Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Обзор литературы 9
1.1. Условия труда на современных тракторных агрегатах и их влияние на организм механизаторов 9
1.2. Изменение показателей сердечно-сосудистых функций при адаптации к физической нагрузке 13
1.3. Изменение показателей сердечно-сосудистых функций при ограничении физической нагрузки 18
1.4. Критерии адаптации сердечно-сосудистых функций к физической нагрузке 20
1.5. Взаимоотношения анализаторов при адаптации к физической нагрузке, характерной для деятельности механизаторов 24
1.6. Цель и задачи исследования 28
ГЛАВА 2. Методика исследований 29
2.1. Предмет исследования, количество опытов, измеряемые величины, условия и место проведения опытов.. 29
2.2. Программа проведения опытов, способы получения показателей сердечно-сосудистой системы 35
2.3. Обработка результатов исследований 37
2.4. Критерии, применявшиеся для анализа эффективности адаптации сердечно-сосудистой системы к имитации управления трактором при различных режимах 39
ГЛАВА 3. Результаты исследований. организация сердечно-сосудисож функций при имитаций управления трактором в условиях сохранения зрительной информации о параметре результата, достигаемого при различных физических нагрузках 43
3.1. Динамика сердечно-сосудистых функций в процессе имитации управления трактором при исключении сил сопротивления органов управления 46
3.2. Изменение сердечно-сосудистых функций в процессе имитации управления трактором при силе сопротивления органов управления 20 Н 63
3.3. Изменение сердечно-сосудистых функций в процессе имитации управления трактором при силе сопротивления органов управления 5D Н 76
3.4. Анализ эффективности адаптации к имитации управления трактором в условиях обратной зрительной афферентации 85
ГЛАВА 4. Адаптация сердечно-сосудистой систеш человека к различной нагрузке при имитации управления трактором в условиях обратной проприоцептивной и пусковой зрительной афферентации 92
4.1. Исследование реакций сердечно-сосудистых функций на физическую нагрузку, имитирующую управление трактором при силе сопротивления органов управления 50 Н и частоте их использования 100 раз/ч. 94
4.2. Физиологическая характеристика реакций сердечнососудистых функций на физическую нагрузку при силе сопротивления органов управления 50 Н и частоте их использования 600 раз/ч 104
4.3. Исследование реакций сердечно-сосудистых функций на физическую нагрузку при имитации управления трактором с силой сопротивления органов управления 20 Н и частотой их использования 600 раз/ч.. ИЗ
4.4. Сравнительный анализ эффективности адаптации к физической нагрузке в условиях исключения обратной зрительной афферентации о результатах действий, имитирующих управление трактором 122
4.5. Сравнительный анализ эффективности адаптации к физической нагрузке в условиях сохранения и исключения из афферентного синтеза обратной зрительной афферентации о результатах действий, имитирующих управление трактором 127
ГЛАВА 5. Обсуждение результатов 134
Заключение 155
Выводы 156
Список литературы 158
- Изменение показателей сердечно-сосудистых функций при ограничении физической нагрузки
- Критерии, применявшиеся для анализа эффективности адаптации сердечно-сосудистой системы к имитации управления трактором при различных режимах
- Изменение сердечно-сосудистых функций в процессе имитации управления трактором при силе сопротивления органов управления 20 Н
- Физиологическая характеристика реакций сердечнососудистых функций на физическую нагрузку при силе сопротивления органов управления 50 Н и частоте их использования 600 раз/ч
Введение к работе
Рост технической оснащенности колхозов и совхозов предполагает увеличение тракторного парка страны и, соответственно, числа механизаторов, которым принадлежит ведущая роль в деле практического осуществления постановлений партии и правительства, направленных на решение продовольственной программы.
Качество современных сельскохозяйственных машин в технико-экономическом и физиолого-гигиеническом отношениях улучшается, однако труд механизаторов остается нелегким.
Проектируемые тракторы еще содержат недостатки, которые в процессе управления способствуют быстрому развитию утомления, связанного с динамической и статической нагрузкой на различные группы мышц, монотонностью выполняемых операций, вынужденной рабочей позой, шумом, вибрацией и т.д., что приводит к снижению производительности труда, а также заболеваниям и травматизму.
В постановлениях ЦК КПСС, правительства СССР и ВЦСПС неоднократно подчеркивается несоответствие условий труда предъявляемым требованиям, а в решениях ХХУТ съезда КПСС акцентируется внимание на вопросах повышения производительности, эффективности и качества труда за счет улучшения и оптимизации условий труда.
Улучшение условий труда работников сельского хозяйства предполагает внедрение в практику научно обоснованных рекомендаций к проектированию современных сельскохозяйственных машин, базирующихся на изучении влияний производственных факторов на организм человека. Однако изучение влияния факторов производственной среды на функциональное состояние организма механизаторов носит разрозненный характер и в основе своей использует,
преимущественно, гигиенический подход, позволяющий оценить показатели условий труда только на соответствие санитарно-гигиеническим нормам.
Создание благоприятных условий труда предусматривает оптимизацию физической нагрузки механизаторов, которая играет определенную роль в профилактике сердечно-сосудистых и нервно-психических расстройств, а также монотонии.
Учение об адаптации, как об одном из фундаментальнейших свойств живой материи, является основой творческого поиска решений задач оптимизации труда (И.М.Сеченов, 1863, 1906; И.П.Павлов, 1951, 1952; Н.Е.Введенский, 1896, 1950; А.А.Ухтомский, 1921).
Известно, что поток разномодальной импульсации со стороны анализаторов, поступая в кору головного мозга, оказывает на нее активирующее влияние, создавая предпосылки для ее анализаторной и синтетической деятельности (И.М.Сеченов, 1952; И.П.Павлов, 1932; П.К.Анохин, 1957; К.В.Рудаков, 1967; Мэгун, 1952). Использование этих данных при оптимизации условий труда на тракторах способствует исключению монотонного спектра проприо- и экстероцептивных воздействий и научному обоснованию профилактики монотонии.
Учение П.К.Анохина о функциональной системе открывает широкие перспективы исследования влияния различных производственных факторов на организм человека, в частности, изучения роли пусковой и обратной афферентаций о результате действия при адаптации к физической нагрузке в рамках функциональной системы поведенческого акта, обеспечивающего управление трактором (П.К.Анохин, 1935-1974). Последнее имеет большое практическое значение, т.к. индикаторно-сигнализирующие приборы на тракторах не обеспечивают получения обратной информации о результа-
тах совершенного действия и управление трактором не носит характер монолитного системного процесса. В связи с тем, что существующие на тракторах устройства не реализуют принципа прямой и обратной связи, оператор лишен возможности оценивать не только качество результата отдельных производственных действий, но и качество достигаемого результата в сложной взаимосвязи технологического процесса и реальных условий эксплуатации трактора. Установление системы сигналов в тракторе, обеспечивающей оператору получение информации не только о результате каждого действия, но и о его роли в системе управления, способствовало бы качественному выполнению операций технологического процесса (В.И.Вельских, 1973; С.П.Генфенбейн, 1982).
Новые аспекты развития теории функциональной системы -концепция К.В.Судакова (1979) о системном квантовании поведенческой деятельности - открывает широкие перспективы глубокого научного подхода к исследованию производственной деятельности человека.
Развитие концепции о системном квантовании поведения, создание представления об адаптации человека к производственной деятельности, как о динамическом процессе последовательной смены "квантов" поведения, что проявляется в соматовегетатив-ном обеспечении жизнедеятельности, открывает новые подходы к решению многих задач оптимизации труда, важной из которых является определение физиологических затрат при адаптации к производственной среде (Г.В.Рыжиков, 1977, 1981, 1982).
Эти работы явились теоретической базой экспериментального исследования адаптивных свойств организма человека, возникающих под влиянием физической нагрузки при управлении трактором в условиях получения и исключения зрительной информации о результатах действий.'
- 7 -Изучение динамики приспособительных реакций сердечно-сосудистых функций человека к физическим нагрузкам при достижении результата в целенаправленном производственном акте управления трактором в условиях получения зрительной информации и ограничения последней о результате действия и было предметом настоящей работы.
Научное и социально-экономическое значение полученных результатов
Результаты данной работы вносят вклад в развитие нового направления, заключающегося в применении общеметодологической концепции академика П.К.Анохина о функциональной системе к исследованию конкретного вида человеческой деятельности по управлению трактором. Освещена роль пусковой и коррегирующей зрительной афферентаций в адаптивных реакциях сердечно-сосудистых функций при достижении конечных результатов целенаправленной деятельности по управлению трактором. Показана динамика формирования сердечно-сосудистых реакций в процессе достижения полезного результата по имитации управления трактором при различных физических нагрузках. В результате исследований выявлены физиологически рациональные уровни физической нагрузки, это явится основанием для внедрения в практику научно обоснованных требований к величинам внешней механической работы, силам сопротивления органов управления, а также режимам деятельности при управлении трактором. Разработка научно обоснованных требований, направленных на оптимизацию условий труда механизаторов, будет способствовать частичной профилактике утомления, заболеваний и травматизма, продлению трудового долголетия механизаторов, снижению потерь рабочего времени.
В качестве перспективного значения нормализации физической нагрузки, как одного из главных элементов условий труда, можно
отметить тот вклад, который она вносит в решение проблем, связанных с предотвращением детренированности организма, повышением адаптационных возможностей сердечно-сосудистых функций, снижением уровня сердечно-сосудистых заболеваний, повышением способности к анализаторной и синтетической функциям мозга, снижением утомительности труда, приближешіем труда к категории первой жизненной потребности, что, в конечном итоге, способствует закреплению механизаторских кадров на селе, повышению производительности их труда и росту производства сельскохозяйственной продукции.
- 9 -ГМВА І. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
І.І. Условия труда на современных тракторных агрегатах и их влияние на организм механизаторов
I.I.I. Влияние производственных факторов на функциональное состояние организма операторов
Условия труда механизаторов характеризуются наличием комплекса факторов, к которым относятся: длительное статическое напряжение мышц туловища, значительная мышечная активность рук, монотонное действие раздражителей, шум, вибрация, неблагоприятные микроклиматические условия и др. (24, 138).
Среди комплекса факторов, действующих на организм механизаторов, значительное место занимает физическая нагрузка, величина которой определяется силой сопротивлеїшя органов управления трактором и частотой их использования (57, 100, 149).
Учитывая, что качество современных сельскохозяйственных машин постоянно совершенствуется с учетом сникения шума, вибрации, загазованности, запыленности без изменения физической нагрузки,
изучение последней приобретает актуальность.
Исследования функционального состояния организма механизаторов в процессе производственной деятельности позволили выявить изменения со стороны многих систем организма. Некоторые авторы указывают на прямую зависимость состояния гемодішамики, центральной нервной системы, мышечной работоспособности от вида полевых работ и конструктивных особенностей сельскохозяйственных машин (109).
Сердечно-сосудистая система является наиболее чувствительной к действию различных производственных факторов, т.к. реагирует на малейшие изменения метаболических потребностей отдельных органов и систем, являясь показателем общей реакции орга-
- 10 -низма, его адаптации к условиям среды (24, 109, 112, 136). Однако исследований гемодинамики и ее регуляции у механизаторов выполнено мало (Г.Г.Лысина и др., 1975).
Имеется ряд наблюдений изменения функционального состояния сердечно-сосудистой системы у механизаторов в процессе работы. Одни авторы (25, 89) констатируют снижение систолического и диастолического давления крови, уменьшение числа сердечных сокращений и минутного объема крови, другие отмечают увеличение систолического и среднего динамического давлений крови, тонуса сосудов и общего периферического сопротивления току-крови (50). К концу работы у механизаторов снижается корреляционная взаимосвязь минутного объема крови, диастолического давления и общего периферического сопротивления (89).
Предполагается, что отмеченные отклонения функций кровообращения связаны с действием физической нагрузки на организм механизаторов и рассматривают их, как изменение в состоянии центральных механизмов регуляции сердечно-сосудистой системы (109). Однако однозначных утверждений по этому поводу нет, что вполне объяснимо, так как исследования выполнены в реальных условиях, где на организм механизаторов действует целый комплекс факторов. В связи с этим возникает необходимость исследования влияния на сердечно-сосудистую систему физической нагрузки, адекватной той, которая существует в реальных условиях работы механизаторов, исключая, при этом, влияние других факторов.
Изучение адаптивных свойств сердечно-сосудистой системы при моделировании влияния на организм физической нагрузки, характерной для деятельности механизаторов по управлению трактором поможет выявить физиологически рациональные уровни физической нагрузки, что явится немаловажным в профилактике не
- II -
только утомления, но и заболеваний сердечно-сосудистой системы операторов.
I.I.2. Регламентация физической нагрузки при целенаправленной деятельности по управлению трактором - одно из условий оздоровления труда механизаторов
В исследованиях И.М.Сеченова (1952), Л.А.Орбели (1949) и других авторов было изучено влияние мышечной деятельности на разнообразные физиологические процессы в целостном организме (17, 93). Известно, что мышечная деятельность благотворно влияет на различные системы организма, в частности, на центральную нервную систему и ее вегетативные отделы, сердечно-сосудистую систему и опорно-двигательный аппарат (66, 84, 105). Поэтому необходимость нормирования мышечных нагрузок при работе рассматривается в качестве принципа профилактики профессиональных заболеваний (58).
Разные по величине физические нагрузки вызывают различные изменения функционального состояния организма работающих (93, 173, 174).
Малые физические нагрузки не оказывают тренирующего действия на организм (61, 62) и являются неэффективными (156).
Чрезмерные нагрузки, отличающиеся большой длительностью и интенсивностью, способны отрицательно действовать на различные системы организма, т.к. приводят к хроническому утомлению, которое переходит в переутомление, последнее же способствует развитию патологических состояний различных органов и систем организма (55, 56, 104, 125, 141, 167, 169, 182).
На оснований сказанного можно заключить, что физическая нагрузка должна быть достаточно интенсивной, но не чрезмерной. В литературе имеется ряд сведений о существовании оптимальных нагрузок.
Необходимо отметить, что впервые понятие оптимального ритма и силы мышечного сокращения было установлено Н.Е.Введенским (1901) в его работе об оптимуме частоты и силы, где он установил, что максимальная внешняя работа, выполняемая мышцей, наблюдается на определенных средних частотах ее сокращения (оптимум частоты) и при подъеме средних грузов (оптимум силы). При больших нагрузках развивается пессимальное торможение в мионев-ральных синапсах.
Эти положения о наличии оптимальных нагрузок и оптимального ритма работы в дальнейшем были подтверждены работами других авторов (36, 91, 95, 138, 178) в условиях деятельности целого организма.
Как видно из сказанного, возросший интерес исследователей к установлению нормальных физических нагрузок при профессиональной деятельности не лишен оснований.
Нужно отметить, что нормальная физическая нагрузка способствует повышению физической тренированности организма. Физическая тренированность предохраняет сердце от неблагоприятных воздействий перегрузок, обеспечивает экономное осуществление обменных процессов, оптимальную мобилизацию функции кровообращения, оптимизирует естественные рефлекторные реакции, регулирующие тонус артериальных сосудов, и повышает адаптивные свойства сердечно-сосудистой системы в целом (79, 96, 168). Функциональное совершенство сердечной деятельности повышает устойчивость сердечно-сосудистой системы к повреждающим факторам как за счет улучшения нервно-эндокринной регуляции, так и на молекулярном уровне, что играет важнейшую роль в предотвращении заболеваний сердечно-сосудистой системы (112, 136).
Как показывает анализ литературных данных, действие различных физических нагрузок на организм неоднотшшо. Последнее об-
- ІЗ -стоятельство диктует необходимость экспериментального поиска оптимальных уровней физических нагрузок, для использования их в качестве рекомендуемых в реальных условиях сельскохозяйственного производства.
Учитывая, что влияние на организм больших и малых физических нагрузок неодинаково, целесообразно проследить изменение показателей сердечно-сосудистой системы как в условиях влияния физической нагрузки на организм, так и в условиях ограничения влияния последней.
1.2. Изменение показателей сердечно-сосудистых функций при адаптации к физической нагрузке
В связи с тем, что сердечно-сосудистой системе принадлежит ведущая роль в процессе регуляции поступления кислорода из внешней среды к работающим мышцам, принято считать, что функциональное состояние сердечно-сосудистой системы лимитирует работоспособность (21, 86, 175).
К настоящему времени накоплено большое количество экспериментальных данных, свидетельствующих о том, что между выраженностью сердечно-сосудистых реакций и величиной физической нагрузки имеется определенная зависимость (27, 68-81, 116, 127, 171, 176-178, 189, 199).
Общепризнано, что частота сердечных сокращений возрастает пропорционально интенсивности динамической работы (180, 192). При умеренной физической нагрузке частота пульса устанавливается на уровне, строго соответствующем величине затрачиваемой энергии. Прямая зависимость между величиной расхода энергии и частотой сердечных сокращений послужила основанием тому, что этот показатель стал использоваться в качестве критерия напряжения организма и тестирования его работоспособности в процессе мышечной деятельности (19, 35, 40, 81, 85, 146-148, 155, 206).
Наряду с увеличением частоты сердечных сокращений наблюдается изменение систолического объема крови, что является одним из важнейших механизмов адаптации системы кровообращения к условиям мышечной деятельности. Однако нужно отметить, что до настоящего времени не существует единого мнения об изменении величины систолического объема крови при физической нагрузке повышающейся мощности, закономерности его изменения не выявлены и остаются предметом дискуссий (186).
Представление о том, что ударный объем крови увеличивается по мере увеличения нагрузки, было подвергнуто сомнению на основании экспериментальных данных, полученных на животных, у которых не отмечалось изменений ударного объема крови при мышечной работе по сравнению с состоянием покоя (196).
Одни авторы отмечают относительное повышение систолического объема при работе умеренной мощности (199), другие - быстрое его увеличение (70, 71), те и другие придерживаются мнения, что скорость прироста ударного объема крови по мере увеличения нагрузки уменьшается.
Установлена тесная корреляция между мышечной активностью и минутным объемом крови (52, 54, 177, 193). Известно, что минутный объем крови в начале мышечной работы увеличивается, однако, относительно причин повышения минутного объема крови исследователи придерживаются различных точек зрения (47). У тренированных лиц увеличение минутного объема крови происходит, главным образом, за счет повышения систолического объема и, в меньшей степени, - за счет нарастания частоты сердечных сокращений. У мало тренированных лиц минутный объем крови увеличивается за счет увеличения частоты сердечных сокращений (63, 101, ИЗ, 124). Подробный анализ зависимости изменений минутного объема крови от интенсивности мышечной работы показал, что при легкой рабо-
- 15 -те происходит нарастание систолического объема, а при тяжелой увеличивается частота сердечных сокращений (176). Однако это представление оспаривается некоторыми авторами, они утверждают, что при физических упражнениях легкой и умеренной интенсивности увеличение частоты сердечных сокращений играет более важную роль, чем повышение систолического объема крови (194). Эксперименты, проведенные на животных, не подтверждают эти данные (54, III). Исследования других авторов, напротив, подтверждают важную роль, которую играет увеличение ударного объема крови в обеспечении возрастания минутного объема крови при физической деятельности (43, 82). Некоторые авторы считают, что увеличение числа сердечных сокращений не только не увеличивает минутный объем крови, но может даже привести к его уменьшению (190), другие отмечают, что возбуждение симпатических волокон, инервирующих сердце, вызывает одновременно с учащением сердцебиения увеличение силы сердечных сокращений (201).
Одни авторы отмечают линейный характер зависимости минутного объема крови от мощности нагрузки (71, 75). Другие, наоборот, не отмечают увеличения минутного объема крови при физической нагрузке и констатируют тенденцию к его уменьшению, что связывают с дегидратацией и уменьшением объема плазмы крови (59).
Исходя из того, что минутный объем крови находится во взаимосвязи с состоянием сосудов, необходимо остановиться на влиянии физической работы на артериальное давление.
При не^тяжелой работе повышение систолического давления происходит пропорционально нарастанию мощности работы. После достижения определенного предела мощности, систолическое давление устанавливается на определенном уровне и дальше не меняется. Длительная тяжелая работа может привести к снижению систолического давления и в восстановительный период оно может достигать
величин ниже дорабочего уровня (99). По мнению многих авторов артериальное давление в неработающих конечностях оказывается выше, чем в работающих, не только во время работы, но и в восстановительном периоде (46, 90, 177).
Боковое систолическое давление обычно нарастает параллельно с изменением конечного систолического давления при малых физических нагрузках, а при больших оно не меняется, что приводит к увеличению гемодинамического удара (77).
Исследования многих авторов (96, 99) показали, что минимальное давление может меняться по разному: снижаться, увеличиваться или не изменяться.
Среднее динамическое давление, являясь результирующей величиной всех переменных значений давления крови в течение одного сердечного цикла, при работе умеренной тяжести удерживается на постоянном уровне, а при тяжелой работе нарастает. Изнуряющая работа приводит к снижению среднего давления крови (28).
При умеренной физической работе наблюдается повышение пульсового давления, а при утомительной работе оно может понижаться параллельно с уменьшением систолического давления или увеличиваться за счет уменьшения диастолического.
Некоторые авторы отмечают, что уровень системного артериального давления не позволяет судить о состоянии кровоснабжения органов и объемной скорости кровотока, так как отчетливые перераспределительные реакции в системе кровообращения нередко происходят при неизменном уровне системного артериального давления в результате того, что изменения минутного объема крови могут уравновешиваться изменениями общего периферического сопротивления, а сужение одних сосудов - расширением других (52, 53).
Благодаря уменьшению общего периферического сопротивления улучшается кровообращение даже при весьма умеренном повышении
- 17 -артериального давления (99, 159). Причем, после окончания работы периферическое сопротивление остается несколько повышенным.
Исследования последних десятилетий подтверждают увеличение сосудистого тонуса, сопровождающегося увеличением скорости распространения пульсовой волны в связи с мышечной работой (I, 2, 28, 65, 154). Повышение тонуса артериальных сосудов связывают с положительным тонотропным действием симпатической нервной системы (92).
Проведенный анализ литературных данных показал, что авторами, в основном, уделялось внимание исследованию влияния на функциональное состояние сердечно-сосудистой системы максимально возможных физических нагрузок, которые характерны дош спорта или других произвольно выбранных нагрузок. Исследованию влияния на сердечно-сосудистую систему реальных физических нагрузок, характерных для повседневной производственной деятельности механизаторов, не уделялось должного внимания.
Кроме исследований, выявивших, что внешняя механическая работа, выполняемая оператором в процессе имитации управления трактором, одинаковая по величине, но отличающаяся по величинам, ее составляющим (силе сопротивления органов управления и частоте их использования), неодинакова по своей энергетической стоимости, а также, что нагрузка при силе сопротивления органов управления 20,5 Н и частоте их использования от 100 до 550 раз в час является адекватной, а нагрузка при силе сопротивления органов управления 50 Н и частоте их использования от 400 до 550 раз в час является неадекватной нормальному фушщионированшо сердечно-сосудистой системы (149, 150), не удалось найти литературных данных, касающихся исследуемого вопроса.
1.3. Изменение показателей сердечно-сосудистых функций при ограничении физической нагрузки
Предпринимая попытку выявить оптимальные уровни физической нагрузки, характерной для труда механизаторов, целесообразно дать краткую характеристику адаптивно-приспособительной деятельности сердечно-сосудистых функций в условиях ограниченной физической активности организма.
По данным некоторых авторов уровень двигательной активности является величиной довольно постоянной, генетически обусловленной, характерной для каждого биологического вида, на основании чего можно предположить, что смещение этого уровня, как в сторону чрезмерного увеличения, так и уменьшения, может неблагоприятно сказаться на функциональном состоянии всего организма и сердечно-сосудистой системы в частности (136).
Ограничение двигательной активности человека приводит в одних случаях к увеличению у него частоты сердечных сокращений (29, 41, 182), в других - к урежению (125). Одни авторы указывают на прямую зависимость учащения пульса от длительности гиподинамии, другие не отмечают подобной зависимости (65, 136).
Четкого мнения в отношении характера'изменения в условиях ограничения физической нагрузки таких показателей сердечно-сосудистой системы, как артериальное давление, систолический и минутный объем крови до настоящего времени нет.
Некоторые исследователи отмечают увеличение систолического, среднего, диастолического и пульсового давления в условиях ограничения физической нагрузки (46, 64). Тейлор (204) наблюдал снижение систолического давления'в среднем на 6 мм.рт.столба, а Рейнольд (195) - уменьшение систолического и повышение диастолического давления при учащении пульса. Друтие авторы отмечали уменьшение систолического и диастолического давления при отсут-
- 19 -ствии изменений пульсового давления и частоты пульса (103, 185).
Закономерных изменений систолического и минутного объемов крови исследователи не отметили. Одни авторы наблюдали снижение ударного и минутного объемов (60), другие - уменьшение систолического объема при неизменном'минутном объеме сердца (181), третьи - возрастание систолического и минутного объемов (82). Как видно, в отношении динамики артериального давления, систолического и минутного объемов сердца в условиях гиподинамии данные различных авторов противоречивы.
Что касается данных о состоянии тонуса артериальных сосудов в связи с ограничением физической нагрузки, то они единичны и нередко противоречивы.
Изучение функциональных особенностей сердечно-сосудистой системы, сводящееся к констатации изменений ее показателей, не дает достаточно оснований для объективной оценки адаптации сердечно-сосудистых функций к различной по величине физической нагрузке .
Уясняя содержание и смысл адаптации, Г.В.Рыжиков с соавт. (1977) отмечает, что явление может быть отнесено к категории адаптивного только в том случае, если оно изменяет свои параметры под влиянием регуляторних процессов и достигает приспособительного эффекта только при воздействии этой регуляции. Можно заключить, что исследование адаптации сердечно-сосудистой системы к воздействию физических нагрузок будет плодотворно, если оно базируется на изучении качества функционирования механизмов, регулирующих ее деятельность.
- зо-
їл. Критерии адаптации сердечно-сосудистых функций к физической нагрузке
І.4.І. Некоторые качественные критерии оценки состояния сердечно-сосудистых функций
В настоящее время накоплен определенный опыт оценки сердечно-сосудистых функций при обеспечении нормальной мышечной работоспособности по качественным и количественным критериям. Под качественными критериями понимают выявленные в процессе изучения влияния физической нагрузки на организм определенные взаимоотношения показателей, характеризующих разные стороны деятельности системы кровообращения.
Считается, что реакция на нагрузку носит характер нормотони-ческой, если частота пульса увеличивается на 10-15 уд/мин., не превышая 80 уд/мин., систолическое давление увеличивается на 6-14 мм. рт. ст., не превышая 130 мм. рт. ст., диастолическое давление изменяется в пределах 2-8 мм. рт. ст. (106).
При физиологических условиях, при слаженной работе всей системы кровообращения в целом, изменению объема циркуляции строго следует изменение проходимости системы прекапилляров, т.е. при неизменной величине среднего динамического давления с увеличением минутного объема циркуляции периферическое сопротивление уменьшается (152). Кроме того, для совершенной работы сосудистой системы характерна минимальная разница между боковым и конечным систолическим давлением (79, 152).
В качестве благоприятного условия для увеличения скорости распространения пульсовой волны рассматривается наличие пропорциональности между величинами систолического объема крови и пульсового артериального давления (81).
Реакцию на нагрузку, характеризующуюся значительным учащением пульса при слабом повышении систолического давления и незначи-
- 21 -тельным увеличением пульсового давления, оценивают как неблагоприятную (49, 106). Кроме того, характерным для перехода сердечной деятельности на менее "экономный режим" при влиянии на организм физической нагрузки считается снижение систолического объема крови.
1.4.2. Аспекты количественного анализа функционального напряжения сердечно-сосудистой системы в процессе адаптации
С точки зрения теории функциональных систем адаптация - свойство организма, представляющее собой комплекс действующих регуляторних и регулируемых процессов, направленных на приспособление динамической системы и ее частей к изменяющимся условиям их деятельности (142).
Ресурсы сердечно-сосудистой системы при влиянии на организм физической нагрузки, как указывает Н.Н.Савицкий (1974), могут быть использованы с тем большей эффективностью, чем совершеннее организация этого процесса. Поэтому при оценке адаптивности сердечно-сосудистых функций к физической нагрузке встает вопрос об оценке степени напряжения регуляторних механизмов, которую рассматривают как цену адаптации.
Оценка качества регулирования сердечно-сосудистых функций становится более объективной, если описывается с помощью конкретных количественных показателей.
Предложена оценка функционального напряжения сердечно-сосудистой системы, базирующаяся на изучении вариабельности ее показателей. При этом вариабельность связывают с процессами регуляции, которые направлены на приспособление параметров данной структуры к потребностям системы, в которую они входят (142). Метод дисперсионного анализа позволяет судить о степени эффективности адаптации к различной физической нагрузке. Так, при максимизации
- 22 -функции кровообращения отмечается резкое уменьшение дисперсии показателей кровообращения, зарегистрированных при выполнении физической нагрузки, по сравнению с данными, полученными в условиях покоя (71).
Системный подход, опирающийся на теорию функциональных систем, информации и автоматического регулирования позволяет осмыслить важнейшее свойство адаптации - саморегулирование (142).
Результаты исследований, проводящих аналогию между аппаратом управления кровообращением и системами автоматического регулирования, послужили базой для разработки кибернетических количественных критериев оценки качества регулирования (51, 67, 78, 140, 166, 191, 203). При данном подходе процесс перестройки системы кровообращения на новый функциональный уровень (переходный процесс) рассматривают как косвенное отражение работы регуляторних механизмов в проявлении адаптации. Адаптивность системы кровообращения в этом случае проявляется в оптимальности переходного процесса (длительность его минимальна, а интенсивность функционирования сердечно-сосудистой системы строго пропорциональна мощности выполняемой физической нагрузки). При этом скорость изменения показателей сердечно-сосудистой системы косвенно отражают коэффициентом быстродействия - величиной, обратной инерционности (79).
Установлено, что при наилучшей адаптации к физической нагрузке, по данным кардиодинамики, в период врабатывания отмечается наименьшая инерционность механизмов регуляции (151, 166).
Предлагается судить о напряжении адаптационных механизмов по данным корреляционного анализа. Авторы отмечают, что для наиболее медленной перестройки системы на новый, оптимальный уровень функционирования, указывающей на значительную инертность физиологических систем, характерно наибольшее количество жестких корреля-
- 23 -ционных связей (21, 151).
Нужно отметить, что до настоящего времени мы располагаем крайне ограниченным методическим аппаратом, позволяющим количественно оценивать эффективность адаптации сердечно-сосудистой системы к физической нагрузке (114). Наиболее широко применение корреляционного анализа реализуется в нейрофизиологических исследованиях. Согласованность показателей рассматривается как отражение интегральной структуры общего функционального состояния ц.н.с. При этом отмечается, что разные функциональные состояния характеризуются разным "рисунком" корреляционных связей между разными системами регулирования (87). Успешно применяется корреляционный анализ в кардиоритмологии (115). Корреляционные функции сердечного ритма используются для физиологической характеристики работы диспетчеров (129), при определении особенностей регуляции сердечного ритма' (22), в разработке принципов количественной оценки тяжести и напряженности труда (128). Корреляционные взаимоотношения показателей используются в качестве критериев оценки функционирования сердечно-сосудистой системы (21, 151). Однако вопрос этот остается исследованным недостаточно, особенно это касается применения корреляционного анализа при изучении адаптивных реакций сердечно-сосудистых функций на физические нагрузки, характерные для деятельности механизаторов.
Вышеизложенное диктует необходимость изучения корреляционных взаимоотношений показателей сердечно-сосудистой системы при влиянии на организм физической нагрузки различной мощности, характерной для деятельности механизаторов, что будет способствовать не только накоплению данных о путях формирования адаптационно-приспособительной деятельности сердечно-сосудистой системы, но и решению практических задач, связанных с проблемой разработки критериев, позволяющих тестировать напряжение сердечно-сосудистых
- 24 -функций при нормировании производственной физической нагрузки.
1.5. Взаимоотношения анализаторов при адаптации к
физической нагрузке, характерной для деятельности механизаторов
Физическая работа механизаторов внешне реализуется в виде комплекса двигательных актов, которые являются реальным проявлением целенаправленных действий по управлению трактором.
Затрагивая вопрос о влиянии физической нагрузки, характерной для деятельности механизаторов, на функциональное состояние его сердечно-сосудистой системы, мы тем самым отмечаем, что работа не является функцией одного лишь двигательного аппарата и выполнение ее возможно при координированном приспособлении всех органов и систем организма.
Многими авторами отмечается, что тонус центральной нервной системы, определяющий приспособление организма в целом к меняющимся условиям, постоянно поддерживается экстеро-, проприо- и интероцептивными воздействиями (44, 198).
Исследованиями П.К.Анохина (1957), К.В.Судакова (1963), Мэ-гуна (1953) установлено, что импульсы, возникающие в периферическом рецепторном аппарате, поступая в кору головного мозга, активизируют не только определенные зоны корковой чувствительности, но и через ретикулярную формацию оказывают тонизирующее действие на всю кору головного мозга, тем самым создавая лучшие предпосылки для ее анализаторной и синтетической деятельности (136).
Работами И.М.Сеченова (1952), И.П.Павлова (1932), Л.А.Орбели (1949) и другими установлено, что ослабление потока различных афферентных импульсов ухудшает функциональное состояние коры головного мозга (3, 48, 158, 202). Исследования показали, что даже
- 25 -кратковременное исчезновение имнульсапии со стороны двигательного анализатора снижало работоспособность человека. Все эти факты свидетельствуют об определяющей роли афферентной импульсации, постоянно поступающей от периферического рецепторного аппарата в нормальном функционировании нервной системы, обеспечивающей адекватное приспособление организма к различным факторам внешней среды (33, 34, 88, 130, 137).
Л.А.Орбели (1934),' а в последующем и другие авторы уделяли большое внимание исследованию функционального состояния отдельных анализаторов и функциональным особенностям их взаимодействия (26, 42, 66, 117, 122). Особенно это касается изучения механизмов, регулирующих взаимоотношения моторных и висцерально-вегетативных функций в процессе труда. 0 диалектическом единстве организма, предполагающем функциональную взаимосвязь органов при физической нагрузке, И.П.Павлов отмечал: "Сколько должно начаться новых процессов: и новое дыхание, и новое сердцебиение, новая секреция и т.д.". То есть физическая нагрузка предполагает функциональную активацию не только нервной и мышечной систем, но и обеспечивающей их работу вегетатики.
Соотношения моторики и вегетатики рассматриваются на основе взаимодействия их афферентных систем и осуществляется по типу моторно-висперальных рефлексов и гуморальным путем (118, 119, 121). Существенно, что роль интероцепции и проприоцепции в системах регуляции неравнозначна. Проприоцепция является "ведущей афферентацией" в регуляции деятельности внутренних органов. Интероцептивная афферентация влияет на скелетную мускулатуру и ей принадлежит основная роль в гомеостатической регуляции (170).
Интересен механизм взаимодействия зрительного анализатора и скелетной мускулатуры. В тех случаях, когда глаза воспринимают информацию о результатах моторной реакции, последняя осуществля-
- 26 -ется с участием зрительной и двух проприоцептивных обратных связей (от мускулатуры рук и от глазных мышц). Зрительная обратная связь выступает в роли основной, а проприоцептивные - дополнительной афферентации. В тех случаях, когда глаза воспринимают предварительную зрительную информацию, зрительная обратная связь ослабевает или отсутствует, а в качестве основной выступает про-приоцептивная импульсация с мышц рук (122).
В условиях работы оператора машинно-тракторного агрегата зрительно-моторная афферентация является основной афферентацией, связывающей его с окружающей сельскохозяйственной средой и обеспечивающей в процессе управления трактором постоянную оценку пространственных форм и соотношений.
Физическая нагрузка при осуществлении целенаправленной деятельности по управлению трактором выступает в роли стимулятора афферентации не столько со стороны внутренних органов, сколько со стороны моторного и зрительного анализаторов.
При обеспечении комплекса афферентации, идущих от различных анализаторов и принимающих участие в полианализаторной деятельности мозга, те или иные анализаторы могут выступать как в роли ведущих, так и вспомогательных. Можно предположить, что определение оптимальной физической нагрузки должно базироваться на анализе соотношений различного рода афферентации при достижении конечных результатов целенаправленных действий при управлении трактором.
Заключение
Анализ литературных данных показал, что изучению влияния физической нагрузки на сердечно-сосудистые функции уделялось большое внимание. Однако большинство авторов, выявляя общие законы влияния физической нагрузки на сердечно-сосудистую систему,
- 27 -использовали нагрузки близкие к максимальным. В реальности такие нагрузки имеют место только в спорте и не характерны для повседневной трудовой деятельности. Имеющиеся исследования сердечнососудистых реакций у механизаторов в условиях реального сельскохозяйственного производства также не смогли ответить на вопросы: как влияет физическая нагрузка на их организм и удовлетворяет ли она по величине физиологическим требованиям, предъявляемым к ней. Последнее связано с тем, что велись исследования преимущественно гигиенического плана, нередко данные разных авторов были несопоставимы, кроме того, сердечно-сосудистые реакции исследовались в реальных условиях, когда на организм механизаторов действует комплекс факторов, из которого выделить влияние физической нагрузки не представляется возможным. Исследований влияния физической нагрузки на сердечно-сосудистые функции в условиях, моделирующих реальную деятельность механизаторов, выполнено не было. Изучение влияния различных произвольных нагрузок ограничивалось лишь исследованием конечных реакций сердечно-сосудистых функций. При этом не исследовалась динамика формирования сердечно-сосудистых реакций в процессе достижения результата деятельности в условиях получения зрительной информации о его параметрах. Не изучались и конкретные механизмы поэтапной организации вегетативного обеспечения результата при управлении трактором. Не проводился сравнительный анализ степени вариативности и корреляционных взаимосвязей показателей сердечно-сосудистых реакций и показателей результата, достигаемого при различных физических нагрузках в процессе имитации реальной деятельности механизаторов.
Из анализа современного состояния исследуемой проблемы ясно, что практика сельскохозяйственного конструирования нуждается в решении вопросов, касающихся выявления оптимальных уровней физи-
- 28 -ческой нагрузки для механизаторов, и физиологического обоснования целесообразности оснащения современных тракторов приборами, которые бы реализовывали принцип обратной связи и помогали бы механизатору осуществлять контроль качества выполнения технологических операции. Анализ литературных данных показал, что мы не располагаем подобного рода исследованиями.
1.6. Цель и задачи исследования
Цель работы - физиологическое обоснование оптимальных величин физической нагрузки при управлении сельхозагрегатом в различных условиях.
Задачи исследования:
Изучить динамику формирования сердечно-сосудистых реакций в процессе имитации управления трактором в условиях обратной зрительной и обратной проприоцептивной афферентаций о результате, достигаемом при различных физических нагрузках.
Исследовать динамику формирования сердечно-сосудистых реакций в процессе имитации управления трактором в условиях пусковой зрительной и обратной проприоцептивной афферентаций о результате, достигаемом при различных физических нагрузках.
Разработать критерий для оценки эффективности адаптации приспособительных сердечно-сосудистых функций к процессу имитации управления трактором.
Провести анализ эффективности приспособительных сердечнососудистых функций к физическим нагрузкам при имитации управления трактором в условиях зрительной работы с информационной моделью управляемого объекта и без нее.
Изменение показателей сердечно-сосудистых функций при ограничении физической нагрузки
Предпринимая попытку выявить оптимальные уровни физической нагрузки, характерной для труда механизаторов, целесообразно дать краткую характеристику адаптивно-приспособительной деятельности сердечно-сосудистых функций в условиях ограниченной физической активности организма.
По данным некоторых авторов уровень двигательной активности является величиной довольно постоянной, генетически обусловленной, характерной для каждого биологического вида, на основании чего можно предположить, что смещение этого уровня, как в сторону чрезмерного увеличения, так и уменьшения, может неблагоприятно сказаться на функциональном состоянии всего организма и сердечно-сосудистой системы в частности (136).
Ограничение двигательной активности человека приводит в одних случаях к увеличению у него частоты сердечных сокращений (29, 41, 182), в других - к урежению (125). Одни авторы указывают на прямую зависимость учащения пульса от длительности гиподинамии, другие не отмечают подобной зависимости (65, 136).
Четкого мнения в отношении характера изменения в условиях ограничения физической нагрузки таких показателей сердечно-сосудистой системы, как артериальное давление, систолический и минутный объем крови до настоящего времени нет.
Некоторые исследователи отмечают увеличение систолического, среднего, диастолического и пульсового давления в условиях ограничения физической нагрузки (46, 64). Тейлор (204) наблюдал снижение систолического давления в среднем на 6 мм.рт.столба, а Рейнольд (195) - уменьшение систолического и повышение диастолического давления при учащении пульса. Друтие авторы отмечали уменьшение систолического и диастолического давления при отсут ствии изменений пульсового давления и частоты пульса (103, 185).
Закономерных изменений систолического и минутного объемов крови исследователи не отметили. Одни авторы наблюдали снижение ударного и минутного объемов (60), другие - уменьшение систолического объема при неизменном минутном объеме сердца (181), третьи - возрастание систолического и минутного объемов (82). Как видно, в отношении динамики артериального давления, систолического и минутного объемов сердца в условиях гиподинамии данные различных авторов противоречивы.
Что касается данных о состоянии тонуса артериальных сосудов в связи с ограничением физической нагрузки, то они единичны и нередко противоречивы.
Изучение функциональных особенностей сердечно-сосудистой системы, сводящееся к констатации изменений ее показателей, не дает достаточно оснований для объективной оценки адаптации сердечно-сосудистых функций к различной по величине физической нагрузке .
Уясняя содержание и смысл адаптации, Г.В.Рыжиков с соавт. (1977) отмечает, что явление может быть отнесено к категории адаптивного только в том случае, если оно изменяет свои параметры под влиянием регуляторних процессов и достигает приспособительного эффекта только при воздействии этой регуляции. Можно заключить, что исследование адаптации сердечно-сосудистой системы к воздействию физических нагрузок будет плодотворно, если оно базируется на изучении качества функционирования механизмов, регулирующих ее деятельность.
В настоящее время накоплен определенный опыт оценки сердечно-сосудистых функций при обеспечении нормальной мышечной работоспособности по качественным и количественным критериям. Под качественными критериями понимают выявленные в процессе изучения влияния физической нагрузки на организм определенные взаимоотношения показателей, характеризующих разные стороны деятельности системы кровообращения.
Считается, что реакция на нагрузку носит характер нормотони-ческой, если частота пульса увеличивается на 10-15 уд/мин., не превышая 80 уд/мин., систолическое давление увеличивается на 6-14 мм. рт. ст., не превышая 130 мм. рт. ст., диастолическое давление изменяется в пределах 2-8 мм. рт. ст. (106).
При физиологических условиях, при слаженной работе всей системы кровообращения в целом, изменению объема циркуляции строго следует изменение проходимости системы прекапилляров, т.е. при неизменной величине среднего динамического давления с увеличением минутного объема циркуляции периферическое сопротивление уменьшается (152). Кроме того, для совершенной работы сосудистой системы характерна минимальная разница между боковым и конечным систолическим давлением (79, 152).
В качестве благоприятного условия для увеличения скорости распространения пульсовой волны рассматривается наличие пропорциональности между величинами систолического объема крови и пульсового артериального давления (81).
Критерии, применявшиеся для анализа эффективности адаптации сердечно-сосудистой системы к имитации управления трактором при различных режимах
Ддаптационно-приспособительная деятельность обеспечивает поддержание соответствующего уровня функционирования организма, а также его переход на уровень более адекватный условиям существования.
Эффективность адаптации сердечно-сосудистой системы к условиям имитации управления трактором, как и других систем организма, определяется деятельностью регуляторних механизмов (Г.В.Рыжиков, 1977).
Процессы регуляции связаны не только с затратами энергии, но и с затратами времени на обмен информацией по каналам прямой и обратной связи. Поэтому "в анализе саморегулирующихся механизмов адалтивной деятельности биосистем центральное место занимает структура и временная организация внутренних и внешних положительных и отрицательных обратных связей" (145).
В условиях нашего эксперимента перестройка деятельности сердечно-сосудистой системы на уровень, адекватный требованиям, предъявляемым процессом управления трактором, осуществляется за определенное время.
С позиций теории квантования К.В. Судакова этот процесс можно описать следующим образом: начало процесса управления трактором обеспечивает поступление в ц.н.с. потока афферентных импульсов со стороны двигательного и зрительного анализаторов, который, наряду с мотивацией обстановочной и пусковой афферентаций, памятью, играет определяющую роль в процессах "-организации" функ циональнои системы поведенческого цикла, имитирующего управление, т.е. в процессе афферентного синтеза и принятия решения.
Формирование программы действия и акцептора действия являются первыми процессами реализации "исполнительных" механизмов функциональной системы поведенческого цикла, имитирующего управление. В дальнейшем эфферентные системы обеспечивают реализацию управляющих хроно-инотропных сигналов к сердечно-сосудистой системе, обеспечивая тем самым начальное приспособление ее к требованиям оксигенации работающих мыщц. Обратная афферентация от начавшей перестройку сердечно-сосудистой системы обеспечивает информацию в ц.н.с, необходимую для более полного афферентного синтеза и выработку коррегирующих управляющих воздействий, приводящих постепенно к строгой адекватности функционирования сердечно-сосудистой системы требованиям выполняемой работы.
На основании вышеизложенного для оценки эффективности адаптации представляется правомерным применение временных параметров переходных процессов сердечно-сосудистых функций, характеризующих быстродействие систем, их регулирующих (79, 96).
Быстродействие управляющих систем связано с напряжением регуляторних механизмов. Степень напряжения регуляторних механизмов рассматривается как "своеобразная цена адаптации" (21).
Напряжение регуляторних механизмов характеризуется увеличением корреляции взаимодействующих элементов в функциональной системе, а также вовлечением в процесс адаптации новых элементов (лабилизация).
Установлено, что избыточная жесткость функциональной системы, характеризующаяся большим количеством высоких коэффициентов корреляции между ее показателями, свидетельствует о напряжении адаптационных механизмов и означает уменьшение "свободы" отдельных элементов включаться в новые "функциональные ансамбли" (21).
Можно полагать, что избыточная жесткость системы снижает быстродействие регуляторних механизмов.
Ранее нами были проведены исследования по сопоставлению коэффициентов быстродействия регуляторних механизмов (полученных при описании дифференциальным уравнением закономерностей изменения среднего динамического давления в переходном режиме) с корреляционными матрицами, отражающими взаимосвязи показателей сердечнососудистой системы, характерные для конца переходного режима среднего динамического давления крови (151).
Исследования показали, что для наибольшего быстродействия систем, регулирующих функцию кровообращения, характерно наименьшее количество жестішх связей (г = 0,7-0,9) показателей сердечнососудистой системы и наибольшее количество общих корреляционных взаимосвязей.
Наши исследования подтвердили данные других авторов, свидетельствующие, что наибольшее количество высоких коэффициентов корреляции среди общего числа отмеченных корреляций свидетельствует о высокой инертности регулирующих систем и о напряжении регуляторных механизмов, осуществляющих адаптационно-приспособительную деятельность.
На основании полученных данных нами был предложен для оценки адаптации сердечно-сосудистой системы оценочный показатель -коэффициент физиологической стоимости адаптации (КФСА).
КФСА формализуется в виде отношения числа жестких взаимосвязей к общему числу достоверных корреляционных взаимосвязей показателей сердечно-сосудистых функций.
Изменение сердечно-сосудистых функций в процессе имитации управления трактором при силе сопротивления органов управления 20 Н
Анализ результатов исследования показал, что реакции ССФ операторов на данный уровень нагрузки в определяющем большинстве случаев носили норматонический характер.
ЧСС в 41,6$ случаев незначительно уменьшалась (4-6 уд/мин), в 33,3$ случаев увеличивалась на 3-5 ударов в минуту. У остальных испытуемых отмечалось на отдельных временных интервалах (10-20 минут работы) увеличение ЧСС, которое на 30-60 минутах работы сменялось уменьшением.
МОК у всех испытуемых значительно не изменялся. Наблюдалось незначительное увеличение (до 500 мл) этого показателя у 50$ испытуемых, у 10$ из них отмечалась одновременная тенденция к увеличению ЧСС и У0, у 30$ испытуемых отмечалось увеличение У0, у 10$ -ЧСС.
У 50$ испытуемых наблюдалось незначительное уменьшение (250-500 мл) минутного объема циркуляции. В 25$ случаев это уменьшение сопровождалось уменьшением ЧСС и У0К.
У 20$ испытуемых увеличивалось Мп при относительном уменьшении ЧСС. У 1С$ - отмечалась обратная зависимость величины 0ПС и Мп. К концу работы у части испытуемых снижалось Мп, соответствующей этому снижению реакции со стороны ЦД не выявлено. Лишь у 30% обследованных увеличение ЦЦ отмечалось на фоне незначительного уменьшения Мл (4-6 мм.рт.ст.). Причем, в 25% случаев значения величин БД к концу работы приближались к дорабочим значениям.
Заметных изменений со стороны УОК по сравнению с фоном не выявлено. Изменение проходимости системы прекапилляров лишь у 10% испытуемых не соответствовало изменению объема циркуляции крови. У остальных не отмечалось нарушения нормальной регуляции деятельности системы кровообращения.
Результаты статистического анализа полученных данных показали, что показатели точности управления и скорости перемещения органов управления в течение часа не имели значимых различий по сравнению со средними значениями, предъявляемыми оператором за первые 10 минут работы (табл. 3.3.1).
Характерным для данного режима и отличительным по сравнению с другими (сила сопротивления органов управления 0 и 20 Н) является удержание на достаточно стабильном уровне средних значений точности управления до конца работы относительно средних значений точности за первые 10 минут работы, в то время, как при силе сопротивления ОН, средняя величина достигаемой за первые 10 минут точности управления удерживалась на относительно стабильном уровне в течение первых 20 минут работы, а при 20 Н - 40 минут работы, в последующем значительно снижаясь.
В процессе достижения полезного результата в течение часа работы показатели ССФ в преобладающем большинстве с достаточно высокой степенью вероятности не имели значимых различий по сравнение с состоянием покоя (табл. 3.3.2)
Выявлено, что наименее вариабельными показателями, из числа исследованных, являются Мх, Мл, Бс, Мер крови и ЧСС. Для этих показателей характерна наименьшая вариабельность не только в процессе адаптации к нагрузке, но и в состоянии относительного покоя (рис. 3.3.1).
Наиболее высоким уровнем вариабельности отличаются показатели МОК, ЦЦ и 0ПС. По отношению к последним для УОК характерны несколько пониженные коэффициенты вариации (рис. 3.3.2).
Взаимодействие компонентов, реализуемое функциональной системой к концу 10 минутного периода работы при данном режиме, представлено на рисунке 3.3.3 Aj. На рисунке 3.3.4 Aj представлена структура взаимосодействия элементов сердечно-сосудистых функций, составленная с учетом разницы их вариабельности. Пропорционально МОК изменяется проходимость прекапиллярного сосудистого русла, что, как известно, является необходимым условием для нормального
Физиологическая характеристика реакций сердечнососудистых функций на физическую нагрузку при силе сопротивления органов управления 50 Н и частоте их использования 600 раз/ч
Среднестатистический анализ изменения показателей подтверждает достоверное снижение Мп и Мер крови на 30-40 минутах работы.
На 40 минуте Мер остается достоверно пониженным (Р = 0,05), к 50 и 60 минутам отмечается тенденция к его восстановлению. Начиная с 40 минуты работы восстанавливается и сохраняется до конца работы высокая корреляционная зависимость между БД, УОК и Бс (для ВД-УО г = 8,89-0,85; для ВД-Бс г = 0,87-0,80). Для коэффициентов корреляции Мер с ПД, УО и МОК характерны разнонаправленные изменения. В течение 10 минут работы для этих показателей отмечается высокие положительные коэффициенты корреляции, в последующем они снижаются и на отдельных временных интервалах восстанавливаются в виде обратной зависимости (рис. 4.1.4; 4.1.5).
На 50-60 минуте работы не отмечается статистически значимых различий величин Бс по отношению к состоянию покоя. На 50 минуте достоверно уменьшается показатель осцилляторного индекса.
Обращает внимание соотношение изменений ЧСС и УО в регуляции величины МОК (рис. 4.1.5). В течение первых 20 минут работы регуляция МОК осуществляется преимущественно ЧСС (г = 0,92-0,78). В период с 20 до 30 минуты роль ЧСС в регуляции МОК резко уменьшается, а УО возрастает (г = 0,75). С 30 минуты влияние УО на МОК стабилизируется и снижается к 60 минуте. На 40 минуте резко возрастает влияние ЧСС (г = 0,92), на 50 минуте резко падает (г =0), на 60 минуте опять восстанавливается (г = 0,88).
"Нужно отметить, что в течение часа работы сохраняется строгая пропорциональность между объемом циркулирующей крови и сопротивлением периферического сосудистого русла, что подтверждается высокой обратной корреляционной зависимостью МОК и ОПС (г =0,90; 0,93, рис. 4.1.5).
В связи с тем, что среднестатистический анализ не выявил значимых различий болыпинства показателей СОФ по отношению к состоянию покоя, для выявления закономерности их изменения от величин выполненной работы был проведен регрессионный анализ.
ненной при имитации управления трактором в условиях отсутствия ОЗА, влияет на изменение Мх крови (г =-0,73), ОПС току крови (г = 0,73), МОК (г =-0,82), ОИ (г =-0,81) и ЧСС (г =-0,90). Наибольший коэффициент корреляции отмечается между величиной выполненной работы и ЧСС.
Регрессионная зависимость гемодинамических показателей и работы при данных условиях представлена на рисунке 4.1.6. Из рисунка видно, что приращение работы каждые 10 минут на 210 Дне в течение часа вызывает тенденцию к уменьшению В/Їх, МОК, ОИ и ЧСС.
Для ОПС в процессе работы отмечается тенденция к повышению. Причем, скорость изменения МОК и ОПС по сравнению с другими коррелятами наивысшая (/ j = -4,64; (, Q- Q = 1,42).
Выявленные регрессионные зависимости, свидетельствующие об уменьшении ЧСС и МОК и повышении ОПС от выполняемой работы, подтверждают преобладание парасимпатического отдела вегетативной нервной системы в регуляции ССФ в условиях данного режима деятельности.
Анализ экспериментальных данных показал, что величины большинства гемодинамических показателей достоверно не изменяются в течение 10 минут работы по отношению к состоянию покоя. Отмечается перераспределение взаимоотношений элементов системы кровообращения. Это перераспределение характеризуется тем, что из функциональной системы кровообеспечения исключается Мх крови, появляется достоверная корреляционная связь величины ОИ с величиной Мер (рис. 4.2.1). Это свидетельствует о том, что в регуляции величины Мер определенную роль играет тоническое напряжение сосудистых стенок.
Из рисунка 4.2.1 (Aj-Ag) видно, что структура функциональных взаимоотношений сердечно-сосудистых функций изменяется в течение часа работы. Причем, это изменение связано не столько с обновлением ее элементного состава, сколько с изменением функциональных взаимосвязей между элементами.
Нужно отметить, что для 10 минутного периода адаптации к данному режиму деятельности характерно повышение вариабельности основных гемодинамических показателей. Наиболее значительно повышается вариабельность МОК и ОПС, ЧСС (рис. 4.2.2). Вариабельность показателей Мл, Мх, Бс и Мер изменялась незначительно (рис. 4.2.3). Исчезает корреляционная зависимость МОК, ЧСС и У0 (рис. 4.2.5). Отмечается синхронное повышение положительной корреляционной зависимости ГЩ и Бс, а также отрицательной -ОПС и ЧСС (рис. 4.2.5).
Об адаптированности ССФ к 10 минутной работе при имитации управления трактором свидетельствует строгая пропорциональность между изменениями МОК и ОПС, в результате которой поддерживается среднее динамическое давление крови.
Изменение МОК в зависимости от ОПС и Мер в течение часа работы представлена на рисунке 4.2.4. До 30 минуты работы сохраняется корреляционная зависимость между МОК и ОПС, после 30 минуты работы регуляция этих функций нарушается, в результате чего отмечается тенденция к увеличению ОПС и утленьшению МОК и Мер.
