Управление энтропией в организме для снижения тяжести и напряженности труда Текст научной статьи по специальности «Ветеринарные науки»

УДК 613.6:612.766

УПРАВЛЕНИЕ ЭНТРОПИЕЙ В ОРГАНИЗМЕ ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ТЯЖЕСТИ И НАПРЯЖЕННОСТИ ТРУДА С.Л. Устьянцев

ФБУН Екатеринбургским медицинский научный центр профилактики и охраны здоровья

рабочих промпредприятий, Екатеринбург, Россия

Проведенные исследования по изучению энтропии и других физиологических показателей у рабочих в 10 основных профессиях на 3 различных промпредприятиях выявили существенную зависимость функционального состояния перед выполнением работы на тяжесть и напряженность труда. Выполнение производственных операций, которым предшествовало произвольно вызываемое работающими снижение энтропии в организме, сопровождалось их меньшим физиологическим напряжением, чем выполнение этих операций без предварительного снижения энтропии.

Ключевые слова: работники, энтропия, произвольное апноэ, условия труда, workers, entropy

ENTROPY MANAGEMENT IN THE BODY TO REDUCE WORK SEVERITY AND INTENSITY

Ustyantsev S.L.

Ekaterinburg Medical Centre for Prevention and Health Protection

of Industrial Workers, Ekaterinburg, Russia

The research for the study of entropy and other physiological indicators of the workers in 10 major occupations in the 3 different industrial enterprises revealed signifi-cant dependence of the functional state before performing work on the severity and intensity of work. Production operations, which was preceded by an arbitrary reduction in entropy caused by working in the body, accompanied by their less-fi physiologically stress than performing these operations without reducing entropy.

Key words: arbitrary apnea, working conditions

В гигиенических исследованиях производственных трудовых процессов для оценки профессионального риска широко применяются профессиографический и эргометрический методы изучения рабочих мест. Этими методами профессиональный риск оценивается без учета физиологических возможностей работника. В результате, при таком методическом подходе, реакции работника, отражающие его физиологический потенциал, не только не могут быть аргументами для оценки условий труда, но и исключаются из списка возможных мер улучшения этих условий.

Целью работы являлось изучение энтропии в организме рабочих при выполнении ими основных производственных операций для решения задачи физиологической оптимизации труда.

Объем и методы исследования

Для достижения поставленной цели проведены физиологические исследования производственных трудовых процессов, выполняемых 80 рабочими в возрасте 20-59 лет и стажем в профессии 1-22 лет. Исследования проводились на рабочих местах 3 различных предприятий. Материал исследований представлен в табл. 1

Таблица 1

Характеристика исследуемого материала

Предприят Профессия Основные Количество Возраст, лет Стаж в

ие производственные исследуемы профессии,

операции х рабочих лет

плавильщик плавка 11 36,8+2,2 13,3+1,8

завод ферросплавов ферросплавов

ферроспла горновой выпуск расплава 10 31,1+2,0 7,4+1,8

вов ферросплавной металла

печи

машинист управление 5 28,5±0,6 9±1,2

мостового движением крана

электрокрана

электродчик чистка и замена 5 30,1±1,5 3±1,1

электродов

трубный вальцовщик вальцовка горячего 19 37,7±5,1 14,5±6

завод горячего проката проката

плавильщик плавка меди 9 33,3±3,2 10,7±3,2

медных анодов

разливщик розлив расплава 7 36±4,2 5,6±2,2

медеплав расплава меди меди

ильный плавильщик плавка 5 38,6±6,5 10,7±3,2

завод гранул гранулированной

меди

загрузчик шихты загрузка-выгрузка 4 49,7,6±5,7 11,2±8,4

шихты

оператор ПГУУ газопылеулавливан 5 38,6+2,9 10,8±2,8

ие

Применялись следующие методы исследования.

Измерялись: артериальное давление систолическое и диастолическое (АДс и АДд, мм И§) и частота сердечных сокращений (ЧСС, уд/мин) автоматическим тонометром «Отгоп», размещаемым в области запястья; концентрация О2 в альвеолах легких в конце выдоха (СО2, об.%), производимого в газоанализатор ПГА-12; минутный объем дыхания (МОД, дм3) -спирометром универсальным СУ-1; сатурация гемоглобина крови кислородом (БрО2, %) с помощью напалечного пульсоксиметра. Тяжесть и напряженность труда определялись и

оценивались по физиолого-эргометрической методике [2], учитывающей фактические параметры ЧСС, МОД величину работающей скелетной мышечной массы.

Физиологические показатели измерялись перед выполнением производственных операций и при их выполнении. Применялись два способа выполнения производственных операций. Первый (названный нами пассивным) заключался в выполнении операции в состоянии свободного респираторного дыхания, а второй (названный нами активным) - в состоянии после произвольной задержки этого дыхания (произвольного апноэ) на 10-20 с (то есть - перед выполнением операции).

На основе указанных инструментальных измерений определялись: мощность работы сердца (N, Вт) [1], динамический (Д, мм Hg) и статический (С мм Hg) компоненты его работы, рабочий диаметр аорты (0, см) [5], вегетативный индекс Кердо (ВИК, усл. ед), Compliance (растяжимость суммарной артериальной стенки), мл/мм Hg, энтропия в организме по показателю его открытости атмосфере (энтропия а, %) [3], биологический возраст (Б, лет), скорость старения организма (V, лет/календарный год). Запатентованные нами показатели энтропии, биологического возраста и скорости старения организма включали данные об АД, ЧСС, концентрации альвеолярного О2 в легких, массе сердца, атмосферном давлении.

При статистической обработке полученных данных достоверность различий оценивали по t-критерию Стьюдента; достоверность связи между количественными признаками - по коэффициенту корреляции Пирсона (r).

Результаты и их обсуждение

Результаты исследования представлены в табл. 2 и 3. Из табл. 2 видно, что способ работы с предварительными (то есть, перед ее выполнением) произвольными задержками респираторного дыхания вызывает улучшение условий труда значимым (Р<0,001) на 20-29% уменьшением влияния на организм факторов трудового процесса. По фактору напряженности условия труда улучшились на 1 класс. Анализ причин этого явления позволил установить, что при выполнении работы с предварительной задержкой респираторного дыхания у рабочих наблюдается снижение физиологического функционального напряжения организма достоверное (Р<0,001) по большинству исследованных физиологических показателей. Наиболее сдержанная (-18%, Р<0,001) физиологическая реакция на производственные нагрузки, наблюдаемая при выполнении работ с предварительной задержкой респираторного дыхания, отмечается по показателю энтропии (а). Следовательно, можно обоснованно предположить, что энтропия в организме является тем интегральным физиологическим показателем, который в ряду других таких же показателей несет наибольшую информацию о текущем функциональном состоянии организма. И что определяемые факторами трудового процесса условия труда находятся в зависимости не только от эргометрических (веса, расстояния перемещаемых грузов и др.) характеристик, но и, в существенной мере - от физиологического функционального состояния работающего. Исходя из данного предположения становится очевидной возможность применения показателя энтропии не только для более углубленного изучения условий труда, но и для их физиологической оптимизации. Тем более что, как показали исследования (табл. 2), энтропия в организме может легко контролироваться самим рабочим посильной произвольной задержкой респираторного дыхания.

Таблица 2

Итоговые результаты сравнительного исследования пассивного и активного способов выполнения производственных

операций 80 рабочими в 10 профессиях

Способ выполнения операции Физиологические характеристики при труде, сред несменные величины (М±т)

АД сред нее, ММ Hg чсс, уд/мин МОД (BTPS), ДМ3 N, Вт Энтро- пия^а]^ °А V, лет/г од С, Дж А Дж Compliance, мл/мм Hg 0, см. Тяжесть труда, класс, (балл) Т Напряженность труда, класс, (балл) Н

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

пассивный п=80 103 ±0,7 99,8 ±1,7 15,9 ±0,5 1,62 ±0,03 0,2364 ±0,004 1,14 ±0,007 0,66 ±0,01 0,018 ±0,0002 0,92 ±0,006 1,58 ±0,009 3.2 (5,89+0,2) 3.1 (3,4+0,11)

активный п=80 97 ±0,7 -6% * * * 95,2 ±1,7 -5% 13,8 ±0,5 -13% ф ^ Ф 1,40 ±0,03 -14% * * * 0,1950 ±0,004 -18% * * * 1,05 ±0,007 -8% * * * 0,65 ±0,01 -1% 0,016 ±0,0002 -11% * * * 0,99 ±0,006 8% * * * 1,65 ±0,009 4% * * * 3.2 (4,72+0,2) -20% * * * 2 (2,4±0Д0) -29% * * *

s

I тз

-о- 0)

п Ja

тз о ч

£ QJ о

QJ ГО ТЗ

Ч ь ТЗ

X (D П)

го I

I Т 41

и О- р

ч sc

сг о

U) т 0Q I I

ч и

о sc

п ч

^ s S QJ QJ

0\ ь I QJ ^

LO s Ш

п ^

ч 41 ^ О ь

* О <. г

0) о ч ГО о 0) I

-L

s I S Ь О -1 о

QJ го

И ГО

ТЗ ^

чп о

¥ о о

0) I тз

QJ ш

ГО го

I т о

о S fcl

ч s ч 0) о ч го

ч сг (D

о I I

< о I

Ja QJ 2 tr X

О X

и ^ о

fcl ь о

т QJ ь

X I (D

2 0) Ja О

S го

ш о QJ

о X I

OJ QJ

2 tr о QJ т; 20 X

X ч <

(D 0)

О ч

S 0)

ш ТЗ

о

го 0)

QJ

ч сг QJ

Примечание: *** - достоверность различий между способами выполнения производственных операций < 0,001. МОД-минутный объем дыхания, N - мощность работы левого желудочка сердца, V-скорость старения организма, С-статический компонент работы сердца, Д -динамический компонент работы сердца, Compliance- растяжимость суммарной артериальной стенки, 0 - рабочий диаметр аорты.

Таблица 3

Сравнительная характеристика информативности физиологических показателей о тяжести и напряженности труда (результаты исследования 80 рабочих при выполнении ими основных производственных операций)

Способ выполнения производственной операции Физиологические показатели Факторы трудового процесса

тяжесть труда (Т) напряженность труда (Н) STH

Коэффициенты ко эреляции с факторами трудового процесса

пассивный чсс 0,31 0,47 (Р<0,05) 0,59 (Р<0,01)

Энтропия^а} 0,40 (Р<0,05) 0,45 (Р<0,05) 0,66 (Р<0,001)

активный ЧСС 0,34 0,49 (Р<0,02 0,65 (Р<0,001)

Энтропия^а} 0,48 (Р<0,05) 0,41 (Р<0,05) 0,73 (Р<0,001)

в целом ЧСС 0,34 0,49 (Р<0,05) 0,61(Р<0,01)

Энтропия^а} 0,48 (Р<0,02) 0,50 (Р<0,01) 0,74 (Р<0,001)

£

с а:

Q

"О Qj

Q

fb Qj

С £ С I

Q %

(и

I

О

(\> §

м ю О)

информативных физиологических показателей факторов трудового процесса - ЧСС. Установлено, что энтропия (а) с факторами трудового процесса имеет более сильную и достоверную корреляционную связь при обоих способах выполнения производственных операций. Причем, в целом более сильную связь с факторами трудового процесса как ЧСС, так и энтропия имеют при активном способе выполнения работ. Этот факт указывает на то, что вызываемое произвольным апноэ снижение энтропии в организме так упорядочивает, синхронизирует функции органов и систем организма, что неизбежный рост их напряжения при работе становится не только меньшим по амплитуде, но и более адекватным направлению изменения внешней нагрузки. Выводы

1. Энтропия в организме является высоко информативным физиологическим показателем функционального состояния и может найти широкое применение в физиологии труда.

2. Произвольно вызываемое снижение энтропии в организме повышает готовность работника к выполнению предстоящей внешней механической (профессиональной) работы с меньшими затратами физиологического потенциала, чем в состоянии до снижения энтропии. Поэтому наподобие того как острота зрения является мерой физиологической оптимизации зрительных работ, так и способность к произвольному снижению энтропии вероятно может быть мерой для таковой оптимизации работ физических.

3. Выявленный феномен благотворного влияния снижения энтропии на функциональное состояние человека открывает, актуализирует и развивает новое направление в медицине труда - физиологической оптимизации трудовых процессов для снижения профессиональных рисков нарушения здоровья.

4. Условия труда, определяемые факторами трудового процесса, находятся в зависимости не только от эргометрических (веса, расстояния перемещаемых грузов и др.) характеристик, но и, в существенной мере - от физиологического функционального состояния работающего, что дает повод для уточнения понятия «условия труда» и корректировки их оценок влияния на здоровье.

Список литературы:

1. Аулик И.В. Определение физической работоспособности в клинике и спорте / И. В. Аулик. - М.: Медицина. - 143 с.

2. Оценка индивидуального профессионального риска нарушений здоровья при трудовых процессах и управление этим риском на основе физиолого-эргономических исследований : пособие для врачей. -Екатеринбург, 2009.-32 с.

3. Пат. № 2533846. Способ определения энтропии в организме человека или животного / С. Л. Устьянцев // Бюл. № 432.- 2014.

4. Шамбадаль П. Развитие и приложение понятия энтропии / П. Шмабадаль. — М.: Наука, 1967.- 280 с.

5. 5.Пат. № 2134057. Способ определения рабочего диаметра аорты / К.Ю.Шейх-Заде.-1999.