Физиология человека. В 3-х томах. Т. Пер с англ./ под ред. Р. Шмидта и Г. Тевса. М.: Мир, 1996. 198 с icon

Физиология человека. В 3-х томах. Т. Пер с англ./ под ред. Р. Шмидта и Г. Тевса. М.: Мир, 1996. 198 с




НазваФизиология человека. В 3-х томах. Т. Пер с англ./ под ред. Р. Шмидта и Г. Тевса. М.: Мир, 1996. 198 с
Сторінка10/42
Дата21.09.2012
Розмір7.64 Mb.
ТипДокументи
1   ...   6   7   8   9   10   11   12   13   ...   42
^

26.3. Реакции организма

на нефизические нагрузки

Реакции на нервно-психические нагрузки

Интенсивность энергетического обмена возрастает также и во время преодоления нервно-психических нагрузок, однако причиной этого служит повышенный мышечный тонус, а не усиленный обмен веществ в головном мозгу (см. с. 628 и далее). Во многих случаях выявляются вегетативные реакции, подобные тем, что связаны с выполнением физической работы: повышенная частота сердечных сокращений и увеличенный минутный объем дыхания, усиленный кровоток в коже с уменьшением электрического сопротивления, повышенное потоотделение и секреция большего количества адреналина при соответственно возросшей экскреции с мочой ванилилминдальной кислоты [40].

Сочетанные нервно-психические и физические рабочие нагрузки очень характерны для современной жизни, однако количественное изучение таких ситуаций сопряжено с трудностями. Были предприняты отдельные попытки оценить вызываемое ими на-





Рис. 26.14. Изменения частоты сокращений сердца при статической работе различной интенсивности (поддержка груза обеими руками) (по [43])

^ 698 ЧАСТЬ VII. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БАЛАНС, РАБОТА И ВЛИЯНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

пряжение путем регистрации физиологических реакций. Однако такие данные никоим образом не дают возможности проанализировать психологическую и психофизическую работ} столь же надежно, как чисто физическую.

Некоторые ситуации воздействуют преимущественно на эмоции; при реакциях на эмоциональные нагрузки у людей наблюдаются те же симптомы, что и при умственной работе,-тахикардия, гипервентиляция, потоотделение (вызванные, например, страхом или возбуждением) и т.п. Происходит также существенная стимуляция симпато-адреналовой системы [40], причем соотношение количества выделяемого адреналина и норадреналина варьирует в некоторых пределах. Состояния чрезвычайного беспокойства или сильного страха не только вызывают резко выраженную эрготропную реакцию (немедленный ответ) в течение нескольких секунд (Кэннон [35] назвал ее реакцией тревоги), но часто обусловливают также и стимуляцию парасимпатической нервной системы. Последний эффект может приводить в таких ситуациях к непроизвольной дефекации и мочеиспусканию или даже остановке сердца.
^

26.4. Пределы работоспособности

Факторы, ограничивающие работоспособность

Основываясь на физиологических реакциях в качестве критериев (например, на частоте сокращений сердца; с. 691), различают физически утомительную работу и работу, не вызывающую утомления. Если организм не имеет достаточного отдыха после утомительной работы, развиваются функциональные нарушения и заболевания; они составляют «синдром перегрузки» (с. 702). Рабочая нагрузка, которую человек в состоянии преодолевать, т. е. его работоспособность, ограничена тремя основными факторами: количеством энергии, имеющимся в мышцах, снабжением мышц кислородом и способностью организма к терморегуляции (см. с. 674 и далее).

^ Наличие энергии в мышце. При работе, вызывающей утомление, работоспособность лимитируют те процессы, за счет которых мышца может получать энергию (см. с. 690); вклад же последних зависит от интенсивности и длительности работы. Основной принцип состоит в том, что, чем меньше длительность работы, тем больше достигаемый уровень работоспособности (рис. 26.15) и ниже относительная доля энергии, получаемой анаэробным путем (рис. 26.4; с. 690). Этот принцип применим как к динамической (ср. рис. 24.6, с. 658), так и к статической работе.

Полезно рассмотреть три категории продолжительности работы, хотя границы между ними определены произвольно.




Рис. 26.15. Связь между максимальной продолжительностью работы и усилием, прилагаемым при статической работе (по [23])

^ Кратковременная работа (длительностью приблизительно до 20 с). В этом случае основное значение имеют внутриклеточные запасы АТФ и креатинфосфата (КФ). Эти макроэргические фосфорные соединения могут обеспечить количество энергии, достаточное для максимальной работоспособности, в течение первых 15-20 с работы.

^ Работа средней длительности. Наименее продолжительная работа, относящаяся к этой категории, (приблизительно до 1 мин) обеспечивается энергией преимущественно за счет анаэробного процесса-гликолиза (после использования запасов АТФ и КФ и повышения интенсивности гликолиза). Таким образом, факторами, ограничивающими возможность выполнения работы, являются способность мышцы к метаболизму по гликолитическому пути и возникающий вследствие накопления лактата ацидоз. При наиболее продолжительных работах, относящихся к данной категории (приблизительно до 6 мин), все большая доля энергии обеспечивается за счет аэробных процессов метаболизма, поэтому работоспособность все меньше лимитируется скоростью анаэробного обмена и все больше-скоростью аэробного.

^ Длительная работа (работа, требующая выносливости; около 6 мин и более). При длительной работе преобладает аэробный энергетический обмен. Работоспособность ограничена в основном связанными с ним факторами метаболическими резервами и запасами гликогена в мышечных клетках, а также снабжением кислородом и субстратами за счет деятельности сердечно-сосудистой системы. Поэтому при длительной работе решающее значение для выполнения задач, требующих выносливости, имеют работа сердца (в качестве насоса) и резервы аэробного метаболизма. Только тогда, когда работа выполняется с умеренной интенсивностью в течение нескольких часов подряд, ее длительность ограничивается исчерпанием запасов гликогена.

^ Снабжение мышцы кислородом. Количество кислорода, поступающее в мышцу, зависит в основном от скорости кровотока в ней. При динамической работе, в которой участвуют большие группы мышц (более 1/7 объема всей мускулатуры), работоспо-

^ ГЛАВА 26. ФИЗИОЛОГИЯ ТРУДА 699

собность зависит от местного кровотока менее, чем от максимального сердечного выброса [19]. Во время статической работы местный кровоток в мышце все более падает, по мере того как развиваемое усилие превышает приблизительно 30% максимального, а при усилии выше 70% изометрического максимума он блокируется. При высокой интенсивности статических сокращений, однако, максимальная длительность сокращения столь мала, что снабжение кислородом неадекватно. Снабжение мускулатуры кислородом может также уменьшаться, если во вдыхаемом воздухе недостаточно кислорода (на большой высоте, с. 711), имеются нарушения газообмена или низка концентрация гемоглобина в крови. Однако у здорового человека в нормальных условиях (фракция О2 во вдыхаемом воздухе равна 0,2095) количество кислорода, достигающее мышц, лимитируется не дыханием, а главным образом максимальным сердечным выбросом. Даже при работе, вызывающей истощение, минутный объем дыхания увеличивается приблизительно лишь до уровня 80% максимального [9]. Очевидно, таким образом, что ни общепринятый показатель «жизненная емкость легких», ни какой-либо другой показатель дыхательной функции не могут в действительности отражать работоспособность здорового человека.

^ Работоспособность в условиях повышенной температуры среды. Пониженная работоспособность на жаре обусловлена падением объема крови в сосудах внутри грудной клетки, а не увеличением кровотока в сосудах кожи, которое выражено лишь в покое (с. 696). Факторами, лимитирующими работоспособность на жаре, служат подъем температуры внутренних областей тела и нарушение водно-солевого баланса. Характер нарушений, возникающих по мере подъема температуры внутренних областей тела, зависит от температуры окружающей среды, величины потерь солей и жидкости и интенсивности работы, поэтому невозможно точно определить предел устойчивости относительно внутренней температуры. Ректальная температура, однако, не должна превышать 38 °С при длительной работе в условиях жары (опасность теплового коллапса). В тех видах спорта, где требуется выносливость, например при марафонском беге, организм может переносить подъем ректальной температуры до 41 °С [9], однако при более высоких температурах имеется риск теплового удара (центральный нервный коллапс, с. 685).
^
Особые пределы работоспособности

Предел утомительной работы и максимальная работоспособность. Часто проводят различие между легкой, неутомительной работой и тяжелой рабо-

той, приводящей к утомлению. Это различие основано на представлении о том, что имеются два диапазона работоспособности, границу между которыми называют пределом утомительной работы (утомления) [9, 19]. Считается, что работа находится ниже этой границы, когда ее можно выполнять по меньшей мере в течение 8 ч без признаков мышечного утомления (легкая неутомительная работа в пределах выносливости); в этих пределах обмен веществ и кровоток в мышцах сбалансированы. Такую рабогу, например, все время выполняют сердечная и дыхательная мускулатура.

Выше предела утомления находится область максимальной работоспособности. Выполнение работы в этой области лимитировано временем, так как обмен веществ и кровоток в этом случае не сбалансированы. Чем длительнее работа, тем ниже максимальная работоспособность, и наоборот (рис. 26.15). Это соотношение основано на том, что в течение коротких интервалов времени большая часть энергии для мышечной работы может быть получена в анаэробных, а не в аэробных процессах (рис. 26.4, с. 691), и чем выше потребность в энергии, тем быстрее наступает истощение.

Предел утомительной работы варьирует в зависимости от индивида. Поэтому вопрос о том, легкая данная работа или тяжелая, не может быть решен на основании некой абсолютной меры рабочей нагрузки; важно оценить реальную работоспособность конкретного человека. Для работы, превышающей предел утомления, степень усталости зависит от максимальной работоспособности человека в данный момент. Как предел утомительной работы, так и максимальную работоспособность можно изменить путем тренировки (см. ниже).

^ Предел утомительной работы при динамической работе. Работа с нагрузкой ниже предела утомления характеризуется следующими особенностями [19]: частота сокращений сердца-постоянная рабочая частота сокращений сердца, не возрастающая в связи с утомлением (ниже 130 ударов в 1 мин у нетренированных людей в возрасте 20-30 лет), пульсовая сумма восстановления - менее 100 ударов, время восстановления-менее 5 мин; другие характеристики потребление кислорода на постоянном уровне (стационарное состояние), кислородный долг менее 4 л. отсутствие заметного увеличения уровня лактата в крови (предельная величина: 2,2 ммоль/л). У нетренированных мужчин в возрасте 20-30 лет предел утомления для работы, выполняемой на велоэргометре, составляет около 100 Вт, что соответствует потреблению кислорода, равному 1,5 л/мин. Работа с нагрузкой, превышающей этот уровень, лимитируется только что описанными факторами (с. 698).

^ Предел работы у спортсменов. По концентрации лактата в плазме можно в определенной степени судить о метаболическом состоянии работающих мышц. В спор-

^ 700 ЧАСТЬ VII ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БАЛАНС, РАБОТА И ВЛИЯНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ



Рис. 26.16. Аэробно-анаэробный переход и анаэробный порог при их определении по концентрации лактата в крови. Данные частоты сокращений сердца приведены для спортсмена, тренированного на выносливость (по [21] с изменениями)

тивной медицине оказалось полезным определять аэробноанаэробный переход, соответствующий подъему концентрации лактата до 2 ммолъ/л, и анаэробный порог, означающий его концентрацию 4 ммолъ/л (рис. 26.16). Анаэробный порог можно назвать пределом спортивной работы, потому что у спортсменов, деятельность которых требует выносливости, он служит хорошим показателем мышечной работоспособности. Однако этот предел не идентичен пределу утомительной работы, который более точно соответствует аэробно-анаэробному переходу.

^ Предел утомления при статической поддерживающей работе. В течение длительного времени пределом для статической поддерживающей работы (сила сокращения, превышение которой приводит к нарушению метаболического баланса, т.е. предел утомления) считали уровень 15% максимального усилия (рис. 26.15). В соответствии с результатами недавно проведенных исследований, однако, представляется очень вероятным, что предел утомления для статической поддерживающей работы лежит ниже; в зависимости от индивида он находится на уровне от 5 до 10% максимальной силы. Расхождения определяются, вероятно, типом мышечных волокон, из которых состоит конкретная мышца, как показано на рис. 26.17 для максимальной длительности поддерживающей работы с нагрузкой 50% максимального усилия.
^
Градации работоспособности

Еще одна характеристика работоспособности, дополнительная к выносливости (предел утомления) и максимальной работоспособности, отражает необходимое для выполнения задачи волевое усилие. По этому признаку различают четыре ступени работоспособности [5]. Самая низшая ступень связана с автоматическими действиями-прочно усвоенными стереотипами движений, которые можно произвольно начинать или останавливать, но в остальном совершаемыми автоматически. Следующая ступень соответствует так называемой физиологической го-

товности, т. е. деятельности при непрерывном контроле со стороны воли, никогда не становящейся столь интенсивной, чтобы вызывать ощущение напряжения или утомления. Нормальные резервы работоспособности, реализуемые при нагрузке, превышающей этот уровень, доступны только за счет усилия воли; работа в пределах этой ступени вызывает утомление. Четвертая, высшая ступень обусловлена резервами, которые защищены функциями вегетативной нервной системы и не могут быть мобилизованы даже при самой сильной произвольной попытке, а доступны организму лишь в экстренных ситуациях (с. 702).

^ Работоспособность при болезненных состояниих.

Некоторые болезни сопровождаются снижением работоспособности или сопряжены с риском того, что физическая активность может стать дополнительным повреждающим фактором (например, причиной инфаркта миокарда у бегуна трусцой). Не всякий человек может выдержать нагрузку, соответствующую своей работоспособности, даже при физической работоспособности, превышающей средний уровень, особенно когда из-за хронических заболеваний (например, некоторых видов патологии сердца) физическая активность может служить и значительным фактором риска для здоровья.

В связи с этим следует отметить различия между работоспособностью и переносимостью нагрузки. ^ Предел переносимости нагрузки соответствует работоспособности, на которую человек способен без риска для его здоровья. Конечно, нет нужды советовать хроническим больным избегать всех физических или спортивных нагрузок. Однако эффекты тщательно подобранной спортивной нагрузки при некоторых заболеваниях-таких, как сахарный диабет, гипертоническая болезнь и заболевания коронарных сосудов сердца,-не всегда столь отчетливы, как это показано





Рис. 26.17. Статическая выносливость мышцы при удержании груза с усилием, равным 50% максимальной изометрической силы, как функция процентного содержания медленных мышечных волокон в мышцв (по [37])

^ ГЛАВА 26. ФИЗИОЛОГИЯ ТРУДА 701

на рис. 26.13; часто в большей степени оказывается затронутой психо-социальная область. В связи с имеющимся риском контроль за физической активностью больного должен осуществлять врач, даже если человек обладает работоспособностью, превышающей среднюю. Аналогичным образом при текущих медицинских обследованиях рабочих не следует физическую работоспособность, превышающую средний уровень, автоматически принимать за признак особо хорошего здоровья. Работоспособность и состояние здоровья лишь до определенной степени соответствуют друг другу.
1   ...   6   7   8   9   10   11   12   13   ...   42

Схожі:

Физиология человека. В 3-х томах. Т. Пер с англ./ под ред. Р. Шмидта и Г. Тевса. М.: Мир, 1996. 198 с iconФизиология человека. В 3-х томах. Т. Пер с англ./ под ред. Р. Шмидта и Г. Тевса. М.: Мир, 1996. 313 с
Физиология человека: в 3-х томах / пер с англ под ред. Р. Шмидта и Г. Тевса. – М.: Мир. 1996.]
Физиология человека. В 3-х томах. Т. Пер с англ./ под ред. Р. Шмидта и Г. Тевса. М.: Мир, 1996. 198 с iconРуководство по терапевтической гомеопатии: Пер с англ. М.: Атлас, 1994. 205 с
Аллен Х. К. Основания и показания к назначению и характеристики ведущих гомеопатичекских препаратов и нозодов со сравнением их патогенезов:...
Физиология человека. В 3-х томах. Т. Пер с англ./ под ред. Р. Шмидта и Г. Тевса. М.: Мир, 1996. 198 с iconЛітература
...
Физиология человека. В 3-х томах. Т. Пер с англ./ под ред. Р. Шмидта и Г. Тевса. М.: Мир, 1996. 198 с iconГлоссарий Глоссарий взят из книги Брамм П., Брамм Д. Микропроцессор 80386 и его программирование: Пер с англ. М.: Мир, 1990,-448 с. Абсолютный адрес
Глоссарий взят из книги Брамм П., Брамм Д. Микропроцессор 80386 и его программирование: Пер с англ. М.: Мир, 1990,-448 с
Физиология человека. В 3-х томах. Т. Пер с англ./ под ред. Р. Шмидта и Г. Тевса. М.: Мир, 1996. 198 с iconПустыльник Е. И. Статистические методы анализа обработки наблюдений
Базара М., Шетти К. Нелинейное программирование. Теория и алгоритмы: Пер с англ. М.: Мир, 1982. – 583 С
Физиология человека. В 3-х томах. Т. Пер с англ./ под ред. Р. Шмидта и Г. Тевса. М.: Мир, 1996. 198 с iconСписок рекомендованої літератури
Дункан Д. У. Основополагающие идеи в менеджменте. Уроки основоположников менеджмента и управленческой практики / Пер с англ. — М.:...
Физиология человека. В 3-х томах. Т. Пер с англ./ под ред. Р. Шмидта и Г. Тевса. М.: Мир, 1996. 198 с iconСписок рекомендованої літератури
Дункан Д. У. Основополагающие идеи в менеджменте. Уроки основоположников менеджмента и управленческой практики / Пер с англ. — М.:...
Физиология человека. В 3-х томах. Т. Пер с англ./ под ред. Р. Шмидта и Г. Тевса. М.: Мир, 1996. 198 с iconО.І. Рогач [та ін.]; pа ред. О.І. Рогача. К.: Либідь,2003. 784с. Isbn 966-06-0293-6
Мировые финансы[Текст]: пер с англ./ М. В. Энг, Ф. А. Лис, Л. Д. Мауер. М.: ДеКА,1998. 736с. Алф указ.: с. 722-734. Isbn 5-89645-004-4(рус.):...
Физиология человека. В 3-х томах. Т. Пер с англ./ под ред. Р. Шмидта и Г. Тевса. М.: Мир, 1996. 198 с iconУчебник для вузов системы мвд/ : в 2-х кн под ред проф. А. А. Пушкина (Олександр Анатолійович). Х.: Основа,1996
Цивільне право України : Підручник : у 2-х кн. /за ред. О. В. Дзери, Н. С. Кузнєцової-К.: Юрінком Інтер, 2001; 2002, 2004
Физиология человека. В 3-х томах. Т. Пер с англ./ под ред. Р. Шмидта и Г. Тевса. М.: Мир, 1996. 198 с iconРуководство по коксованию том пер с немецкого
Продукты каменноугольной смолы из книги: "Руководство по коксованию" том пер с немецкого под ред. О. Гросскинского с. 437 М.: Металлургия,...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи