Функциональные состояния организма Утомление и переутомление Понятие

Функциональные состояния организма. Утомление и переутомление

Понятие функционального состояния Функциональное состояние — это целостная многокомпонентная характеристика внешних поведенческих и внутренних функций организма человека, которая позволяет оценить присущий ему в данный момент уровень активности высших психических функций и функциональных физиологических систем, обусловливающих выполнение трудовой деятельности. Оно представляет собой интегральный комплекс наличных характеристик тех функций и качеств человека, которые прямо или косвенно обусловливают выполнение деятельности. Характеризуется 1. уровнем функционирования физиологических систем; 2. состоянием психических функций (восприятие, внимание, память, мышление, волевые качества, мотивация, индивидуальнопсихологические личностные качества и т. д. ); 3. показателями эффективности деятельности (безошибочность, скорость, надежность и т. д. )

Компоненты функциональных состояний 1. Энергетические – физиологические функции, обеспечивающие требуемый уровень энерготрат. Базовый элемент – практически все вегетативные системы. 2. Сенсорные – характеризуют наличные возможности приема и первичной обработки поступающей информации от рецепторных полей до корковых центров.

Компоненты функциональных состояний 3. Информационные – обеспечивают дальнейшую переработку информации и принятие решений на ее основе: • операции, настраивающиеся непосредственно над процессами восприятия и обеспечивающие формирование его константности, селективности, относительности, предметности и т. п. ; • репродуктивные операции, требующие использования интеллектуальных приемов, хранящихся в памяти (варианты классификаций, счета, градуировки и т. п. ); • продуктивные операции, предполагающие осуществление новых интеллектуальных действий (категоризация, умозаключения, эвристические решения). При выполнении таких операций человек не может в явном виде использовать представленные алгоритмы решений.

Компоненты функциональных состояний 4. Эффекторные – физиологические функции, обеспечивающие реализацию принятых решений в поведенческих актах. • Эргономические показатели – качественные и количественные характеристики деятельности (производительность, темп, точность, спецификация ошибок, аварий). • Показатели осуществления двигательных актов (мышечная сила, скорость реакции, координированность движений и т. п. ) 5. Активационные – характеризуют направленность и степень напряженности деятельности, т. е. актуальную способность к реализации имеющихся качеств и свойств личности (особенности гормональной активности и нервной регуляции, уровень внимания, установки, специфика мотивации).

Подходы к описанию функциональных состояний В качестве важнейших критериев вводятся понятия надежности – вероятности выполнения поставленной задачи в течение определенного времени с допустимой точностью при сохранении в заданных пределах параметров функционирования работающей системы (показатели – безотказность, безошибочность, своевременность выполнения задания). Характеризует способность выполнять деятельность на заданном уровне; цены деятельности – величины физиологических и психических затрат, обеспечивающих выполнение работы на заданном уровне. Характеризует степень истощения функциональных резервов организма и влияние на здоровье. С этой точки зрения выделяют 1. Допустимые 2. Недопустимые функциональные состояния.

Подходы к описанию функциональных состояний С этим подходом граничит выделение 1. 2. нормальных; патологических – сопряжены с формированием профессиональных и профессионально обусловленных заболеваний; 3. пограничных функциональных состояний – сопровождаются повышенным напряжением психофизиологических резервов и появлением «симптомов риска» (повышенное АД, аритмия, депрессивные состояния и т. д. ).

Подходы к описанию функциональных состояний Еще один подход связан с выделением групп состояний по признаку адекватности ответной реакции организма требованиям выполняемой деятельности 1. адекватных – полное соответствие степени напряжения функциональных возможностей требованиям конкретной работы в конкретных условиях (физическая работа с расходом энергии 3 ккал/час∙кг веса требует увеличение вентиляции в 2 раза по сравнению с состоянием покоя до 16 л/мин; нагрузка 4 ккал/час∙кг веса требует увеличение вентиляции до 30 л/мин); 2. неадекватных функциональных состояний. Сопровождаются динамическим рассогласованием – состоянием, когда ответ организма неадекватен нагрузке или требуемый психофизиологический ответ превышает возможности конкретного человека.

Факторы, влияющие на динамику функциональных состояний 1. Особенности человека как субъекта труда 2. Цели труда, реализуемые в вещной или понятийной форме 3. Средства и орудия труда 4. Процесс труда 5. Условия труда • факторы среды обитания; • факторы социальной среды.

Человек как субъект труда Морфо-физиологический уровень Психологический уровень Конституция, состояние здоровья и функциональных резервов, тип высшей нервной деятельности, обмен веществ и т. д. Уровень развития основных психических качеств, личностные и волевые качества, характер, мотивационная структура и т. д. Поведенческий уровень Навыки, умения, схемы поведения, индивидуальный стиль деятельности и т. д.

Факторы среды обитания Микроклимат Освещенность Излучения Давление воздуха Проф. инфекции и биоагенты Шумы Вредные вещества Вибрации

Понятие о работоспособности Работоспособность человека – социально-биологическое свойство, отражающее возможности организма выполнять конкретную по содержанию работу в определенных условиях деятельности в течение заданного времени с требуемой эффективностью и качеством. Работоспособность зависит от 1. функционального состояния и резервных возможностей организма; 2. профессионального опыта и подготовки; 3. направленности личности (потребности, установки, мотивы деятельности); 4. эргономических свойств объекта управления; 5. гигиенических условий труда; 6. организации деятельности; 7. личного фактора (физиологические, психологические и другие особенности субъекта) и др.

Утомление и переутомление Утомление – функциональное состояние человека, которое возникает в результате интенсивной или (и) длительной физической и умственной нагрузки и проявляется во временном нарушении состояния ряда функций организма, снижении эффективности и качества выполнения профессиональных задач, и требующее отдыха для нормализации. Работоспособность и утомление – взаимосвязанные понятия. Уровень работоспособности обусловлен отсутствием или наличием утомления, его степенью развития и выраженностью. Скорость и интенсивность развития утомления определяется уровнем работоспособности специалиста. Переутомление – патологическое функциональное состояние организма, возникающее вследствие длительного воздействия интенсивной нагрузки, сопровождающееся существенным нарушением ряда функций организма и снижением эффективности и качества деятельности и требующее для нормализации проведения реабилитационных мероприятий.

Фазы изменения работоспособности Фаза Характеристика Мобилизации (предстартовый период) Подготавливает организм к выполнению конкретной работы: энергетическая мобилизация резервов, повышение тонуса ЦНС, формирование плана и стратегии поведения, внутренним «проигрыванием» ключевых элементов деятельности Первичной реакции (период врабатывания) Кратковременное снижение почти всех показателей функционального состояния. Выраженность и продолжительность зависит от опыта. Если мобилизация выражена достаточно, то второй фазы может не быть. Гиперкомпенсации Оптимизация физиологических функций требуемому характеру конкретной работы и величине нагрузки, выработка точного динамического стереотипа Компенсации (период Наиболее экономное использование функциональных резервов максимальной организма, стабилизация функциональных показателей. К концу фазы работоспособности) возможно появление признаков нарушений субъективного состояния (чувство усталости) – предвестник утомления.

Фазы изменения работоспособности (развития утомления) Фаза Характеристика Субкомпенсаци Заданный уровень работоспособности поддерживается на основе и (период перестройки функционирования организма на энергетически менее дестабилизации) выгодном уровне, приводящем к более быстрому истощению функциональных ресурсов. Физиологическая стоимость работы возрастает. Хотя подключены дополнительные компенсаторные резервы, обеспечивающие временную стабилизацию функционального состояния, оно начинает ухудшаться, в первую очередь, за счет профессионально менее важных функций. Появляется вначале скрытое, а затем явное снижение эффективности работы – развиваются выраженные признаки утомления. Однако, еще возможно компенсировать путем волевого усилия на непродолжительное время ухудшение эффективности работы. Декомпенсации Непрерывное ухудшение функционирования профессионально важных для конкретной деятельности физиологических и психических систем и качеств, дискоординация функций, выраженной снижение эффективности работы, мотивации. Это выраженное острое утомление Срыва Значительное расстройство регуляторных механизмов, выраженная неадекватность реакций организма на характер и величину рабочей нагрузки, резкое падение работоспособности, вплоть до отказа от продолжения работы. Типична для хронического утомления и переутомления.

Виды восстановительных процессов после Восстановительные процессы после утомления Восстановление исходного состояния происходит по принципу саморегуляции. При этом наблюдается гетерохрония в восстановлении функций различных систем организма. Установлено, например, что после работы средней тяжести величина потребления кислорода возвращается к исходному уровню раньше, чем снижается до нормы концентрация молочной кислоты в крови, а восстановление уровня резервной основности крови затягивается на более долгий срок. Процессы восстановления энергетических ресурсов в самой скелетной мышце также протекают гетерохронно. Например, содержание АТФ возвращается к исходному уровню через несколько секунд или минут, креатинфосфат восстанавливается несколько медленнее, для достижения исходного уровня гликогена требуются уже десятки минут, а иногда несколько часов, содержание белков восстанавливается еще позже. Гетерохрония восстановительных процессов выражена тем более ярко, чем тяжелее функциональные нагрузки.

Виды восстановительных процессов после утомления 1. 2. 3. Текущее восстановление в процессе работы, особенно при переключении с одного вида деятельности на другой. Срочное восстановление, наблюдаемое непосредственно вслед за окончанием работы. Отставленное восстановление, которое имеет место на протяжении многих часов после завершения работы. Отставленное восстановление протекает по-разному в зависимости от интенсивности и времени суток, когда совершалась работа. Так, после дневной смены протекание восстановительных процессов имеет вид двухволновой кривой: первый максимум изменений наблюдается спустя 3 -6 часов после окончания работы, второй – после ночного сна, на следующий день. После вечерней смены (окончание работы в 24 часа) восстановительные процессы протекают по типу одноволновой кривой с максимумом изменения физиологических показателей около 9 часов. Эти закономерности следует учитывать при формировании рационального режима труда и отдыха.

Процессы расхода и восстановления энергетических запасов организма I - работа, II - отдых; 1 - расход; 2 восстановление; 3 сверхвосстановление; 4 - исходный уровень; 5 - возвращение к исходному уровню Текущее восстановление происходит во все периоды функциональной активности, обеспечивая развертывание функций в период врабатывания, сохранение работоспособности в ходе работы и отдаление сроков развития утомления. Оно осуществляется при взаимодействии нейрогуморальных механизмов регуляции и саморегуляции клеточных обменных процессов и синтеза белка. Так, например, гипоталамус обеспечивает развитие процессов восстановления в работающих органах и тканях за счет нейроэндокринных механизмов, мобилизующих функции гипофиза, надпочечников и других эндокринных желез. Особенно важно адаптационно-трофическое влияние симпатического отдела вегетативной нервной системы, направленное на активацию работы скелетных мышц, ЦНС, сердечно-сосудистой системы. Большую роль в восстановительных процессах играет перераспределение кровотока, за счет чего увеличивается доставка к активно работающим органам и тканям кислорода, питательных веществ и ускоряется удаление конечных продуктов обмена. Одной из характеристик изменений, вызываемых работой, является длительность восстановления - время, необходимое для возвращения частоты сердечных сокращений к исходному уровню. После легкой работы этот параметр возвращается к исходному уровню в течение 3 - 5 мин, после тяжелой работы восстанавливается очень длительно, до нескольких часов.

Процессы расхода и восстановления энергетических запасов организма I - работа, II - отдых; 1 - расход; 2 восстановление; 3 сверхвосстановление; 4 - исходный уровень; 5 - возвращение к исходному уровню Послерабочее восстановление обеспечивает возвращение физического статуса организма или его органов к исходному состоянию после рабочей нагрузки. Важное значение в развитии послерабочего восстановления имеет состояние ЦНС. В ЦНС после прекращения работы отмечается «остаточное» , или «послерабочее» , возбуждение, проявляющееся в ускорении и увеличении силы условных и безусловных рефлексов. У тренированных лиц это явление кратковременно или отсутствует полностью. У нетренированных послерабочее возбуждение выражено ярко и зависит от тяжести выполняемой работы. Послерабочее возбуждение сменяется послерабочим восстановительным торможением, характеризующимся ослаблением рефлекторных реакций. Сверхвосстановление. При определенной подготовленности организма через некоторое время после работы отмечается возникновение повышенной работоспособности. Сверхвосстановление бывает наиболее ярко выраженным после интенсивного функционирования системы или органа. Биохимические исследования восстановительных процессов в скелетных мышцах животных подтверждают фазное их течение. Восстановление содержания в мышце гликогена, креатинфосфата, белков происходит с периодом избыточного восстановления. Наличие периода сверхвосстановления служит определенным фактором надежности, обеспечивающим готовность организма к последующей деятельности.

Классификация утомления Утомление По этиопатогенезу Физическое Умственное Эмоциональное Смешанное По распространенности Общее Локальное По ведущей системе По времени Острое Хроническое По выраженности Начальное Легкое Выраженное Тяжелое Центральное Мышечное Зрительное Слуховое

Характеристика форм утомления Показатели Утомление Компенсируемое 1. Причины появления Острое Переутомление Хроническое Кратковременное воздействие нагрузки умеренной интенсивности Кратковременное воздействие интенсивной нагрузки Многократное длительное воздействие интенсивной, чрезмерной нагрузки на фоне измененного состояния организма Эффективность и качество деятельности Не нарушены (иногда снижены в конце рабочего дня) Существенно нарушены в конце рабочего дня Резко снижаются, вплоть до появления грубых ошибок Поведенческая (рабочая) активность Не нарушена Незначительное ухудшение Существенно нарушены в конце рабочего дня Резко ухудшаются в течение рабочего дня 2. Симптомы Профессиональные

Характеристика форм утомления (продолжение) Показатели Утомление Компенсируемое Острое Переутомление Хроническое Функциональные Субъективные Общее самочувствие Усталость в конце рабочего дня Усталость, вялость, разбитость Постоянная усталость в ход е работы, слабость, снижение аппетита Сон Не нарушен (иногда Затруднено засыпание и засыпание) пробуждение, прерывистый сон Затруднено засыпание и пробуждение, бессонница, сонливость днем и т. п. Мотивация Нормальная Потеря интереса к работе, безразличие Снижение интереса к работе, напряженность, неуверенность Непреходящая усталость без нагрузки, апатия, раздражительность, потеря аппетита

Характеристика форм утомления (продолжение) Показатели Утомление Компенсируемое Объективные (физиологические, психологические, биохимические, вегетосоматические, неврологические) 3. Мероприятия по восстановлению Незначительные изменения вегетативных функций в конце рабочего дня Острое Снижение чувствительности анализаторов, нарушение вегетативных функций в конце рабочего дня Кратковременный отдых Переутомление Хроническое Выраженное снижение чувствительности анализаторов, нарушение вегетативных функций, ухудшение психических процессов, изменение биохимических показателей, нарушение неврологического статуса в конце рабочего дня в течение смены дня Продолжительный отдых Реабилитация и лечение

Характеристики переутомления (по К. К. Платонову) Признак Начинающееся переутомление Легкое переутомление Выраженное переутомление Тяжелое переутомление Снижение работоспособности Мало выражено Выражено заметно Выражено достаточно Выражено резко Компенсация волевым усилием Не требуется Полная компенсация Неполная компенсация Незначительная компенсация Эмоциональные сдвиги Временное снижение интереса к работе Временами неустойчивое настроение Раздражительность Угнетение, резкая раздражительность Расстройство сна Трудно засыпать или просыпаться Трудно засыпать и просыпаться Сонливость днем Бессонница Снижение умственной работоспособности Нет Трудно сосредоточиться Временами забывчивость Заметное ослабление внимания Лечение Упорядочить отдых, Очередной отпуск и физкультура отдых Срочный очередной отпуск, организованный отдых Лечение в стационаре или амбулаторно

Теории утомления Гуморально-локалистические Т. истощения Шиффа Дефицит гликогена и жира Т. задушения Ферворна Недостаток кислорода Т. засорения Пфлюгера Т. электромеханического разобщения Избыток молочной кислоты и токсинов утомления Блок деполяризации саркоплазматического ретикулума и выхода Са 2+ Справедливы при высокой мощности работы, когда основной причиной отказа от работы является недостаток энергии и накопление продуктов обмена Центрально-нервные

Биологическая роль утомления 1. 2. Охранительная роль. Участие в тренировке и адаптации организма к повышенным нагрузкам. Утомление стимулирует процесс восстановления, расширяет резервные возможности организма, помогает оптимизировать рабочие механизмы организма.

Факторы, способствующие развитию утомления 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Нарушения режима труда, отдыха и питания. Длительные перерывы в сложной деятельности – профессиональная дезадаптация. Снижение функционального состояния после болезни приводит к уменьшению функциональных резервов организма и повышению его чувствительности к профессиональным нагрузкам. Недостаточная физическая тренированность, в результате чего наблюдается неадекватность уровня физиологических резервов рабочей нагрузке. Слабая профессиональная подготовленность, что ведет к возрастанию индивидуальной сложности, напряженности выполнения задач, увеличению рабочей нагрузки. Неблагоприятные физико-химические и социально-психологические условия среды, в т. ч. эргономические недостатки рабочего места и организации трудового процесса. Наличие вредных привычек, ведущее к снижению резистентности организма и состояния профессионально важных психических функций.

Методы диагностики утомления Профессиональные (прямые) Реальная трудовая деятельность (показатели качества, надежности, точности, скорости и т. д. ) Рабочие тесты (показатели качества, надежности, точности, скорости и т. д. ) Функциональные (косвенные) Субъективные показатели состояния Самочувствие, настроение, активность, сон, мотивация и т. д. (САН и другие психологические тесты, анкетирование, беседа, наблюдение и т. д. ) Объективные показатели состояния Физиологические (ЭКГ, ЭЭГ, ЭМГ, КГР, ЧСС, ЧД, КЧСМ, температура тела, термография, динамометрия, теппинг-тест и т. п. ) Психологические тесты на восприятие, внимание, память, мышление (СМИЛ, Люшера и др. ) Биохимические Резервные возможности организма – функциональные пробы (степ-тест…)

Основные направления профилактики развития утомления Профессиональный медико-психологический отбор Профессиональное бучение Оптимизация средств и содержания деятельности, условий и организации труда Медико-психологические мероприятия

Некоторые медико-психологические методы профилактики утомления 1. 2. 3. 4. 5. 6. Регламентация профессиональной деятельности Организация активного отдыха и физической подготовки Физиолого-гигиенические средства коррекции функционального состояния (использование методов ускоренной адаптации организма – закаливание, гипоксические тренировки и т. п. ) Психогенное управление функциональным состоянием Фармакологическая коррекция функциональных нарушений Физические средства управления функциональным состоянием (например, периодическое посещение сауны или бани способствует снятию проявлений утомления путем термовоздействий контрастного характера, использование контрастного душа и ванн – закаливанию, массаж – снятию мышечного утомления и общей стимуляции организма)

Рационализация режима труда и отдыха Колебания уровня работоспособности в течение трудового дня

Рационализация режима труда и отдыха Колебания уровня работоспособности в течение трудовой недели

Рационализация режима труда и отдыха Колебания уровня работоспособности в течение суток

Отдых как средство восстановления организма после утомления Труд и отдых - две стороны единого процесса жизнедеятельности организма. Отдых - состояние покоя или такого вида деятельности, которое снимает утомление и способствует восстановлению работоспособности. Еще И. М. Сеченов установил, что деятельность одних мышечных групп или конечностей способствует устранению утомления, возникающего при работе, в других мышечных группах. Это явление получило название активного отдыха. Активный отдых - это отдых, заполненный каким-либо видом деятельности, отличным от выполняемого труда. При утомлении легкой или средней степени смена работы приводит к более быстрому и полному восстановлению работоспособности по сравнению с отдыхом в покое. Активный отдых используется и при умственном труде. Смена напряженной интеллектуальной деятельности другим ее видом или легким физическим трудом приводит к быстрому снятию утомления, исчезновению ощущения усталости

Механизмы активного отдыха, согласно одной из гипотез, связаны с явлениями индукции в нервных центрах: активные центры, управляющие деятельностью, используемой в качестве активного отдыха, «наводят» , индуцируют и углубляют процессы торможения в утомленных центрах, чем способствуют более быстрому восстановлению их функциональных возможностей. Согласно другой гипотезе, эффекты активного отдыха развиваются в результате дополнительной афферентации от новых групп рецепторов, посредством чего повышается общий тонус ЦНС, ускоряются восстановительные процессы. Вероятно, обе эти гипотезы дополняют друга.

Центральный механизм активного отдыха Импульсы возбуждения возникают в двигательных нейронах коры больших полушарий и подкорковых центров на шипиках дендритов, что позволяет предполагать особенную роль шипиков в обучении новым движениям. Усиленное функционирование нейронов коры больших полушарий приводит к увеличению на синапсах шипиков участков, на которые действует медиатор, к повышению активности этих участков и к более быстрой мобилизации медиатора. Особенности строения и свойств нейронов коры головного мозга обусловливают сравнительно медленное наступление умственного и физического утомления при переключении с одного вида умственной работы на другой и при периодической смене ее физическими упражнениями, а также при активном отдыхе после физической работы.

Основные принципы активного, по И. М. Сеченову, отдыха (В. В. Розенблат, 1969) 1. 2. 3. 4. Применение средней степени нагрузки при работе других мышц. Применение в качестве активного отдыха относительно меньших нагрузок, если работник выполнял интенсивную, быстро приводящую к утомлению работу. Нагружать во время активного отдыха преимущественно мышцы-антагонисты. Использование эмоционального фактора (например, музыкальное сопровождение).