Саморегуляция физиологических функций

В процессе эволюции живых организмов внутренняя среда была отделена от внешней и приобрела устойчивый, консервативный ха­рактер.

Французский исследователь К. Бернар писал, что условием сво­бодного поведения живого организма является постоянство внутрен­ней среды. По его мнению, все жизненные процессы имеют одну цель — поддержание постоянства условий жизни во внутренней среде организма. Позднее эта мысль нашла воплощение в трудах американского физиолога У. Кеннона в форме учения о гомеостазе.

Гомеостаз — относительное динамическое постоянство внут­ренней среды и устойчивость физиологических функций организма. Основным механизмом поддержания гомеостаза является саморегу­ляция.

Саморегуляция представляет собой такой вариант управ­ления, при котором отклонение какой-либо физиологической фун­кции или характеристик (констант) внутренней среды от уровня, обеспечивающего нормальную жизнедеятельность, является причи­ной возвращения этой функции (константы) к исходному уровню. В ходе естественного отбора живыми организмами выработаны общие механизмы управления процессами приспособления к среде обитания различной физиологической природы (эндокринные, нейрогуморальные, иммунологические и др.), направленные на обеспечение отно­сительного постоянства внутренней среды. У человека и высших животных гомеостатические механизмы достигли совершенства.

Практически все характеристики внутренней среды (константы) организма непрерывно колеблются относительно средних уровней, оптимальных для протекания устойчивого обмена веществ. Эти уров­ни отражают потребность клеток в необходимом количестве исход­ных продуктов обмена. Допустимый диапазон колебаний для разных констант различен. Незначительные отклонения одних констант могут приводить к существенным нарушениям обменных процес­сов — это так называемые жесткие константы. К ним относятся, например, осмотическое давление, величина водородного показателя (рН), содержание глюкозы, О₂, СО₂ в крови.

Другие константы могут варьировать в довольно широком диа­пазоне без существенных нарушений физиологических функций — это так называемые пластичные константы. К их числу относят количество и соотношение форменных элементов крови, объем цир­кулирующей крови, скорость оседания эритроцитов.

Процессы саморегуляции основаны на использовании прямых и обратных связей. Прямая связь предусматривает выработку управляющих воздействий на основании информации об отклонении константы или действии возмущающих факторов. Например, раз­дражение холодным воздухом терморецепторов кожи приводит к увеличению процессов теплопродукции.

Обратные связи заключаются в том, что выходной, регу­лируемый сигнал о состоянии объекта управления (константы или функции) передается на вход системы. Различают положительные и отрицательные обратные связи. Положительная обратная связь усиливает управляющее воздействие, позволяет управлять значи­тельными потоками энергии, потребляя незначительные энергети­ческие ресурсы. Примером может служить увеличение скорости образования тромбина при появлении некоторого его количества на начальных этапах коагуляционного гемостаза.

Отрицательная обратная связь ослабляет управляющее воз­действие, уменьшает влияние возмущающих факторов на работу управляющих объектов, способствует возвращению измененного по­казателя к стационарному уровню. Например, информация о степени натяжения сухожилия скелетной мышцы, поступающая в центр управления функций этой мышцы от рецепторов Гольджи, ослабляет степень возбуждения центра, чем предохраняет мышцу от развития избыточной силы сокращения. Отрицательные обратные связи по­вышают устойчивость биологической системы — способность воз­вращаться к первоначальному состоянию после прекращения воз­мущающего воздействия.

В организме обратные связи построены по принципу иерархии (подчиненности) и дублирования. Например, саморегуляция работы сердечной мышцы предусматривает наличие обратных связей от рецепторов самой сердечной мышцы, рецепторных полей магист­ральных сосудов, рецепторов, контролирующих уровень тканевого дыхания, и др.

Гомеостаз организма в целом обеспечивается согласованной со­дружественной работой различных органов и систем, функции ко­торых поддерживаются на относительно постоянном уровне процес­сами саморегуляци

27. Нефармакологические методы коррекции функционального состояния организма человека, их классификация.

Коррекция функциональных состояний. Под профилактикой неблагоприятных функциональных состояний понимается комплекс мероприятий, направленных на предупреждение развития или на ликвидацию (полную или частичную) уже возникших состояний. В производственной ситуации любая оптимизационная работа, имеющая целью облегчение труда человека, может рассматриваться как профилактика неблагоприятных функциональных состояний. Выделяются следующие направления такой работы: - усовершенствование средств труда; - рационализация рабочих мест; - оптимизация режима труда и отдыха; - использование чередования операций с нагрузкой на разные функциональные системы; - нормализация факторов производственной среды; - создание благоприятного социально-психологического климата. Коротко остановимся на оптимизации режима труда и отдыха. Это направление эргономической работы должно опираться на анализ кривой работоспособности у данной категории пользователей (3). Такой анализ позволяет выделить критические моменты, характеризующиеся значительным снижением производительности и ростом утомления. Время назначения перерыва должно приходиться на начальные периоды изменения состояния, т.е. предшествовать появлению выраженного сдвига на кривой работоспособности. Нередко высказывается мнение, что благоприятный эффект коротких и частых пауз значительнее, чем в случае более продолжительных и редких. Действительно, для многих видов труда, особенно монотонных, наличие частых коротких перерывов для отдыха весьма желательно. Следует заметить, что не существует общего определения термина ПЕРЕРЫВ для разных видов выполняемой человеком деятельности. Перерыв можно интерпретировать и как время бездействия, и как особую фазу в выполнении задания, и как разрыв в работе, наконец как особый период покоя. Некоторые авторы включают в перерывы и периоды бездействия, которые возникают на основе самой организации задания, например, время ожидания при работе за компьютером. Другие же причисляют такое бездействие к условиям, не облегчающим, а усложняющим деятельность. В большинстве деятельностей такое ожидание предоставляет организму определенный период покоя, однако не уменьшают общую нагрузку, которой подвержен пользователь. Это относится в первую очередь к тем периодам ожидания, которые влекут за собой психическую напряженность, т.к. их длительность трудно предсказуема, и они возникают в критические моменты функционирования системы " пользователь-компьютер". В отношении работы за дисплеем имеет смысл употреблять понятие ПЕРЕРЫВ только в случае паузы отдыха, завершающей период напряженности, возникшей на предыдущих отрезках работы. Характеристики этой напряженности и относительная величина физиологического и психического утомления изменяются в зависимости от особенностей предшествующего задания. Таким образом, время, в течение которого человек бездействует, но не может отрешиться от предыдущего задания, не может называться " перерывом". Это всего лишь пауза, чье значение для отдыха не определяется длительностью кажущегося бездействия. Кроме перечисленных выше мероприятий используют подход, называемый психопрофилактикой неблагоприятных функциональных состояний. В качестве методов психопрофилактики применяются: 1) психотерапия; 2) оптимизация питания; 3) фармакотерапия; 4) функциональная музыка; 5) аутогенная тренировка и гипноз; 6) массаж и самомассаж; 7) производственная гимнастика; 8) цветовое оформление помещений; 9) создание кабинетов психической разгрузки. Для каждой конкретной производственной ситуации комплекс психопрофилактических мероприятий разрабатывается в результате значительной аналитической работы, предполагающей диагностику специфики конкретных неблагоприятных состояний и выбор наиболее эффективных действующих на них методов. 3.4.1. Рабочая поза и утомление. Пользователи часто жалуются на боли в руках, пояснице, иногда на головные боли. Лишь недавно выяснилось, что все эти жалобы вызваны единственной причиной - неправильной рабочей позой. Необходимость наносить точные удары пальцами в небольшую по площади область клавиатуры вынуждает человека стабилизировать на длительное время положение собственного тела. Вынужденное положение отрицательно сказывается на кровообращении, доводя его до спазмов сосудов корпуса, шеи и головы. Исходя из этих данных можно предложить следующие рекомендации, позволяющие снизить утомление при работе с клавиатурой. 1. Оптимальным является вертикальное положение корпуса при прямом угле в бедренном и коленном суставах. 2. Необходимо больше внимания уделять подбору мебели с требуемыми размерами. 3. Наилучшей является мебель с изменяемыми линейными параметрами. 4. Спина работающего должна опираться на спинку стула или кресла. 5. Локти должны опираться на подлокотники. 6. Необходимы достаточно частые перерывы для отдыха, которые лучше использовать для выполнения минимальных физических упражнений. 7. Короткие, но частые перерывы эффективнее длительных, но редких. Наиболее простые упражнения, направленные на расслабление корпуса и нормализацию кровообращения, состоят в следующем: 1) не вставая со стула поднять руки вверх - в стороны и потянуться; 2) закинуть руки за голову и сделать несколько поворотов корпуса вправо и влево; 3) помассировать шею и затылок; 4) сцепить пальцы рук в замок и поворачивать их на 45-60 градусов. После регулярного выполнения этого нехитрого комплекса самочувствие значительно улучшается у подавляющего большинства пользователей. 3.4.2. Борьба со зрительным утомлением. При работе с видеотерминалом наблюдается три симптома зрительного утомления: сокращение скорости восприятия и рост опознавательных ошибок, большие колебания продуктивности и ухудшение глазодвигательной координации, общее ухудшение самочувствия и боль в глазах. Посредством сознательного усилия можно повысить уровень активации организма и временно преодолеть эти симптомы. Некоторые могут даже повысить продуктивность деятельности, несмотря на все симптомы утомления. Однако это достигается определенной ценой. Основное, часто упоминаемое гигиеническое требование к лицам работающим с видеотерминалами: все без исключения дефекты зрения должны быть скорректированы очками! Следующее требование касается перерывов для отдыха: 15 минут из каждого часа работы должны быть отданы активному отдыху. При этом общая продолжительность работы с терминалом не должна превышать 5 часов, а перерывы должны быть заполнены релаксационными упражнениями для глаз. Дело в том, что настройка и фокусировка зрения на объект обеспечиваются двумя группами мышц - глазодвигательными и циллиарными, которые осуществляют фокусировку хрусталика. именно эти мышцы в первую очередь подвержены утомлению. Их необходимо " размять" во время перерыва. Упражнение для этого очень просты. Так, циллиарные мышцы расслабляются, если рассматривать далекие предметы. Поэтому их разминка предполагает перевод взора от близких предметов к далеким и обратно. Глазодвигательные мышцы устают при длительном удержании взора на одном предмете и разминаются при самых разнообразных движениях - вращательных, вертикальных и пр. При выполнении этих упражнений лучше, если Вы закроете веки. Выводы. 1. Функциональное состояние пользователя невозможно описать состоянием какой-либо одной системы организма. Это сложная системная реакция человека на разные, но сочетающиеся виды нагрузок. 2. Предметная область, обозначаемая в эргономике как функциональное состояние, включает в себя многие понятия, употребляемые в других науках: активация, монотония, утомление, напряженность, стресс, монотония. 3. Исследование и диагностика функционального состояния предполагает комплексное использование как объективных - в том числе аппаратных - методов, так и методов, опирающихся на данные субъективного опыта пользователя. 4. Наиболее подверженные утомлению психофизиологические функции пользователя включают сокращение скорости восприятия, рост числа ошибок опознания, ухудшение глазодвигательной координации, боль в глазах и спине, колебания производительности и ухудшение самочувствия. 5. Эволюция функционального состояния пользователя в течение рабочего дня в достаточной степени описывается так называемой " кривой работоспособности". Ее тщательное уточнение для каждого конкретного вида выполняемой пользователем деятельности облегчает разработку мер, направленных на борьбу с утомлением. 6. Имеется значительное число мероприятий, позволяющих корректировать функциональное состояние пользователя. Их окончательная конфигурация должна опираться на на анализ конкретной деятельности пользователя.

32. Оздоровительное влияние физических факторов внешней среды