Закономірності функціонування дихальної системи людини у процесі праці

Підтримання в організмі оптимального рівня окислювально-відновлювальних процесів забезпечується системою дихання. Суть дихання полягає в постійному оновленні газового складу крові та біологічному окисленні в тканинах.

Дихання — це сукупність складних процесів, внаслідок яких відбувається споживання організмом кисню і виділення вуглекис­лого газу. Розрізняють зовнішнє та внутрішнє (тканинне) дихання.

Зовнішнє дихання — це обмін повітря між зовнішнім середовищем та легеневими альвеолами. Внутрішнє дихання — це споживання клітинами кисню і виділення ними вуглекислого газу.

Задоволення потреби організму в зростаючій кількості кисню в зв'язку із збільшенням енергетичного обміну під час праці і виве­денні з нього надлишку вуглекислоти забезпечується за рахунок відповідного пристосування до роботи дихальної системи.

Збільшення газообміну стає можливим завдяки зростанню таких показників роботи дихальної системи, як частота і глибина дихаль­них рухів, легенева вентиляція, коефіцієнт використання кисню.

Легенева вентиляція — це кількість повітря, яке проходить через легені за одиницю часу (одну хвилину). Вона залежить від частоти ди­хань та об'єму одного вдиху (кількість повітря, яку людина вдихає).

Дихальний об'єм у стані спокою становить 300...500 мл, а часто­та дихань — 12... 18 за одну хвилину. Таким чином, легенева вен­тиляція, або хвилинний об'єм дихання, дорівнює 5—8 л повітря. Під час роботи хвилинний об'єм дихання збільшується за рахунок зрос­тання частоти дихань і збільшення дихального об'єму. Останній збільшується за рахунок резервного об'єму вдиху, тобто макси­мальної кількості повітря, яку можна вдихнути після спокійного вдиху. Резервний об'єм вдиху становить 1500...2000 мл.

Можливості збільшення дихального об'єму залежать від життє­вої ємкості легень. Остання характеризується максимальною кількі­стю повітря, яку можна видихнути після максимального вдиху. Життєва ємкість легень у молодих чоловіків становить 3,5...4,8 л, у жінок — 3...3,5 л. У тренованих людей ці показники значно вищі — 5...7 л. Під час м'язової діяльності глибина дихання, як правило, не перевищує ЗО—40% життєвої ємкості легень.

При значних м'язових напруженнях частота дихань може досяга­ти 50 і більше за хвилину, а об'єм одного вдиху — 2...2,5 л. Отже, хвилинний об'єм дихання зростає до 120—160 л. Проте в більшості людей під час м'язової роботи легенева вентиляція не перевищує 100 л/хв. Дослідженнями фізіологів було встановлено, що між серед­ньою глибиною дихання і рівнем енергетичних витрат існує тісний кореляційний зв'язок. За показником частоти дихань працівника у процесі праці можна обчислити витрати енергії за хвилину, ккал [4]:

де ng — частота дихань за хвилину.

Під час інтенсивної м'язової роботи збільшується коефіцієнт вико­ристання кисню до 4—8% проти 3—4% в стані спокою. При локаль­них роботах цього не спостерігається. Залежно від важкості роботи споживання кисню може зрости до 1...3 л/хв проти 150...300 мл/хв У стані спокою.

Можливі також зміни ритму дихання в процесі праці. Так, макси­мальні короткочасні зусилля виконуються за затримки дихання. При виконанні легких робіт цього не спостерігається, за винятком ви­падків, коли робота особливо точна, складна і відповідальна. Анало­гічні процеси мають місце при виконанні розумової роботи, яка ви­магає напруженої уваги.

Якщо робота дуже важка для людини, то може настати розлад у ди­ханні, який суб'єктивно сприймається як задишка, порушення ритмів дихальних рухів. Як правило, такі явища спостерігаються у людей з низьким рівнем працездатності, що вказує на необхідність професійно­го добору для таких робіт за показниками м'язової сили і витривалості.

Залежно від об'єму легеневої вентиляції і споживання кисню за одну хвилину в процесі праці виділяють шість груп робіт за рівнем важкості (табл. 2).

Таблиця 2