Работоспособность, работа, утомление и отдых

Работа – это осуществление клеткой, органом, системой органов или организмом свойственных им функций. Человек разумный выполняет, как правило, общественно-полезную работу. Научно-технический прогресс изменил характер работы человека. На смену физическому труду пришел труд умственный. И это накладывает серьезный отпечаток на здоровье человека.

Работоспособность – это способность человека выполнять максимально возможное количество работы на протяжении определенного (заданного) времени и с определенной эффективностью. Работоспособность, подобно работе, подразделяется на умственную и физическую. Умственная работоспособность – это способность выполнять определенное количество работы, требующей значительной активации нервно-психической сферы; физическая работоспособность – это способность выполнять максимально возможное количество физической работы за счет активации функции опорно-двигательного аппарата. Естественно физическая работоспособность зависит и от состояния нервной системы, иннервирующей опорно-двигательный аппарат.

Выполнение работы требует затрат энергии. Общая потребность в энергии – это сумма основного и рабочего обмена. Основной обмен – количество энергии, затрачиваемое организмом в условиях полного покоя для поддержания жизни. У мужчин эта величина в среднем составляет 1 ккал на 1 кг массы тела в 1 ч. (4,2 кДж). У женщин 0,9 ккал (3,8 кДж). Основной обмен у детей обратно пропорционален возрасту: чем ребенок младше, тем выше основной обмен. Это связано с затратой энергии на пластические процессы. Так, например, основной обмен семилетнего ребенка в 2–2,5 раза больше 12-летнего, в 1,3 раза больше, чем взрослого человека (соответственно 1,8, 1,3 и 1 ккал/кг/ч).

Рабочий обмен – это затрата энергии для выполнения внешней работы.

ВНИМАНИЕ

Общая потребность в энергии при умственном труде в сутки равна 2500–3200 ккал (10475–13410 кДж), при механизированном труде или легкой немеханизированной работе – 3200–3500 ккал (13410–14665 кДж), при частично механизированном труде или немеханизированном труде умеренной тяжести – 3500–4500 ккал (14665–18855 кДж), при тяжелом немеханизированном физическом труде – 4500–5000 ккал (18855–20950 кДж).

Физическая работа связана с деятельностью опорно-двигательного аппарата, основную роль в этом выполняют скелетные мышцы. Если благодаря сокращению мышцы меняется положение части тела, то преодолевается сила сопротивления, т. е. выполняется преодолевающая работа. Когда мышцы, сокращаясь, перемещают тело или его части в пространстве, они выполняют преодолевающую или уступающую работу, которая является динамической. В основе динамической работы лежат два типа сокращения: изотоническое, при котором мышца укорачивается при постоянной внешней нагрузке, и анизотоническое, или ауксотоническое, при котором мышца укорачивается, развивая напряжение.

Одним из показателей эффективности физической работы является коэффициент полезного действия, КПД, который показывает, какая часть затраченной энергии превращается в энергию, осуществляющую полезную внешнюю работу. КПД организма в целом при различных видах мышечной деятельности варьирует в пределах от 3 до 25 %.

При частом повторении одной и той же работы развивается рабочий динамический стереотип – система рефлекторных действий, которые формируются при постоянном повторении одних и тех же раздражителей. Рефлекторные реакции становятся автоматическими, поэтому работа энергетически более экономичная и менее утомительная, не требует постоянного внимания и сосредоточения.

Физическая нагрузка вызывает реакцию всех органов и систем. В активно сокращающейся мышце кровоток увеличивается более чем в 20 раз, усиливается обмен веществ. При умеренной физической нагрузке обмен веществ в мышце осуществляется аэробно, во время тяжелой работы часть энергии освобождается анаэробно. В результате в мышцах образуется и накапливается молочная кислота, которая вызывает мышечное утомление.

При физической работе возрастают частота сердечных сокращений, ударный объем сердца, артериальное давление, потребление организмом кислорода. Работа, которую человек может выполнять в течение восьми часов без развития признаков мышечного утомления, считается легкой, она ниже предела. Выше него находится область максимальной работоспособности, выполнение такой работы существенно ограничено по времени. Максимальная работоспособность снижается по мере увеличения длительности работы. Тренировка повышает работоспособность человека. Как же определить предел утомительной динамической работы? Одним из важных показателей является частота пульса, которая сохраняется постоянно во время работы, не увеличиваясь в связи с утомлением. У нетренированных людей в возрасте от 20 до 30 лет она не превышает 130 ударов в 1 минуту, менее чем через пять минут после прекращения работы частота пульса становится менее 100.

Восстановление – это процесс постепенного возвращения функций организма к исходному состоянию после прекращения работы. По мере восстановления степень утомления уменьшается, а работоспособность увеличивается. Если человек выполняет работу, лежащую выше пределов его утомления, необходимо периодически отдыхать. Следует подчеркнуть, что лучше много кратковременных перерывов для отдыха, чем один-два длинных.

Утомление – это физиологическое состояние человека, наступающее из-за напряженной или длительной работы, которое выражается во временном снижении работоспособности. Различают мышечное (физическое) и центральное (нервно-психическое) утомление. При тяжелой работе они сочетаются. Мышечное утомление характеризуется уменьшением силы и выносливости мышц, нарушением координации движений, увеличением энергозатрат для выполнения одной и той же работы, нарушением памяти, скорости переработки информации, сосредоточения и т. д. Утомление субъективно ощущается человеком в виде усталости, которая вызывает желание прекратить работу или уменьшить нагрузки. Утомление при тяжелой физической работе связано с накоплением в мышечных волокнах некоторых продуктов обмена (например, молочной кислоты). Отдых, особенно активный, приводит к восстановлению работоспособности мышцы. Это связано с удалением молочной кислоты и возобновлением запасов энергии в мышце.

Нервно-психическое (центральное) утомление вызвано длительной напряженной умственной работой, однообразной монотонной работой, шумом, плохими условиями труда, эмоциональными факторами, заболеваниями. Если же, несмотря на утомление, работа продолжается, возникает истощение. Тяжелые физические и нервно-психические нагрузки вызывают стресс (вернее, дистресс). Различают острое и хроническое истощение. Первое представляет собой резкое снижение работоспособности во время тяжелой работы, второе возникает вследствие длительной напряженной или слишком часто повторяемой тяжелой работы. Острое и хроническое истощение часто возникает у профессиональных спортсменов, при спортивных соревнованиях и тренировках.

Отдых – это состояние покоя или особый, специально организованный вид деятельности, который снимает утомление и способствует восстановлению работоспособности. И.М. Сеченов установил, что работа одних групп мышц конечностей способствует устранению утомления других мышечных групп, вызванной их работой. Это положение легло в основу определения двух типов отдыха: активного и пассивного.

Активный отдых – это отдых, во время которого человек выполняет другой вид работы, отличный от обычного выполняемого труда. Восстановление при активном отдыхе происходит быстрее и эффективнее, чем при пассивном, когда организм находится в условиях относительного покоя. Так, например, интенсивную умственную деятельность следует сменить физической активностью. И, наоборот, интенсивную физическую умственной.

Режим дня. Древнегреческое слово «диета» (diaita) означает «образ жизни, режим». Это уже позже под диетой стали понимать характер питания. Режим важен для человека любого возраста. Перефразируя Пушкина, можно сказать: «Режиму все возрасты покорны». Особенно это касается фундамента жизни детского, подросткового и юношеского возрастов. Правильный режим дня школьника включает продолжительность учебного времени в школе и дома, сон, отдых, прогулки, занятия физической культурой, режим питания (регулярное питание способствует хорошему аппетиту). Очень важен сон, причем человек должен ложиться спать в одно и то же время, тогда он быстро засыпает и спокойно спит. Продолжительность сна меняется с возрастом: в 7–8 лет – 11–11,5 ч, в 9–10 лет – 10–10,5, в 11–12 лет – 10 ч, в 13–15 лет – 9–9,5 ч, в 16–18 лет – 8–8,5 ч. Взрослому человеку необходимо спать 7,5–8 ч.

Работа и отдых должны чередоваться. Еще в XIX в. великий отечественный физиолог И.М. Сеченовдоказал, что отдых должен быть активным. Для полноценного восстановления необходим активный отдых. Особенно эффективно чередование физического и умственного труда.

Пять основных условий успешного высокопроизводительного труда:

1) усилия следует увеличивать постепенно;

2) следует соблюдать правильный ритм работы;

3) работа должна быть системной;

4) труд необходимо чередовать с активным отдыхом;

5) труд должен быть постоянным, ежедневным. Только в этом случае вырабатываются и закрепляются навыки. (Н.Е. Введенский.)

Режим учебных заведений должен строиться с учетом анатомо-физиологических особенностей детей соответствующих возрастных групп. Однако есть и несколько общих требований:

• не следует начинать занятия ранее 8 ч (в первом классе – не ранее 8:30);

• длительность урока не должна превышать 45 мин (в первом классе – 35 мин.);

• после каждого урока следует делать десятиминутные перерывы, а во второй половине учебного дня целесообразно делать два перерыва по 20 мин. каждый. В группах «продленного дня» после окончания последнего урока необходим перерыв не менее 45 мин.

Физическая активность

Великий врач древности Гиппократ назвал движение «пищей для жизни», а Плутарх – «кладовой здоровья». Для сохранения и укрепления здоровья мышцы должны систематически работать.

Гиподинамия – одна из бед ХХ века во всем мире, особенно в нашей стране. Около 70 % населения России не занимается физкультурой. Хронический дефицит двигательной активности детей тормозит их нормальное физическое развитие. Физическая нагрузка – это величина и интенсивность всей производимой человеком мышечной работы связанной со всеми видами деятельности. Функция всех аппаратов и систем организма взаимосвязана и зависит от состояния двигательного аппарата. Организм функционирует оптимально только при условии высокой физической активности. Двигательная активность является наиболее естественным способом улучшения вегетативных функций человека, обмена веществ. При низкой двигательной активности снижается сопротивляемость организма к разнообразным стрессовым воздействиям, уменьшаются функциональные резервы различных систем, ограничиваются рабочие возможности организма. Работа сердца становится менее экономной, ограничивается его потенциальные резервы, угнетается функция желез внутренней секреции и в первую очередь половых желез. Резко страдает сексуальность человека.

При высокой физической активности все органы и системы работают весьма экономично, адаптационные резервы велики, сопротивляемость организма к неблагоприятным условиям высокая. Чем больше привычная физическая активность, тем больше масса мышц и выше максимальная способность к поглощению кислорода и меньше масса жировой ткани. Чем выше максимальное поглощение кислорода, тем интенсивнее снабжение им органов и тканей и уровень обмена веществ. В любом возрасте средний уровень максимального поглощения кислорода на 10–20 % выше у лиц, ведущих активный образ жизни, чем у занятых умственной («сидячей») работой.

Из всех видов физической активности человеку (особенно незанятому физическим трудом) необходима такая нагрузка, при которой увеличивается снабжение организма кислородом и его потребление (аэробная нагрузка). Наиболее эффективны (аэробические) пять видов физической активности – это ходьба, бег, плавание, езда на велосипеде и лыжи. Аэробные упражнения требуют большого количества кислорода.

Внутренние органы

Вполостях тела человека расположены внутренние органы: пищеварительная, дыхательная мочевая и половые. Последние две объединены в мочеполовой аппарат, а также эндокринные железы, сердечно-сосудистая и лимфоидная системы.

Большинство органов этих систем имеют трубчатое строение и сформированы по единому плану. Стенки трубчатых органов на всем протяжении состоят из четырех слоев (рис. 33 ): слизистой оболочки, подслизистой основы, мышечной оболочки и наружной оболочки, представленной серозной либо адвентициальной оболочкой. Самый внутренний из них – слизистая оболочка – играющая важнейшую роль в осуществлении функции органов, увлажнена слизью, которая вырабатывается одноклеточными или многоклеточными железами, в изобилии имеющимися на протяжении всех трубчатых органов.

Подслизистая основа образована рыхлой волокнистой неоформленной соединительной тканью, в которой располагаются скопления лимфоидной ткани, подслизистое нервное сплетение (Мейснера), сосудистые сплетения. Благодаря этому слою слизистая оболочка подвижна, в ней образуются складки.

Мышечная оболочка чаще всего состоит из двух слоев внутреннего кругового и наружного продольного, разделенных прослойкой рыхлой волокнистой неоформленной соединительной ткани, в которой расположены межмышечное нервное сплетение (Ауэрбаха) и сосуды. На большей части пищеварительной трубки и др. трубчатых органов мышцы гладкие, лишь в передней глотке, верхней трети пищевода поперечнополосатые.

Наружная адвентициальная оболочка образована рыхлой волокнистой соединительной тканью, которая покрывает внутренние органы. Серозная оболочка (висцеральные листки брюшины или плевры) окутывает большую часть органов пищеварительной системы (например, желудок, кишечник, кроме части прямой кишки) и легкие.

Рис. 33. Строение пищеварительной трубки (поперечное сечение). 1 – брыжейка; 2 – сложная железа; 3 – проток железы; 4 – просвет органа; 5 – подслизистое нервное сплетение (Мейснера); 6 – мышечно-кишечное нервное сплетение (Ауэрбаха); 7 – продольный слой мышечной оболочки; 8 – круговой слой мышечной оболочки; 9 – собственная пластинка слизистой оболочки; 10 – одиночный лимфатический фолликул; 11 – подслизистая основа; 12 – серозная оболочка; 13 – слизистая оболочка; 14 – складки слизистой оболочки

На всем протяжении внутренние органы обильно снабжены железами, которые вырабатывают слизь, защищающую слизистую оболочку от травм и действия ферментов. Слизистая оболочка также снабжена огромным количеством желез.