка получает почти в 20 раз больше энергии — 38 мо­лекул АТФ.

Таким образом, при правильном чередовании ста­тических и динамических усилий можно добиться преобладания кислородного расщепления над бескислородным, что способствует более длительному сохранению работоспособности. В этой связи исклю­чительно важной является физиологическая раци­онализация, основными направлениями которой, являются: рациональная организация трудового процесса, создание условий для быстрого овладе­ния трудовыми навыками, рациональная органи­зация режимов труда и отдыха.

Решению этих задач служит эргономика — научная дисциплина, изучающая трудовые процессы с целью оптимизации орудий и условий труда, по­вышения эффективности трудовой деятельности и сохранения здоровья работающих.

Основным объектом эргономики является слож­ная система «человек-машина», в которой ведущая роль принадлежит человеку. Эргономика тесно свя­зана с инженерной психологией, которая рассмат­ривает требования, предъявляемые к психическим особенностям человека, проявляемым при его вза­имодействии с техническими средствами. Эргономика осуществляет системный подход к трудовым процессам и оперирует эргономическими показате­лями: гигиеническими, антропометрическими, фи­зиологическими, психофизиологическими, эстетическими.

Эргономическая биомеханика на основе антро­пометрических признаков (размеры тела, конечностей, головы, кистей, стопы, угла вращения в суставах, досягаемости руки) дает рекомендации по организации рабочего места, конструированию ин­струмента и оснастки.

Требования технической эстетики реализуются с помощью дизайна (художественного конструирова­ния оборудования), его цветового оформления, офор­мления графических средств информации, конст­руирования спецодежды и обуви. При этом создаются условия для оптимальных зрительных нагрузок, гармонии в эмоциональном содержании трудовых процессов, обеспечивается наименьшая травмоопасность и минимальные вредные психологические воздействия трудового процесса.

Для современного этапа НТР характерна неза­вершенность автоматизации и механизации труда, в связи с чем имеют место неблагоприятные условия труда и профессиональные заболевания. Например, было установлено, что операторы клавишных ЭВМ работают в неудобной позе, которая характе­ризуется сильным наклоном головы вперед (59° от вертикали) и положением рук на весу с отведением от корпуса под утлом 87°. Эта поза обусловливает многочисленные жалобы операторов на постоянные боли в области спины, шеи, плечевого пояса, пред­плечья, кисти.

Мышечная усталость, например, у операторов дисплеев связана с наклоном головы и верхней час­ти туловища вперед, что приводит за 60 минут к перенапряжению мышц шеи, межлопаточной об­ласти, сгибателей предплечья. Неудобная поза приводит к возникновению дополнительных движений, перемене положения тела, что ускоряет наступле­ние утомления и ведет к снижению качества труда.

Общие принципы гигиенического нормирования производственных факторов распространяются на всех работающих. Вместе с тем необходимо учиты­вать биологические, анатомо-физиологические, био­химические и другие особенности женского организма и организма подростков. Например, женщины в сравнении с мужчинами в среднем имеют меньший рост (на 10—15 см), массу тела (на 10—12 кг), мень­шие размеры и массу сердца (на 25—30%), ударный объем сердца и минутный объем крови (на 20—30%), меньшую жизненную емкость легких, массу мышеч­ной ткани, ее сократительную способность и способ­ность к тренировке. Работа, которую могут выпол­нять женщины, составляет в среднем 60—70% от той, которую может выполнять средний мужчина. Выраженные половые различия в напряжении фи­зиологических функций, меньшая работоспособность и производительность труда, развитие в более ран­ние сроки некомпенсированного утомления, значи­тельная частота нарушений в осуществлении специ­фических функций (вынашивание беременности, про­текание родов) являются основанием для включения в классификацию тяжести и напряженности труда градаций по половому признаку. Установлены гра­дации по воздействию микроклимата, химических веществ, воздействию шума и вибрации.

Важное значение для сохранения и стабилизации трудовых резервов общества имеет правильная орга­низация труда подростков, у которых имеет место несовершенство процессов возбуждения и торможе­ния в центральной нервной системе, незавершен­ность анатомического и физиологического формирования двигательного аппарата, утомление насту­пает быстрее. Особенно важен в этом случае про­фессиональный отбор и профессиональная ориен­тация. Профессиональный отбор по медицинским показателям должен основываться на точном вы­яснении требований трудового процесса к степени функционального напряжения различных физиоло­гических систем. Лица с недостаточно развитыми, слабыми физиологическими системами не должны допускаться к работам, при которых требуется зна­чительное напряжение именно этих физиологичес­ких систем, при условии, что она не может быть ликвидирована в процессе подготовки к тому или иному виду деятельности. Это позволяет сохранить функциональные резервы здоровья у значительной группы работающих. Профессиональная ориента­ция, учитывающая склонности и личностные осо­бенности будущего работника и соответствие их ха­рактеру трудовой деятельности, позволяет человеку иметь работу по душе, по способностям, и, следова­тельно, такой труд будет для него менее утомитель­ным. Важное значение имеют также режимы труда и отдыха, соответствующие возрасту, более частые перерывы в работе, включение в режим прогулок, элементов двигательной активности, смена деятель­ности, положительные эмоции.

1.3. Микроклимат и комфортные условия жизнедеятельности

Говоря о биосфере в целом, необходимо отметить, что человек обитает в самом нижнем, прилегающем к Земле слое атмосферы, который называется тропосферой.

Атмосфера является непосредственно окружаю­щей человека средой и этим определяется ее перво­степенное значение для осуществления процессов жизнедеятельности.

Тесно соприкасаясь с воздушной средой, организм человека подвергается воздействию ее физических и химических факторов: состава воздуха, темпера­туры, влажности, скорости движения воздуха, ба­рометрического давления и др. Особое внимание сле­дует уделить параметрам микроклимата помеще­ний — аудиторий, производственных и жилых зданий. Микроклимат, оказывая непосредственное воздействие на один из важнейших физиологичес­ких процессов — терморегуляцию, имеет огромное значение для поддержания комфортного состояния организма.

Терморегуляция — это совокупность процессов, обеспечивающих равновесие между теплопродукци­ей и теплоотдачей, благодаря которому температу­ра тела человека остается постоянной.

Теплопродукция организма (производимое тепло) в состоянии покоя составляет для «стандартного че­ловека» (масса 70 кг, рост 170 см, поверхность тела 1,8 м²) до 283 кДж в час. При легкой физической работе — более 283 кДж в час, при работе средней тяжести — до 1256 кДж в час и при тяжелой — 1256 и более кДж в час. Метаболическое, лишнее тепло должно удаляться из организма.

Нормальная жизнедеятельность осуществляется в том случае, если тепловое равновесие, т. е. соответствие между теплопродукцией вместе с тепло­той, получаемой из окружающей среды, и теплоот­дачей достигается без напряжения процессов тер­морегуляции. Отдача тепла организмом зависит от условий микроклимата, который определяется ком­плексом факторов, влияющих на теплообмен: тем­пературой, влажностью, скоростью движения воз­духа и радиационной температурой окружающих человека предметов.

Чтобы понять влияние того или иного показателя микроклимата на теплообмен, нужно знать основ­ные пути отдачи тепла организмом. При нормаль­ных условиях организм человека теряет примерно 85% тепла через кожу и 15% тепла расходуется на нагревание пищи, вдыхаемого воздуха и испарение воды из легких. 85% тепла, отдаваемого через кожу, распределяется следующим образом: 45% прихо­дится на излучение, 30% на проведение и 10% на испарение. Эти соотношения могут изменяться в зависимости от условий микроклимата.

Потеря тепла телом человека путем излучения может ориентировочно оцениваться по закону Стефана-Больцмана и рассчитывается по формуле:

где Е — энергия электромагнитного излучения с единицы поверхности тела в единицу вре­мени;

К — коэффициент;

T₁ — абсолютная температура кожи человека;

Т₂ — абсолютная температура окружающих по­верхностей.

Из уравнения следует, что при Т₁ > Т₂ радиационный баланс отрицательный, человек теряет тепла больше, чем получает; при Т₁ < Т₂ — радиационный баланс положительный, человек получает тепла больше, чем отдает, при этом возможно перегрева­ние организма. На потерю тепла излучением не вли­яют температура воздуха, его подвижность, отно­сительная влажность, а только температура окру­жающих предметов. Электромагнитное излучение испускается любыми нагретыми телами и при тем­пературе тела человека лежит в области инфракрас­ных, тепловых волн.

Потеря тепла проведением осуществляется в ре­зультате соприкосновения тела человека с окружа­ющим воздухом (конвекция) или с окружающими предметами (кондукция). Основное количество теп­ла теряется конвекцией. Эта потеря прямо пропор­циональна разности между температурой тела и тем­пературой окружающего воздуха — чем больше раз­ница, тем больше теплоотдача. Если температура воздуха возрастает, потеря тепла конвекцией умень­шается и при температуре 35—36° С прекращается. Потеря тепла конвекцией увеличивается при уве­личении скорости движения воздуха, которая не дол­жна превышать 2—3 м/сек, так как это может при­вести к переохлаждению организма. Ускоряет теп­лоотдачу повышение влажности воздуха, влажный воздух более теплоемкий.

Потеря тепла испарением зависит от количе­ства влаги (пота), испаряющейся с поверхности тела. При испарении 1г влаги организм теряет 2,43 кДж тепла, при нормальных условиях с поверхности кожи человека испаряется около 0,5 л влаги в сутки, с которыми отдается около 1200 кДж энергии.

С повышением температуры воздуха и окружаю­щих поверхностей потеря тепла излучением и кон­векцией уменьшается и резко увеличивается тепло­отдача испарением. Если температура внешней сре­ды выше, чем температура тела, то единственным путем теплоотдачи остается испарение. Количество пота может достигать 5—10 л в день. Этот вид теп­лоотдачи очень эффективен, если есть условия для испарения пота: уменьшенная влажность и увели­ченная скорость движения воздуха. Таким обра­зом, при высокой температуре окружающей среды увеличение скорости движения воздуха является благоприятным фактором. При низких температу­рах воздуха увеличение его подвижности усиливает теплоотдачу конвекцией, что неблагоприятно для организма, т. к. может привести к переохлажде­нию, простуде и отморожениям. Большая влаж­ность воздуха (свыше 70%) неблагоприятно влия­ет на теплообмен как при высоких, так и при низ­ких температурах. Если температура воздуха выше 30° (высокая), то большая влажность, затрудняя испарение пота, ведет к перегреванию. При низ­кой температуре высокая влажность способствует сильному охлаждению, т. к. во влажном воздухе усиливается отдача тепла конвекцией. Оптималь­ная влажность, таким образом, составляет 40—60%.

В соответствии с действующими в настоящее вре­мя санитарными правилами и нормами (СанПин 2.2.4.548-96) установлены гигиенические требова­ния к микроклимату производственных помещений с учетом категории работ по уровню энерготрат (табл. 4, 5, 6)

Допустимые нормы параметров микроклимата в производственных помещениях для постоянных ра­бочих мест представлены в таблице 6.

При комфортном микроклимате физиологичес­кие процессы терморегуляции не напряжены, теплоощущение хорошее, функциональное состояние нервной системы оптимальное, физическая и умственная работоспособность высокая, организм ус­тойчив к воздействию негативных факторов среды.

Таблица 4

---

Дата добавления: 2018-10-26; просмотров: 556; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!