CC BY
14
DOI: 10.24411/1816-1863-2019-13125
О. Г. Коурова, к. б. н., доцент каф. химии о
и технологий Южно-Уральского о
государственного университета, ^
[email protected] Челябинск, Россия,
Т. В. Попова, д. б. н, профессор, ведущий эксперт НИЦ Спортивной науки Южно-Уральского государственного университета, [email protected] Челябинск, Россия,
О. С. Стадник, к. б. н, доцент каф. специальной и клинической психологии Челябинского государственного университета, [email protected] Челябинск, Россия
Авторы изучали изменения сердечно-сосудистой и центральной нервной систем у представителей трех групп профессий, связанных с локальной работой мышц: медсестер (МС) 25—45 лет, станочников (СТ) 20—40 лет и инженерно-технических работников (ИТР) 30—70 лет. В качестве модели локальной работы испытуемые выполняли на эргографе подъем груза в 1/3 от «среднего» в темпе 60—70 уд-мин. Использовали методы электроэнцефалографии, измерение АД по Короткову, электрокардиографии. Результаты исследования свидетельствуют о функциональном напряжении, повышении всех видов АД, быстром развитии утомления во время локальной работы мышц. Сделано заключение о неблагоприятном экологическом воздействии локальных нагрузок на организм, об их гипертензивном эффекте. В качестве средств профилактики негативного влияния длительной локальной работы мышц предложена релаксация.
The authors studied the changes in the cardiovascular and central nervous systems in representatives of three groups of professions associated with local muscle work: nurses (N) of 25—45 years old, machine operators (MO) of 20—40 years old and engineering and technical workers (ETW) of 30—70 years old. As a model of local work, the subjects performed lifting of the load in 1/3 of the “average” at a rate of 60—70 beats per minute on ergograph. The methods of electroencephalography, the measurement of blood pressure by Korotkov, electrocardiography were applied. The results of the study indicate functional stress, increasing all types of blood Pressure, rapid development of fatigue during local muscle work. The conclusion is made about the adverse environmental impact of local loads on the body, about their hypertensive effect. Relaxation is proposed as a means of preventing the negative impact of longterm local muscle work.
Ключевые слова: локальные нагрузки, экология, сердце, электроэнцефалограмма.
Keywords: local loads, ecology, heart, electroencephalogram.
УДК 612.821- 613.62
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ТРУДА С УЧАСТИЕМ МАЛЫХ ГРУПП МЫШЦ
Введение. Экологические проблемы зачастую связывают с пресловутым «человеческим фактором». Многие исследования посвящены изучению влияния этого фактора на окружающую человека среду [5, 6]. Однако на организм лиц, занятых производительным трудом, человеческий фактор может оказывать не менее пагубное влияние. Это касается, например, физических нагрузок на производстве. Известно, что в физических нагрузках на производстве в настоящее время участвует все меньше мышц. В сокращениях малых мышечных групп, или, по-другому, в локальной работе, участвует м енее 1/3 мышечной массы. По результатам научных исследований, такая длительная локальная работа, порой в высоком темпе, ускоряет развитие утомления и приводит к нарушени-
ям в опорно-двигательном аппарате и сердечно-сосудистой системе [2], например к гипертонии. Интенсивные локальные мышечные нагрузки характерны для наборщиков типографий, операторов, перфораторщиков, станочников. Трудно назвать современные профессии, в трудовой сфере которых отсутствуют локальные нагрузки, как, например, на клавиатуре компьютера, у менеджеров, студентов высших учебных заведений, или манипулятивные технологии, как у медицинских сестер, у которых отмечают стабильно высокий уровень заболеваемости [1].
В то же время в научной литературе не имеется достаточно сведений о влиянии локальных нагрузок на организм. Результаты таких исследований необходимы для разработки программ профилактики сер-
125
Экология
дечно-сосудистых заболеваний, которые приобретают характер эпидемий и угрожают благополучию человечества.
Целью нашего исследования явилось изучение характера адаптивных реакций сердца и центральной нервной системы на локальные нагрузки у лиц разного возраста и профессионального статуса.
Материал и методы. Обследовали группы медсестер (МС) 25—45 лет, станочников (СТ) 20—40 лет и инженерно-технических работников (ИТР) 30—70 лет. Общим для всех групп признаком было участие в трудовом процессе локальных групп мышц, наиболее длительные (до 60 % рабочего времени) и интенсивные локальные нагрузки были характерны для станочников. Всего обследовано 125 человек.
В качестве модели локальной работы испытуемые выполняли на эргографе подъем груза в 1/3 от «среднего» в темпе 60—70 уд^мин. До, во время и после нагрузки в течение трех минут восстановительного периода измеряли ЧСС, АД по Короткову, регистрировали электрокардиограммы. Электроэнцефалограмму (ЭЭГ) регистрировали с 16 чашечных электродов, соединенных с ушными электродами и л окализованных в соответствии с системой 10—20, в состоянии покоя и при локальной нагрузке.
Во время локальной работы мышц даже со средними нагрузками утомление развивалось в течение нескольких минут. Утомление вообще и локальное в частности является сильным стимулом развития вегетативных реакций в организме.
Результаты и обсуждение. Исследования показали, что наибольшее функциональное напряжение сердца отмечалось у
молодых и пожилых мужчин. При этом самая большая продолжительность локальной работы до утомления отмечена у молодых мужчин (104 ± 3,7 с), наименьшая — у пожилых (83 ± 4,6 с).
Во всех возрастных и профессиональных группах после локальной нагрузки (табл. 1) отмечалось увеличение показателей ЧСС, всех видов артериального давления. У женщин интенсивность роста ЧСС почти во всех возрастных периодах была несколько ниже, чем у мужчин. Характерной особенностью на локальную работу явилась реакция АД, особенно диастолического. После работы на первой минуте отдыха наблюдалось быстрое восстановление, а на второй минуте значения систолического АД, как правило, были ниже исходных.
В группе станочников напряженный тип адаптации выявлен у 16 % мужчин и 55 % женщин. По-видимому, это связано с большим трудовым стажем женщин (5—10 лет), чем у мужчин (1—5 лет); средний возраст в группе женщин также был на 5 лет выше, чем у мужчин. В старших возрастных группах станочников количество лиц со значением АД выше 140 мм рт. ст. было на 5—10 % больше, чем у испытуемых ИТР того же возраста.
На ЭЭГ при развитии утомления у большинства испытуемых отмечалось повышение спектральной мощности медленных альфа- и тета-ритмов. При развитии утомления во время локальной мышечной деятельности у 30 % испытуемых в передних отделах коры отмечалось кратковременное увеличение ч астоты биоэлектрической активности, сопровождавшееся депрессией тета- и альфа-ритма
Изменение функциональных показателей сердечно-сосудистой системы при локальной динамической работе мышц
Группы Показатели
ЧСС, уд • мин 1 АДс, мм рт. ст. АДд, мм рт. ст.
1 2 1 2 1 2
25—45 МС ж 74,6 ± 2,3 80,9 ± 2,7* 100,0 ± 3,3 110,0 ± 2,7* 62,0 ± 1,3 68,9 ± 1,8*
60—70 СТ м 76,3 ± 2,5 82,8 ± 3,8 131,7 ± 4,1 136,0 ± 3,5 72,0 ± 2,4 77,0 ± 2,2*
ж 75,4 ± 3,0 80,1 ± 2,7 127,9 ± 3,8 133,9 ± 5,2 74,9 ± 2,8 82,8 ± 3,2*
60—70 ИТР м 74,3 ± 3,7 79,5 ± 3,2 124,0 ± 5,2 132,0 ± 4,8 73,0 ± 4,2 78,4 ± 2,8
ж 78,3 ± 2,9 82,6 ± 3,5 127,0 ± 5,4 131,0 ± 6,3 78,8 ± 4,2 81,4 ± 3,5
Примечание: 1 — до, 2 — после работы; * — отмечены различия между 1 и 2.
Снижение мощности тета-ритма в лобно-центральных отведениях (F2 и С4)
при локальной нагрузке
(рисунок). Субъективно испытуемые отмечали при этом ощущение преодоления усталости, напоминающее «конечный рывок» в спорте.
Таким образом, утомление при локальной работе мышц характеризуется выраженным функциональным напряжением, развитием гипертензивного синдрома. Данные этого и предыдущих исследований позволяют нам говорить о приоритете центральных механизмов в развитии утомления при локальной работе [3].
Авторы объясняют развитие утомления при локальной работе мышц внутриклеточными изменениями [2], гормональными сдвигами [8], нарушениями метаболизма мозга. Различные точки зрения на природу утомления при локальной работе приводят и к различным подходам по профилактике и коррекции утомления.
Предлагается, например, воздействие магнитного поля на утомленные мышцы [7], использование бета-адреноблокаторов для предотвращения нарушений метаболизма мозга. Апробировано воздействие релаксационных психофизических упражнений [4], которые при условии систематических тренировок способствуют снижению функционального напряжения, уменьшению сдвигов ЧСС и АД при локальных нагрузках. Для профессиональных групп, трудовая д еятельность которых связана с локальными мышечными на-
грузками, в режим труда и отдыха целесообразно включать также 2—3 регламентированных перерыва общей продолжительностью 15—20 минут.
Организационно-технические мероприятия по оптимизации труда и рабочего места у работников, связанных с физическим трудом, учитывают неравномерное распределение физических нагрузок на опорно-двигательный аппарат, значительные статико-динамические нагрузки, длительное поддержание физиологически нерациональных рабочих поз, вынужденные и глубокие наклоны корпуса, которые являются стресс-факторами и причинами нарушений физиологических процессов и могут быть факторами риска в развитии костно-мышечных нарушений.
Заключение. Локальная мышечная деятельность по своей специфике обладает выраженным воздействием на центральную нервную и сердечно-сосудистую систему, способствуя развитию гипертензивных состояний, и является экологически неблагоприятным фактором труда. В предыдущих исследованиях [4] мы показали, что внедрение в рабочий процесс таких средств профилактики, как релаксация, способствует снижению утомления и предупреждению развития гипертонии. Необходимы дальнейшие исследования по разработке технологий, повышающих экологичность трудовой деятельности с участием малых групп мышц.
127
Экология
Библиографический список
128
1. Винокур В. А. Профессиональный стресс у медицинских сестер. Вестник МАПО. 2002. № 2. С. 4-7.
2. Коряк Ю. А. Нейромышечные изменения под влиянием семисуточной механической разгрузки мышечного аппарата у человека. Фундаментальные исследования. 2008. № 9. С. 1-14.
3. Корюкалов Ю. И., Попова Т. В., Марокко Д. А. Центральные механизмы утомления при локальной мышечной деятельности статического характера. Физиология человека. 2007. Т. 33. № 4. С. 95-100.
4. Коурова О. Г., Корюкалов Ю.И, Задорина Е. В. Психофизиологические аспекты экологичности умственного труда. Экология и развитие общества. СПб. 2018. № 4. С. 85-91
5. Новикова Т. А., Данилов А. Н., Спирин В. Ф. Влияние эргономических факторов на формирование профессионального риска нарушений здоровья механизаторов сельского хозяйства. Медицина труда и промышленная экология. 2019. № 7. С. 400-405.
6. Стаценко Л. Г., Агеева А. А. Электромагнитная обстановка при формировании городской застройки. Вестник инженерной школы дальневосточного федерального университета. 2018 № 4 (37). С. 119-127.
7. Marcora Samuele M., Walter Staiano, Victoria Manning. Mental fatigue impairs physical performance in humans. Journ. Of Appl. Physiol. 2009. Vol. 3. P. 857-864.
8. Meeusen R., Watson P., Hasegawa H., Roelands B. and Piacentini M. F. Central Fatigue. The serotonin hypothesis and beyond. Sports Med. 2006. 36 (10), 881-909.
ENVIRONMENTAL ASSESSMENT OF LABOUR INVOLVING SMALL MUSCLE GROUPS
O. G. Kourova, Ph. D. (Biology), Associate Professor, Department of Chemistry and technology, South-Ural State University, [email protected] Chelyabinsk, Russia,
T. V. Popova, Ph. D. (Biology), Dr. Habil., Professor, Leading Expert of SIC Sports Science, South Ural State University, [email protected],
O. S. Stadnik, Ph. D. (Biology), Associate Professor, Department of Special and clinical psychology, Chelyabinsk State University, [email protected] Chelyabinsk, Russia
References
1. Vinokur V. A. Professional'nyj stress u medicinskih sester. [Professional stress in nurses]. Vestnik MAPO. 2002. No. 2. P. 4-7.
2. Koryak Yu. A. Nejromyshechnye izmeneniya pod vliyaniem semisutochnoj mehanicheskoj razgruzki my-shechnogo apparata u cheloveka. [Neuromuscular changes under the influence of seven-day mechanical unloading of the muscular system in humans]. Fundamentalnye issledovaniya. 2008. No. 9. P. 1-14 [in Russian]
3. Koryukalov Ju. I., Popova T. V., Marokko D. A. Central'nye mehanizmy utomlenija pri lokal'noj my-shechnoj dejatel'nosti staticheskogo haraktera. [Central mechanisms of fatigue in local muscle activity of a static nature. Human physiology]. Fiziologija cheloveka. 2007. Vol. 33. No. 4. P. 95-100 [in Russian]
4. Kourova O. G., Koryukalov Ju. I., Zadorina E. V. Psihofiziologicheskie aspekty jekologichnosti umst-vennogo truda. Jekologija i razvitie obshhestva. [Psychophysiological aspects of environmental mental work]. SPb. 2018. No. 4. P. 85-91 [in Russian]
5. Novikova T. A., Danilov A. N., Spirin V. F. Vlijanie jergonomicheskih faktorov na formirovanie profes-sional'nogo riska narushenij zdorov'ja mehanizatorov sel'skogo hozjajstva. [The influence of ergonomic factors on the formation of occupational health risk of agricultural machine operators]. Medicina truda i promyshlennaja jekologija. 2019. No. 7. P. 400-405 [in Russian]
6. Statsenko L. G., Ageeva A. A. Jelektromagnitnaja obstanovka pri formirovanii gorodskoj zastrojki. [Electromagnetic environment in the formation of urban development]. Vestnik inzhenernoj shkoly dal'nevos-tochnogo federal'nogo universiteta. 2018. No. 4 (37). P. 119-127 [in Russian]
7. Marcora Samuele M., Walter Staiano, Victoria Manning. Mental fatigue impairs physical performance in humans. Journ. Of Appl. Physiol. 2009. Vol. 3. P. 857-864.
8. Meeusen R., Watson P., Hasegawa H., Roelands B. and Piacentini M. F. Central Fatigue. The serotonin hypothesis and beyond. Sports Med. 2006. 36 (10), р. 881-909.
