Медико-биологические основы безопасности жизнедеятельности

Размещено на http://www.allbest.ru/

Лекция 1

Факторы вредного воздействия хозяйственной деятельности на человека и окружающую среду бывают разнообразными. Согласно классификации опасных и вредных производственных факторов, влияющих на человека, выделяют четыре группы факторов воздействия: физические, химические, биологические и психофизиологические. По этому же принципу классифицируются загрязнения и загрязнители. К физическим факторам относятся механические, шумовые, радиационные, факторы микроклимата, к биологическим - микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности, к психофизиологическим - физические и нервно-психические перегрузки.

Целью дисциплины является формирование знаний о механизмах медико-биологического взаимодействия человека с факторами среды обитания, о последствиях воздействия травмирующих, вредных и поражающих факторов, о принципах их санитарно- гигиенического нормирования.

Задача курса - формирование у будущих специалистов современного представления об травмоопасных и вредных физических, химических, психофизических факторов, а также представление о санитарно-гигиенической регламентации и стратегическом направлении предупреждения профессиональных и иных заболеваний.

Классификация основных форм деятельности человека.

Все виды деятельности человека подразделяются на:

умственный труд;

физический труд.

Умственный труд - объединяет труд, связанный с приемом и переработкой информации, требует напряжение сенсорных систем: внимание, памяти, активации мышления и эмоций. Вред от умственного труда: развивается гипокенезия, т.е. снижение двигательной активности, в результате развивается сердечно-сосудистая патология, угнетается психическая деятельность - ухудшается внимание, память, процесс восприятия информации, снижается быстрота реакции, появляется много ошибок.

Физический труд - характеризуется повышенной нагрузкой на опорно-двигательную систему, сердечно-сосудистую систему (ССС), дыхательную и нервную систему. Польза: развивает мышечную систему, стимулирует все обменные процессы в организме. Вред: социальная неэффективность из-за низкой производительности, необходимость высокого напряжения физических сил и потребность в длительном (до 50% рабочего времени) отдыхе. В России около 40% трудящихся работают вручную, около 2% с тяжелым физическим трудом.

Различают 5 форм:

Форма труда, требующая значительной мышечной активности - при полном отсутствии механизации, характеризуется повышенными энергетическими затратами;

Механизированная форма труда. Усложняется программа действий, уменьшается объем мышечной работы, вовлекаются в работу мелкие мышцы конечностей для обеспечения управления механизмами. Труд однообразный и монотонный. В результате снижается возбудимость анализатора, рассеивается внимание, снижается скорость реакций, быстро наступает утомление.

Труд, связанный с автоматическим и полуавтоматическим производством. Работу целиком выполняет механизм, а человек обслуживает станок: пустить станок, подать материал, извлечь материал; Характеризуется монотонностью, утратой творческого начала, повышенный темп.

Конвейерная форма. Характеризуется разделением процесса на отдельные операции с заданным ритмом и строгой последовательностью действий, автоматической подачей деталей к каждому рабочему месту с помощью конвейера. Чем меньше интервал времени на выполнение операций, чем проще и монотоннее работа, что приводит к преждевременной усталости, быстрому нервному истощению.

Труд, связанный с дистанционным управлением. Человек включен в систему управления механизмами. Если человек часто активно двигается, то внимание его успевает разряжаться в движениях, но если его движения редки, то он вынужден постоянно находиться в состоянии готовности к действию, в напряжении.

1.1 Классификация умственного труда

Разделяется на 5 видов:

Труд операторов. Характеризуется большой ответственностью и высоким нервно-эмоциональным напряжением. Например, труд авиадиспетчеров.

Труд управленческий (труд руководителей). Характеризуется большим объемом информации, дефицитом времени, повышенной личной ответственностью, периодическими конфликтными ситуациями.

Труд преподавателей и медицинских работников. Это постоянный контакт с людьми, повышенная ответственность, дефицит времени и информации, высокая степень нервно-эмоционального напряжения.

Труд учащихся и студентов. Это напряжение основных психических функций: памяти, внимания, а также различные стрессовые ситуации.

Труд творческих работников. Это самый сложный вид труда. Это труд конструкторов, писателей, художников, научных работников и т.д. Характеризуется самой высокой степенью нервно-эмоционального напряжения. При этом развивается аритмия, повышается артериальное давление, изменяется ЭКГ, увеличивается потребление кислорода, возрастает температура тела.



1.2 Энергетические затраты труда

Затраты зависят от интенсивности мышечной работы, информационной насыщенности труда, степени эмоционального напряжения и условий окружающей среды. Суточные затраты умственного труда составляют 10,5-11,7 МДж, для механизированной работы и сферы обслуживания 11,3-12,5 МДж, для работы средней тяжести (хирурги, шахтеры) 12,5-15,5 МДж, для работы тяжелого труда (металлурги, горнорабочие, лесорубы) 16,3-18,0 МДж.

Энергозатраты зависят от рабочей позы: сидя - энергозатраты на 5-10% превышают уровень основного обмена, стоя - на 10-25%, при вынужденной неудобной позе на 40-50%. При интенсивной интеллектуальной работе потребность мозга в энергии составляет 15-20% общего обмена организма, при чтении вслух расход энергии повышается на 45%, при публичном выступлении на 94%, у операторов ЭВМ от 60-100%.

1.3 Характеристика тяжести и напряженности труда

Тяжесть труда - определяется степенью функционального использования организма, т.е. энергозатрат при физическом труде и эмоциональной напряженности при информационной перегрузке при умственном труде.

По степени тяжести труд классифицируют в зависимости от энергозатрат отдельно для статической и динамической работы.

Статическая работа - работа, связанная с фиксацией орудия труда в неподвижном состоянии, а также с приданием человеку позы. Делиться на:

а) Работа, требующая нахождения человека в статической позе - 10-25% рабочего времени характеризуется как работа средней тяжести (энергозатраты 172-293 Джс)

б) 50% и более. Это тяжелая работа (энергозатраты более 293 Джс).

Динамическая работа. Требует сокращения мышц для перемещения частей тела или самого тела в пространстве, либо с переносом тяжести.

Делиться на:

а) Если максимальная масса груза не больше 5 кг для женщин и не больше 15 кг для мужчин - то работа легкая (энергозатраты меньше 172 Джс);

б) Если 5-10 кг для женщин и 15-30 кг для мужчин - работа средней тяжести.

в) Свыше 10 кг для женщин и свыше 30 кг для мужчин - тяжелая работа.

1.4 Напряженность труда

Напряженность труда связана с эмоциональной нагрузкой при труде с интенсивной работой мозга по получению и переработке информации. При оценке степени напряженности учитывают: эргономические показатели, сменность, позу, количество движений в минуту. По проценту длительности работы, требующие концентрации внимания труд по напряженности делиться на 4 группы:

Ненапряженный труд - до 25% рабочего времени.

Малонапряженный труд - до 50% рабочего времени.

Напряженный труд - до 75%.

Очень напряженный труд - больше 75%.

Например. Труд студентов по степени тяжести относят к первой группе, т.е. легкий, а по напряженности к 3-4 группе.

В зависимости от плотности воспринимаемых сигналов: не более 75 сигналов в час - легкий труд, от 75 до 175 - средней тяжести, свыше 176 - тяжелый.

Напряженность также зависит от плотности воспринимаемых сигналов.



1.5 Гигиеническая классификация труда

Согласно ГОСТ 2.2.013-94 все условия труда подразделяют на 4 класса:

оптимальные условия труда - обеспечивают максимальную производительность труда и минимальную напряженность организма. Оптимальные нормы установлены для параметров микроклимата и для факторов трудового процесса.

допустимые условия труда - характеризуются таким состоянием факторов окружающей среды и трудового процесса, которые не превышают установленных норм для рабочих мест. Во время отдыха все функции организма человека успевают восстанавливаться к началу следующей смены. Никакого отрицательного воздействия на организм человека и его потомков нет. Оптимальное и допустимое условие соответствует безопасным условиям труда.

Вредные условия труда - характеризуются превышением норм ПДК и ПДУ и оказывают неблагоприятное воздействие на организм человека или на его потомков. Различают 4 степени вредности:

а) 1 степень соответствует таким условиям труда, которые вызывают функциональные изменения в организме, обуславливают риск развития проф. заболеваний.

б) 2 степень соответствует таким условиям труда, которые могут вызывать стойкие нарушения в организме, приводящие к временной утрате трудоспособности. Появление начальных признаков развития легких форм профессиональных заболеваний.

в) 3 степень соответствует таким уровням воздействия вредных факторов, которые приводят к развитию профессиональных патологий в легких и средних формах, росту хронических заболеваний и росту количеств временной утраты работоспособности.

г) 4 степень соответствует таким условиям труда, при которых развиваются тяжелые формы профессиональных заболеваний с потерей общей трудоспособности, растет количество хронических заболеваний и количество временной утраты нетрудоспособности.

Степень вредности устанавливают в баллах по критериям, приведенным в Гигиенической классификации труда, утвержденной Минздравом СССР от 12.08.86 № 4137-86. Число баллов по каждому фактору устанавливается отдельно с учетом продолжительности его воздействия в течение его рабочей смены.

где xФi - фактическая степень вредности по i-тому фактору;

xстi - степень вредности по данному фактору тяжести или напряженности работ, установленная по показателям Гигиенической классификации труда;

Тi - отношение времени действия данного фактора к продолжительности общего рабочего времени.

где ti - время действия данного фактора;

tр.с - продолжительность рабочей смены.

Если время воздействия фактора свыше 90% рабочего времени, т.е. ti tр.с , то Ti =1.

Для определения размеров доплат все условия труда оценивают по сумме значений фактических степеней вредности; при этом учитывается тяжесть и напряженность труда.



Например, на рабочем месте воздух загрязняется веществами 1-2-го классов опасности, вытяжная вентиляция отсутствует. Кроме того, имеет место повышенный уровень шума. В таких условиях работник работает ежедневно в течение месяца по 4,8 часа в день при 8-часовом рабочем дне.

Определяем фактическое состояние условий труда на рабочем месте по двум факторам с учетом Гигиенической классификации труда и времени работы:

Хф. (аэрозоль) = 2 балла х 4,8ч/8,0ч = 1,2 балла;

Хф. (шум) = 3 балла х 4,8ч/8,0ч = 1,8 балла;

Хф. = 1,2 +1,8 = 3 балла.

По таблице по определению размеров доплат за неблагоприятные условия труда определяем размер доплаты, в данном случае она составит 8% оклада.

Таблица по определению размеров доплат за неблагоприятные условия труда

Фактическое состояние условий труда, Хф (баллов)	Размеры доплат в % к окладу (тарифной ставке)
1. На работах с опасными, вредными и тяжелыми условиями труда
До 2,0	4
2,1 - 4,0	6
4,1 - 6,0	12
2. На работах с особо опасными, особо вредными и тяжелыми условиями труда
0,1 - 8,0	16
8,1 - 10,0	20
Более 10,0	24

4) экстремальные условия труда - характеризуются такими условиями производственных факторов, воздействие которых на организм человека в течение рабочей смены или ее смены или ее части создает угрозу жизни или высокий риск возникновения тяжелых форм острых профессиональных заболеваний.

Лекция 2

2.1 Работоспособность человека и ее динамика

вредный работоспособность напряженность неблагоприятный

Работоспособность - степень функциональных возможностей организм, которая характеризуется определенным количеством и качеством работы, выполняемой за определенное время. С течением времени работоспособность снижается.

В зависимости от вида трудовой деятельности различают физическую и умственную работоспособность. Она может оцениваться на разных отрезках времени - в течение рабочей смены (внутрисменная работоспособность), в течение суток, месяца, года. Работоспособность определяется различными факторами, среди которых ведущую роль играют адаптированность, подготовленность работника к данному виду труда (включая профессиональную подготовку, квалификацию), степень тренированности организма.

2.1.1 Динамика работоспособности рабочего дня (8 часов)

Существует 7 фаз работоспособности:

1 - предрабочее состояние (фаза мобилизации). Характеристика: обдумывание предстоящей работы, сдвиги в нервно-мышечной системе;

2 - фаза врабатываемости (гиперкомпенсации). Характеристика: работоспособность нарастает, человек переходит от покоя к рабочему состоянию. Продолжительность разная, в зависимости от человека (утром после сна все сенсорные системы заторможены, производительность труда низкая, влияют пол, возраст, опыт, интенсивность и отношение к работе (продолжительность может колебаться от нескольких минут до 2-3 часов)

3 - период устойчивой работоспособности (фаза компенсации). Характеристика: устанавливается определенный режим работы и состояния систем организма (продолжительность 2/3 рабочего времени), производительность максимальна. Этот период определяет выносливость человека.

Выносливость человека связана с:

спецификой работы (динамическая работа без признаков утомления в 10 раз больше, чем статическая работа, для мышц рук в 1,5-2 раза больше чем для рук, у мышц рук выносливее сгибатели, а у ног - разгибатели);

интенсивностью работы (чем выше интенсивность, чем короче период устойчивой работоспособности);

возрастом (чем моложе человек, тем выше у него выносливость); максимальная выносливость у женщин в возрасте от 20 до 38 лет, у мужчин - 21-40 лет, значительное снижение у женщин с 48 лет, у мужчин - с 51 года.

с полом (при нагрузке равной Ѕ от максимальных возможностей человека при любом виде нагрузки у мужчин и женщин выносливость одинакова, при более высоких нагрузках мужчины выносливее);

концентрацией внимания и волевым напряжением (при интенсивной работе снижают выносливость);

эмоциональным состоянием (при положительных эмоциях выносливость увеличивается, при отрицательных эмоциях - уменьшается);

тренированностью;

типом высшей нервной деятельности (зависит от индивидуальных способностей человека);

4 - период утомления (фаза декомпенчации). Характеристика: Продуктивность работы снижается, снижается скорость реакций, появляются ошибки (временный период снижения работоспособности из-за истощения ресурсов организма);

5 - период возрастания работоспособности за счет эмоционально-волевого напряжения);

6 - снижение работоспособности (фаза прогрессивного снижения работоспособности). Характеристика: работоспособность резко падает, независимо от воли человека;

7 - период восстановления работоспособности. Продолжительность зависит от тяжести работы, величины гипоксии (насыщения кислородом), сдвига нервно-мышечной системы.

Фазы с 1-3 характеризуются максимальным использованием ресурсов организма, в последующих поддержание работоспособности возможно за счет эмоционально-волевого напряжения с последующим прогрессивным падением работоспособности.

2.1.2 Динамика работоспособности за сутки и течении недели

Суточная работоспособность изменяется в соответствии с циркадными ритмами человека. "Классический" тип динамики работоспособности заключается в ее существенном снижении в 3-4 часа ночи, постепенном повышении к 8 часам утра, устойчивым характером до 12-13 часов, снижением к 16 часам, некоторым восстановлением к 18 часам и устойчивым снижением после 20 часов. Вместе с тем показано, что в зависимости от индивидуальных особенностей циркадианных ритмов у различных людей наблюдаются и индивидуальные характеристики динамики работоспособности. Поэтому правильный подбор работников по индивидуальным характеристикам циркадианных ритмов является одним из факторов повышения производительности труда на предприятиях с непрерывным технологическим процессом, требующим организации утренних, вечерних и ночных рабочих смен.

3 интервала времени:

с 6.00 до 15.00 - период повышения работоспособности с максимумом 10-12 часов, а затем снижается:

с 15.00 до 22.00 - работоспособность повышается с максимумом в 18 часов, а затем к 22 часам снижается;

с 22.00 до 6.00 - работоспособность существенно снижается, достигая минимума к 3.00.

Динамика работоспособности в течении недели:

Понедельник - период врабатываемости.

Вторник, среда четверг - период устойчивой работы.

Пятница, суббота - период утомления.

Изменения работоспособности в течение месяца также связывают с биоритмами, например, физического (23 дня) эмоционального (28 дней), интеллектуального (33 дня) состояний. Ряд исследований в условиях реальной производственной деятельности человека дают основания считать эту связь обоснованной. Так, определение "критических" дней по указанным ритмам у водителей автохозяйств позволило существенно снизить аварийность по вине водителей. Вместе с тем, значимость биоритмов в динамике месячной и годовой работоспособности требует дальнейшего изучения.

2.2 Нормы времени на отдых

Режим труда и отдыха определяется характером работы: 8 часовой рабочий день, обязательный обеденный перерыв (не более 2 часов), кроме этого, часто вводят дополнительные перерывы (несколько по 15 минут). В ночные смены, в предпраздничные дни рабочий день на 1 час короче. Еженедельный отдых не более 42 часов, отпуск не менее 24 рабочих дней в году. При работе в ночную смену для поддержания работоспособности время для сна нужно делить на две части - 4-5 ч после работы в ночную смену и 3-4 ч перед ее началом.

Чем раньше начинается рабочая смена, чем ниже плотность работы и наличие простоев, тем раньше наступает утомление.

2.3 Изменение в крови при трудовом процессе

Во время работы в результате сложных превращений в мышцах образуются продукты обмена веществ - углекислота, вода и некоторые соли.

При работе происходит количественные и качественные изменения в крови. Количественные изменения выражаются увеличением числа эритроцитов и лейкоцитов.

Качественные изменения в крови - это усиление регенерации эритроцитов, т.е. в увеличении молодых их форм, которые интенсивнее отдают кислород тканям.

Перенесенный кровью из легких к тканям кислород, участвует в сложных химических превращениях, называемых тканевым дыханием. При этом дыхании, наряду с другими продуктами обмена, образуется углекислый газ, который, попадая в кровь, превращается в угольную кислоту. При поступлении в легкие, углекислый газ освобождается и выдыхается с воздухом. Если в покое человек потребляет 150-300 см3 кислорода в минуту, то при тяжелой работе эта потребность возрастает в 10-15 раз из-за увеличения легочной вентиляции.

Увеличивается подача крови к работающему органу за счет увеличения скорости ее движения, благодаря усилению работы сердца, перераспределению крови за счет сужения и расширения сосудов. Полный оборот частицы крови 20-24 с, а при тяжелой физической работе кругооборот увеличивается в 4-5 раз. Сердце весит 500 г., а выполняет за 10 мин. Работу, достаточную для поднятия человеком 65 кг на 10 м.

Углеводы в крови находятся главным образом в виде глюкозы, которая непрерывно расходуется тканями организма, особенно мышцами при физической работе. При окислении глюкозы в тканях освобождается необходимая им энергия. Продуктом обмена углеводов является молочная кислота.

2.4 Утомление

Субъективно утомление проявляется в виде ощущения усталости, вызывающего желание прекратить работу или снизить величину нагрузки.

Различают 3 стадии утомления. В первой стадии производительность труда практически не снижена, чувство усталости выражено незначительно. Во второй стадии производительность труда снижена существенно, чувство усталости выражено ярко. В третьей стадии производительность труда может быть снижена до нулевых показателей, а чувство усталости сильно выражено, сохраняется после отдыха и присутствует иногда еще до возобновления работы. Эту стадию иногда характеризуют как стадию хронического или патологического утомления, или переутомления. Оно обусловлено отсутствием необходимого отдыха между сменами и рабочими днями. Переутомление проявляется в снижении производительности труда, росте заболеваемости, снижении творческой активности и умственной работоспособности, изменением периодики продукции биологически активных веществ.

Различают 4 степени переутомления - начинающееся, легкое, выраженное и тяжелое. Так, начинающееся переутомление хорошо компенсируется при чёткой регламентации времени труда и отдыха. Легкая степень эффективно снимается в период очередного отпуска при рациональном его использовании. Выраженное переутомление требует срочного лечения в санатории, а тяжёлая степень переутомления требует лечения в условиях клиники.

В зависимости от характера труда различают физическое и умственное утомление. Для каждого из этих видов утомления характерны первичная и вторичная формы. Первичное утомление развивается в начале работы и свидетельствует о недостаточном упрочении трудовых навыков. В процессе работы происходит преодоление первичного утомления, в результате чего работоспособность возрастает. Вторичное утомление, объективно отражающее снижение психофизиологических возможностей организма, развивается спустя 2,5 - 3 часа после начала работы. Для ликвидации вторичного утомления необходим отдых.

Механизмы утомления при физической работе во многом сходны с таковыми при работе умственной. В обоих случаях лимитирующим звеном является утомление в центральных механизмах, которые могут быть общими для физического и умственного труда. Поэтому физическое и умственное утомление существенно влияют друг на друга. При физическом утомлении умственная деятельность мало продуктивна, равно как при умственном утомлении снижается физическая работоспособность, поскольку в обоих случаях имеет место существенное эмоциональное напряжение, сопровождаемое сходными вегетативными сдвигами.

Таким образом, различия между умственным и физическим утомлением имеют относительный характер. Поэтому много общего и в методах профилактики утомления при различных видах труда.

Теории утомления

Утомление - это состояние организма, вызванное умственной или физической работой, при котором снижается его работоспособность.

Существует несколько причин утомления:

накопление молочной кислоты в тканях;

снижение работоспособности периферических нервных окончаний;

утомление центрального звена ЦНС.

Признаки утомления при физической работе

нарушается автоматичность движений;

нарушение двигательной координации, что приводит к увеличению количества брака и количества несчастных случаев;

нарушение вегетативных функций организма (обильное потоотделение, учащение пульса и т.д.)

Фазы утомления при умственной работе

1 - уравнительно-гипнотическая фаза - человек одинаково реагирует на любые события (ему становиться все равно)

2 - парадоксальная фаза - состояние, при котором человек не реагирует на важные для него события, а важные события вызывает у него раздражение.

3 - ультра парадоксальная фаза - переутомление или хроническое утомление, человек отрицательно реагирует на то, что в нормальном состоянии вызывало положительные эмоции и наоборот.



Лекция 3

3.1 Краткая характеристика сенсорных систем человека

С помощью анализаторов (сенсорных систем организма) человек получает информацию из окружающего мира. В коре головного мозга анализируется и оценивается не вся поступающая информация, а наиболее важная. Информация, получаемая из внешней и внутренней среды, определяет работу функциональных систем организма и поведение человека. Нервная система формирует все защитно-приспособительные реакции человека. Нервная регуляция осуществляется при помощи рефлексов.

Условный рефлекс - это изменение функций организма в ответ на внешние условия. Работающий человек с закрепленными условными рефлексами очень экономно расходует жизненные силы. Трудовая деятельность - это многократное повторение в определенной последовательности различного рода операций, которые складываются из отдельных условных рефлексов в определенную функциональную систему работы коры головного мозга, названную динамическим стереотипом.

Динамический стереотип - устойчивая система условных рефлексов, которая образуется в результате многократного повторения условных рефлексов в определенной последовательности через определенные промежутки времени. Т.о. нервные процессы программируют предстоящую деятельность мозга, чем обеспечивается точность и своевременность реакции организма на привычные раздражители производственной обстановки. При обучении по мере закрепления динамического стереотипа возникает автоматизм в действиях работников и значительная экономия энергетических ресурсов организма.



3.2 Характеристика зрительного анализатора человека

Человек до 90% всей информации получает через зрительный анализатор. Глаз человека воспринимает световой диапазон (от 380 до 760 нм) электромагнитных волн, различает 7 основных цветов и более 100 их оттенков. Максимальная чувствительность в условиях обычного дневного освещения для длин волн 554 нм, что соответствует желто-зеленой части спектра. Чувствительность снижается по обе стороны от этого значения. Полный диапазон световой чувствительности определяется в единицах яркости света и изменяется от 2М10-8 до 2,25М105 кд/м2. Абсолютная слепящая яркость наступает при 2,25М105 кд/м2.

Минимальная интенсивность светового воздействия, вызывающая ощущение света называется порогом световой чувствительности или абсолютным порогом. Он изменяется в широких пределах из-за адаптации зрительного анализатора.

Дифференциальный порог - 1% от исходной интенсивности.

Латентный (скрытый) период - это время от момента подачи сигнала до момента возникновения ощущений и величина его от 0,15 до 0,22 сек.

Привыкание к темноте (темновая адаптация) - от нескольких секунд до минуты.

Критическая частота мельканий определяется временем, в течение которого в зрительном анализаторе сохраняются следовые образы предмета. На этой функции зрения основано кино. Частота 25 кадров в секунду близких по конфигурации объектов и затемнение экрана обеспечивают непрерывность изображения. Восприятие мелькающих световых сигналов от 14 до 70 Гц в зависимости от яркости, формы и размеров объекта.

Острота зрения - это разрешающая способность глаза, способность различать наименьшие детали объекта. Она зависит от контрастности, освещенности и формы объекта. При оптимальном освещении составляет от 1 до 5 минут, при снижении контрастности острота зрения снижается.

Установлено, что при выполнении зрительной работы любой степени точности понижение освещенности ведет к зрительному утомлению и снижению работоспособности на 10-50 %.

Поле зрительного анализатора.

У человека бинокулярное зрение, зрительное поле имеет следующие размеры: В горизонтальном направлении 120-1800, по вертикали вверх 55-600, вниз 65-720. В поле бинокулярного зрения предметы только обнаруживаются, но не распознаются, точное распознавание зрительных сигналов возможно только в центральной части зрительного поля размером 30 от центральной оси, ошибка восприятия удаленности предмета составляет 12% при расстоянии 30 м от объекта.

2. Характеристика слухового анализатора

Слуховой анализатор анатомически представлен ухом, которое состоит из трех отделов:

наружное ухо, ушная раковина и наружный слуховой проход, который слепо заканчивается барабанной перепонкой.

среднее ухо (барабанная полость с тремя слуховыми косточками): молоточек, наковальня и стремечко. Барабанная полость среднего уха сообщается с носоглоткой с помощью евстахиевой трубы;

внутреннее ухо, (костный и перепончатый лабиринт), образуют преддверье, улитку и 3 полукруглых канала.

Внутри перепончатого лабиринта жидкость при колебании которой возбуждаются слуховые или вестибулярные рецепторы. Вестибулярные рецепторы расположены в области преддверия и полукружных каналов, а слуховые в области улитки.

Слуховой анализатор состоит из 3 главных компонентов:

слуховые рецепторы, которые преобразую энергию звуковых колебаний в энергию нервного импульса.

слухового нерва, по которому нервные импульсы направляются в ЦНС.

височная доля коры головного мозга, где формируется ощущение звука.

Восприятие слуховых сигналов

Особенности слухового анализатора:

готовность в любой момент воспринимать звуки;

способность выделять значимые звуки из общего звукового фона;

способность устанавливать место нахождения источника звука;

человек воспринимает 10% с помощью звука.

Единица восприятия частоты звуковых колебаний - 1 Гц (колебание в секунду). Амплитуда колебаний звуковых волн определят величину звукового давления [Па] и интенсивность звука (Вт/м2). Интенсивность звука субъективно ощущается как громкость, а частота определяет высоту тона.

Механические колебания частот от 16 до 20 тыс. Гц воспринимаются ухом как звук. Частоты до 16 Гц называются инфразвуком, а свыше 20 тыс. Гц - ультразвуком. Беспорядочные колебания различной частоты и силы называются шумом, уровень шума выражают в дБ.

Абсолютный порог слышимости звука, т.е. минимальная интенсивность звука, которую ухо может различить, называется пороговой и соответствует уровню звукового давления 2М10-5 Па.

Максимальный порог слышимости соответствует возникновению болевого ощущения соответствует интенсивности звука 10 Вт/м2 (140 дБ), ощущение дискомфорта возникает при 120 дБ.

3. Характеристика кожного анализатора

Кожный анализатор обеспечивается наличием в коже специальных рецепторов или свободных нервных окончаний, что обеспечивает восприятие боли, прикосновение (слабое раздражение на коже), тепла и холода.

На разных частях тела количество рецепторов разное. Плотность размещения рецептора на тыльной части руки: 188 болевых, 14 осязательных, 7 холодовых, 0,5 тепловых, на 1 см2 поверхности кожи.

При воздействии на кожу любых раздражителей независимого от его характера возникает специфическое раздражение, обусловленное типом рецептора, на который было оказано воздействие.

Чувствительность к прикосновению. Рецепторы возбуждаются под действием слабого давления, которое вызывает небольшую деформацию кожи. Абсолютный порог тактильной чувствительности определяется по минимальному давлению на кожную поверхность, которое приводит к едва заметному ощущению прикосновения, равен 3 +300 мг/мм2, дифференциальный порог 1% от исходной интенсивности. Особенность тактильного анализатора - быстрое развитие адаптации (от 2 до 20 сек), когда у участка возникает быстрое ощущение прикосновения. При ритмичных последовательных прикосновениях к коже они будут восприниматься как отдельные до тех пор, пока не будет достигнута критическая частота, при которой ощущение прикосновения приходит в ощущение вибрации. Значение критической частоты от 5 до 20 Гц.

Вибрационная чувствительность. Диапазон ощущение высокий от 5 до 12 тыс. Гц. Самая высокая чувствительность для колебаний 250 Гц. Наибольшей чувствительностью к вибрации обладают кисти рук.

Болевая кожная чувствительность. Под действием любых механических, тепловых, механических, химических или других раздражителей на свободные нервные окончания кожи возникает болевое ощущение, если действие очень сильное, в ответ возникает оборонительный рефлекс. Это сигнал опасности мобилизует организм на борьбу за самосохранение. Болевой порог чувствительности зависит от места измерений. Латентный период для возникновения боли составляет 370 мсек.

Температурная чувствительность. 2 вида температурных анализаторов: холодовые и тепловые. Латентный период приблизительно 0,2 мсек. Порог различения 1 0С. Порог чувствительности: при контакте с кожей - 1 мм2 возникает тепловое ощущение, при лучевом воздействии - 700 мм2. Человек всегда ощущает тепло потом холод. Холодные рецепторы возбуждается при воздействии низких температур и температуры выше 45 0С

4. Кинестетический, вестибулярный, обонятельный и вкусовой анализатор

Кинестетический анализатор обеспечивает ощущение положения тела и его частей в пространстве и ощущение движения благодаря проприорецепторам, расположенным в различных частях мышц человека. Различают рецепторы растяжения мышц, сокращения мышц и положения суставов.

Вестибулярный анализатор обеспечивает ощущение ускорения при вращении и прямолинейном движении. Абсолютный порог чувствительности- 0,1- 0,12 м/с2.

Проприорецепторы и рецепторы вестибулярного аппарата не адаптируются.

Обонятельный анализатор.

Человек воспринимает 450 видов запахов, обонятельные рецепторы расположены на участке около 2,5 см2 слизистой носа. Условие восприятия запаха - летучесть молекул вещества, растворимость в жирах и движение воздуха около носа. Абсолютный порог чувствительности - 0, 001 мг/л воздуха, дифференциальный порог- 16-50% от исходной концентрации.

Вкусовой анализатор

Человек различает 4 вкуса (сладкое, кислое, соленное, горькое) и их комбинации. Абсолютный порог чувствительности 10-10000 мг/л, дифференциальный порог- 20% от исходной концентрации. Восстановление вкусовой чувствительности происходит через 10-15 мин.

Понятие гомеостаза и адаптации

При изучении механизмов восприимчивости организма к воздействию факторов окружающей среды, важное значение имеет понятие гомеостаза, резистентности организма, механизмов саморегуляции, адаптации и компенсации.

Гомеостаз - постоянство химических и физических свойств внутренней среды организма (температура тела, определенный ионный состав жидких сред, давление и т.д., необходимое для жизни человека. Существует множество механизмов поддержания гомеостаза, т.к. при незначительном изменении любой характеристики внутренней среды человек может заболеть.

Гомеостаз поддерживается благодаря действию двух адаптивных систем, которые действуют совместно, подгоняя функции организма к конкретным условиям среды:

1 механизм - поддерживающий гомеостаз на определенном уровне в условиях относительно стабильных факторов среды.

2 механизм - реакции, поддерживающие относительное постоянство внутренней среды организма при отклонении условий среды от средних характеристик.

В механизмах поддержания основных констант гомеостаза участвуют нервная, эндокринная системы органов, многочисленные баро- и хеморецепторы, реагирующие на изменения внутренней и внешней среды организма.

Диапазон колебаний параметров окружающей среды, при котором механизмы саморегуляции работают без напряжения физиологических механизмов, невелик. При отклонении параметров факторов окружающей среды от оптимальных уровней механизмы саморегуляции начинают функционировать с напряжением и в процесс поддержания гомеостаза кроме механизмов саморегуляции включаются механизмы адаптации.

Человек, для того чтобы выжить во все более быстро меняющихся условиях окружающей среды, в различных условиях работы, должен уметь приспосабливаться к этим изменениям. Все люди наделены способностью приспособляемости (адаптации). Адаптация - это процессы и явления активного приспособления человека к окружающей среде, которые обеспечиваются определенными физиологическими реакциями, происходящими на клеточном, органном, системном и организменном уровнях.

Цель и значение адаптации состоит в сохранении биологического гомеостаза.

Различают два вида стратегии адаптации:

Спринтер (включаются мощные физиологические реакции приспособления к меняющимся условиям среды, но поддержание гомеостаза возможно только в течение короткого времени) По резистентному типу адаптации (сопротивление).

Стайер (организм слабо приспособлен, но может очень долго поддерживать гомеостаз при средних нагрузках, устойчивость к данному фактору) По пути толерантности (выносливости). У стайера выше выносливость.

Лучший вариант - средний, но начало адаптации лучше переносят спринтеры - высокая активность симпатической и вегатативной нервной системы (адреналин), резко возрастает скорость обмена веществ, все механизма терморегуляции.

Фазы активной адаптации:

Первая (аварийная) фаза заключается в изменениях работы системы кровообращения и дыхания под действием ЦНС и гормонов мозгового вещества надпочечников (адреналин), поиск путей адаптации.

Вторая фаза - переходная. Уменьшается возбудимости УНС, формируются функциональные системы на более глубоком, тканевом уровне, влияют гормоны коры надпочечников

Третья фаза - устойчивой адаптации, все процессы перестроились на новый уровень для поддержания гомеостаза, мобилизация имунной системы, на клеточном уровне, изменяется уровень обмена веществ, переход на более рациональное использование энергии в данных условиях.

Истощение развивается в результате сильного и длительного воздействия экстремальных факторов, ведет к болезни или смерти.

Переключение организма на новый уровень работы не дается даром, происходит напряжение систем - это цена адаптации.

Зоны количественного выражения фактора, отклоняющегося от оптимума, но не нарушающего жизнедеятельности, определяют зоной нормы. Дальнейший сдвиг в сторону недостатка или избытка фактора может снизить эффективность действия адаптивных механизмов и нарушить жизнедеятельность. При крайнем недостатке или избытке фактора, приводящем к патологическим изменениям в организме, выделяют зоны пессимума (причинять вред). За пределами этих зон количественное выражение фактора таково, что полное напряжение всех приспособительных систем оказывается неэффективным, ведут к летальному исходу.

Адаптация к любому фактору связана с затратой энергии. В зоне оптимума энергия расходуется только на фундаментальные жизненные процессы, организм находится во взаимодействии со средой. При выходе значения фактора за пределы оптимума включаются адаптивные механизмы, требующие тем больше энергозатрат, чем дальше значение фактора отклоняется от оптимального. Смена одних средних условий влечет за собой переход на другой уровень стабилизации (сезонные, температурные адаптации).

Можно управлять адаптацией - повышать выносливость организма: рациональное питание, физическая тренировка, закаливание, воздействие гипоксии.

Отсутствие раздражителей или их низкий уровень могут привести к снижению адаптационных возможностей организма и резистентности - устойчивости, сопротивляемости организма воздействию внешних факторов. Например, отсутствие светового раздражителя может привести к снижению функции зрительного анализатора. Утомление и переутомление снижают резистентность организма. В процессе адаптации осуществляется перестройка различных функций организма. Комплекс адаптивных реакций организма человека, обеспечивающий его существование в экстремальных условиях называется нормой адаптивной реакции. Процесс индивидуальной адаптации обеспечивается формированием изменений в организме в виде патологических реакций. Эти изменения представляют собой цену адаптации. Например, процесс адаптации к условиям Крайнего Севера может длиться десятки лет. При этом возможны временные срывы адаптации - язвенная болезнь или сердечно-сосудистая патология.

Если уровень воздействия факторов среды выходят за пределы адаптационных возможностей организма, и адаптация выходит на стадию истощения, включаются дополнительные механизмы Компенсации, противодействующие возникновению и прогрессированию патологического процесса.

Т.О. адаптация обеспечивает гомеостаз в условиях здоровья, а компенсация - это борьба организма за гомеостаз в измененных условиях болезни.

Адаптация к любому фактору связана с затратой энергии. В естественных условиях обитания организм всегда затрачивает какую-то часть энергии на работу адаптивных механизмов. В зоне оптимума энергия расходуется только на фундаментальные жизненные процессы, организм находится во взаимодействии со средой. При выходе значения фактора за пределы оптимума включаются адаптивные механизмы, требующие тем больше энергозатрат, чем дальше значение фактора отклоняется от оптимального. Смена одних средних условий влечет за собой переход на другой уровень стабилизации (сезонные, температурные адаптации).

Можно управлять адаптацией - повышать выносливость организма: рациональное питание, физическая тренировка, закаливание, воздействие гипоксии.

Отсутствие раздражителей или их низкий уровень могут привести к снижению адаптационных возможностей организма и резистентности - устойчивости, сопротивляемости организма воздействию внешних факторов. Например, отсутствие светового раздражителя может привести к снижению функции зрительного анализатора. Утомление и переутомление снижают резистентность организма. В процессе адаптации осуществляется перестройка различных функций организма.

2. Естественные системы обеспечения безопасности человека.

Глаза. Веки защищают зрительный анализатор от избыточного светового потока, пыли: увлажняют роговицу, со слезой удаляют из глаза инородные частицы.

Уши. При очень громких звуках ухо способно себя защитить (в среднем ухе есть два мышечных волокна, которые способны резко сокращаться, слуховые косточки перестают колебаться и раздражение не доходит до слуховых рецепторов внутреннего уха).

Нос. При чихании (форсированный выдох через нос), и кашле (форсированный выход через рот) воздушная среда уносит из носоглотки инородные раздражители. При раздражении слезных верхних путей происходит слезотечение (слеза носослезный канал попадает в полость носа, все смывает и выходит через нос).

Болевая чувствительность. У человека возникает ощущение боли (субъективно - это ощущение боли, объективно - превышение раздражителем максимального порога чувствительности). Реакции организма: расширение зрачков, повышение давления, бледность кожи и т.п. Боль указывает человеку место повреждения ткани. Различают два вида болевых ощущений: вескральные боли (появляются при заболевании или повреждении внутренних органов), соматические боли (возникают при повреждении кожи, костей мышц).

Движение. Основано на безусловных рефлексах (одергивание руки от горячего предмета и т.д.) Любое движение приглушает душевную и физическую боль (защита нервной системы).

Иммунная система. Защита организма от воздействия чужеродных белков (гены), микроорганизмов (ядов). Характеризуется иммунитетом. Виды иммунитета: естественный (врожденный), и приобретенный (искусственный).

ОСНОВЫ ТОКСИКОЛОГИИ

Основные понятия токсикологии

Токсикология - это область медицины, изучающая законы взаимодействия живого организма и яда. Происходит от 2 греческих слов «токсикон» - яд и «логос» - учение. Особое место принадлежит промышленной токсикологии, изучающей действие на человека вредных веществ, встречающихся в производственных условиях, с целью разработки санитарно-гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий, направленных на создание наиболее благоприятных условий труда

Токсикология экологическая - относительно молодой раздел токсикологии, изучающей действие веществ на живые объекты, популяции, экосистемы. При этом основное внимание уделяется не отдельным организмам, а их связям, т.е. биоценозам и экосистемам, а также трансформации веществ в окружающей среде.

Одним из центральных понятий токсикологии является понятие о вредном веществе.

Вредное вещество - это вещество, которое при контакте с организмом человека может вызывать травмы, заболевания или отклонения в состоянии здоровья, которые развиваются либо сразу после контакта, либо в последующих поколениях.

Яд (ксенобиотик)- это вещество, попавшее в организм в очень малом количестве и вызвавшее отравление или смерть.

Патологическое состояние, которое развивается при взаимодействии яда с организмом, называется интоксикацией или отравлением.

Классификация ядов

Видов классификаций очень много:

1 - По химическим свойствам: все яды делятся на органические, неорганические, элементоорганические.

2 - Практическая классификация (по цели применения ядов) различают: промышленные яды, ядохимикаты, лекарственные вещества, бытовые химикаты, биологические яды, БОВ.

3 - По избирательной токсичности в зависимости от органа, на который больше всего влияет различают: сердечные яды, нервные яды, печеночные яды, почечные яды, кровяные яды, легочные, желудочно - кишечные яды.

4 - Токсикологическая классификация ядов: яды нервно - паралитического действия, кожно - резорбтивного действия, яды общетоксического действия, яды удушающего действия, яды психотического действия.

Существуют еще патофизиологическая классификация (по признакам развивающейся гипоксии); патохимическая классификация (основана на действии ядов на ферментные системы организиов).

Практическая классификация

(по цели применения ядов) различают:

промышленные яды - химические вещества, которые применяются в виде сырья или продуктов на производстве:

а) органические растворители (дихлорэтан);

б) топливо (метан, пропан, бутан);

в) красители (анилин);

г) хладогены (фреон) ;

д) химические реагенты;

е) пластификаторы.

Ядохимикаты - химические вещества, применяемые для борьбы с сорняками и вредителями:

а) хлорорганические пестициды (гексахлоран);

б) фосфорорганические инсептициды (корбофоз, хлорофос);

в) ртуть органические вещества (гранозан).

Лекарственные вещества;

Бытовые химикаты (пищевые добавки, средства санитарии, средства косметики, средства ухода за одеждой и т.д.);

Биологические яды - это яды растений и животных (в грибах - аконит, цикута и др., яды животных - пчел, змей, скорпионов);

Боевые отравляющие вещества - токсины, оружия массового уничтожения людей (зорин, иприт, фосген);

Токсикологическая классификация ядов

яды нервно - паралитического действия - спазм бронхов, судороги, параличи (фосфоорганические инсептициды - хлорофос, никотин, БОВ и др.);

кожно - резорбтивного действия - местные воспалительные и некротические изменения в коже в сочетании с общетоксическим действием (дихлорэтан, гексахлоран, мышьяк, ртуть, укс. эссенция);

яды общетоксического действия - судороги, параличи, отек мозга, кома (синильная кислота и ее производные, СО, алкоголь и его суррогаты, БОВ);

яды удушающего действия - вызывают токсический отек легких (оксиды азота, и БОВ);

слезоточивого и раздражающего действия - раздражение наружности слизистых оболочек (пары сильных кислот, щелочей и БОВ);

яды психотического действия - нарушение сознания и психической деятельности (алкоголь, наркотики, антропин).

Существуют еще патофизиологическая классификация (по признакам развивающейся гипоксии); патохимическая классификация (основана на действии ядов на ферментные системы организиов).

Принципы оценки негативности факторов.

Закон Вебера - Фехнера

При оценке негативного воздействия факторов учитывают степень влияния их на здоровье и жизнь человека, уровень функционального состояния организма, его резервные возможности и развитие последствий. При оценке допустимости воздействия вредного фактора на человека исходят из биологического закона субъективной количественной оценки раздражителя (закон Вебера - Фехнера). Он устанавливает связь между изменением интенсивности раздражителя и силой вызванного им ощущения.

Закон Вебера - Фехнера: реакция организма прямо пропорциональна относительному приращению раздражителя.

dL = a x dR/R, где

dL - элементарное ощущение организма, а - коэффициент пропорциональности, dR - элементарное приращение раздражителя.

Если это выражение проинтегрировать и принять а = 10 lg e, то уровень ощущения раздражителя (в Дб) равен:

L=10 lg R/R0 , где

R0 - это пороговое значение ощущения, т.е. минимальная величина воздействия раздражителя, характеризующая начало ощущения.

На базе этого закона построено нормирование вредных факторов, для исключения необратимы биологических эффектов от воздействия вредных факторов, ограничивают ПДК и ПДУ.

ПДК и ПДУ- это максимальное значение вредного фактора, которое воздействуя на человека (изолированно или в сочетании с другими факторами) не вызывают у него и его потомства биологических изменений, даже скрытых, в т.ч. заболеваний, связанных с изменением реактивности организма, адаптивных систем, нарушением функциональных циклов, а также психологических нарушений (снижение интеллектуальных и эмоциональных возможностей).

Токсикометрия занимается установлением норм ПДК.

Критерии токсичности вредных веществ

Токсичность - это мера несовместимости вещества с жизнью.

Доза - количество вещества, воздействующего на организм.

О токсических свойствах и опасности вредных веществ судят по количественным показателям токсикометрии (по критериям токсичности).

Различают 5 основных критериев токсичности:

1) порог вредного действия вещества -это минимальная концентрация вещества, в окружающей среде, при воздействии которой в организме (при конкретных условиях поступления вещества и стандартной статистической группе биологических объектов) возникают изменения, выходящие за пределы физиологических приспособительных реакций, или скрытая паталогия. Служит основанием для установления ПДК.

а) порог однократного (острого) действия Limас, - это min пороговая доза, вызывающая изменения в организме, которые выходят за пределы приспособительных реакций;

б) порог хронического действия Limch

в) порог специфического действия Limsp - же самое, только при изучении специфического воздействия.

Дозы

Среднесмертельная (смертельная) доза DL50 (100) - доза вредного вещества, которая вызывает гибель 50% (100%) подопытных животных при определенном способе введения яда в их организм в течение 2 недель последнего наблюдения. [мг/кг веса] - яд вводят через кожу, - яд вводят через желудок.

Средняя смертельная (смертельная) концентрация вещества CL50 (100)- такая концентрация вещества, которая вызывает гибель 50% (100%) подопытных животных при 2 - 4 часовом ингаляционном пути поступления вдыхании яда через воздух [мг/кг].

Степень токсичности - величины обратные, т.е. 1/DL50 и 1/CL50 . Чем меньше значение DL50 или CL50 тем больше степень токсичности веществ.

Опасность веществ - вероятность возникновения вредных для здоровья эффектов, в реальных условиях производства.

Вероятность возникновения острого отравления ингаляционным путем оценивают по коэффициенту опасности внезапного острого ингаляционного отравления (КОВОИО)

КОВОИО = С20 /СL50 ,



где С20 - насыщенная концентрация вещества при температуре 20С , - коэффициент распределения газа между кровью и воздухом.

КОВОИО определяется при утечке газа, возможность отравления тем выше, чем выше С20 , КОВОИО < 1- опасность мала, > 1 - реальна. Например, для хлороформа КОВОИО = 7, для этанола - < 0,0001.

Если неизвестна , то вычисляют Коэффициент возможности ингаляционного отравления

КВИО = С20 /СL50

5. Зона токсического действия

1) зона острого (однократного) токсического действия

...