Крушельницька Я. В. Фізіологія і психологія праці (2000)

4.4. Реакції серцево-судинної системи працівника на трудові навантаження

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

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

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

● посилення діяльності серця;

● розширення капілярів.

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

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

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

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

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

При фізичній роботі частота пульсу досить тісно корелює з показником споживання кисню, тобто затратами енергії (табл. 3).

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

● дуже легкі — до 80 ударів/хв;

● легкі — 80…100 ударів/хв;

● середньої важкості — 100…120 ударів/хв;

● важкі — 120…140 ударів/хв;

● дуже важкі — 140…160 ударів/хв;

● надзвичайно важкі — 160…180 ударів/хв;

● виснажливі — понад 180 ударів/хв.

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

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

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

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

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

Різниця між максимальним і мінімальним тиском крові називається пульсовим тиском, а середня арифметична цих двох показників — середнім динамічним тиском. Використовуючи показники артеріального кров’яного тиску, можна обчислити ударний (систолічний) об’єм крові, мл, працівника за формулою Старра:

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

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

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

Vхв = Vc n.

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

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

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

Стан серцево-судинної системи працівника залежить від трудових навантажень. Для оцінки її адаптованості до цих навантажень порівнюють показники систолічного кров’яного тиску і частоти пульсу під час роботи і в стані спокою.

Коефіцієнт підвищення систолічного (максимального) тиску розраховується за формулою:

де Рс.роб — систолічний тиск при роботі, мм рт. ст.; Рс.сп — систолічний тиск у стані спокою, мм рт. ст.

Коефіцієнт підвищення частоти пульсу розраховується за формулою:

де nроб — частота пульсу під час роботи; nсп — частота пульсу в стані спокою.

Якщо K1 > K2, то регуляція серцево-судинної діяльності відбувається нормально; якщо K1 < K2, то має місце серцева недостатність.

Про рівень тренованості серцево-судинної системи працівника до фізичних навантажень свідчить коефіцієнт витривалості

Збільшення коефіцієнта витривалості в зв’язку зі зменшенням пульсового тиску є показником детренованості серцево-судинної системи працівника. Другим показником, який характеризує пристосування серцево-судинної системи до фізичних навантажень, є показник якості реакції. Він конкретніше характеризує відновлення кров’яного тиску і частоту пульсу після виконання інтенсивної роботи:

де Kp — показник якості реакції; Pn1 і Pn2 — пульсовий тиск до і після роботи; n1 і n2 — частота пульсу до і після роботи.

В нормі Кp < 1. Збільшення цього показника свідчить про несприятливу реакцію серцево-судинної системи людини на навантаження.

Існує певний зв’язок між серцево-судинною і дихальною системами під час праці. Цей зв’язок виражається коефіцієнтом співвідношення пульс-дихання

де nn — частота пульсу, ударів/хв; nд — частота дихань /хв.

В стані спокою Кспд становить 4—5, при роботі він збільшується. Чим більше Кспд наближається до вихідних значень, тим більш злагоджено працюють системи кровообігу і дихання. Різке збільшення Кспд свідчить про перенапруження серцево-судинної системи, зниження — про процеси декомпенсації в дихальній системі.

Робота викликає фізіологічні зрушення в складі крові, ступінь і спрямованість яких залежать від інтенсивності роботи. Спочатку збільшення інтенсивності роботи призводить до збільшення в складі крові еритроцитів, лейкоцитів, гемоглобіну, що сприяє посиленому забезпеченню тканин киснем і підвищенню працездатності. Подальше збільшення навантажень призводить до погіршення цих показників, а надмірно втомлива робота може викликати патологічні зрушення. Під час роботи у складі крові збільшується вміст фосфорних сполук, молочної кислоти та вуглекислоти.