1
Podstawy Ergonomii i Fizjologii.
ERGONOMIA I FIZJOLOGIA – PODSTAWOWE POJĘCIA.
Ergonomia (z gr. ergo – praca, nomos – prawo, prawidłowość) – pojęcie pojawiło się
pierwszy raz w publikacji prof. Jastrzębowskiego w 1868r. Pojęcie powróciło w latach
dwudziestych XX wieku za sprawą Taylora i Gilberth’a, którzy byli przedstawicielami
naukowej organizacji pracy i twórcami tayloryzmu. Działalność Taylora i Gilberth’a
przypada na przełom XIX i XX wieku. Ergonomię moŜna podzielić na szkołę klasyczna,
behawioralną i ilościową.
ZałoŜenia Tayloryzmu.
1.
NaleŜy wykorzystywać moŜliwości wynikające z naukowego doboru pracowników,
tak Ŝeby moŜna było kaŜdemu z nich przydzielić pracę, do której najbardziej się
nadaje.
2.
Potrzeba określenia jednej metody wykonywania kaŜdego zadania.
3.
Potrzeba ciągłego szkolenia i doskonalenia pracowników (podniesienie wydajności
leŜy w interesie pracodawcy i pracownika).
4.
Konieczność wytworzenia właściwej atmosfery pracy pomiędzy kierownictwem,
a pracownikami.
Ergonomia – pojęcie wprowadzone w celu określenia nauki zajmującej się powiązaniem
między człowiekiem, a pracą. Przedmiotem ergonomii są zagadnienia dostosowania maszyn,
urządzeń i narzędzi do moŜliwości pracownika w celu usunięcia zagroŜenia jego zdrowia
i Ŝycia, optymalizacji kosztu biologicznego oraz zapewnienia wygody podczas jej
wykonywania.
Materialne środowisko pracy – rozpatrywane jest w sensie długotrwałego oddziaływania
czynników znajdujących się w otoczeniu stanowiska pracy oraz w skutek tego powstających
chorób zawodowych czy ewentualnych wypadków.
Ogólny schemat projektowania ergonomicznego.
E-1: projektowanie procesów pracy z uwzględnieniem treści pracy, metody pracy, funkcji
wyposaŜenia technologicznego.
E-2: projektowanie przestrzeni pracy (przestrzeni czynności roboczych i pracy wzroku), tzw.
elementów sterowniczych.
E-3: projektowanie elementów informacyjnych, sygnalizacyjnych i sterowniczych.
E-4: projektowanie środowiska fizyko – chemiczno – biologicznego.
2
Fizjologia pracy człowieka – zajmuje się podstawowymi procesami fizjologicznymi, które
zachodzą w organizmie człowieka podczas wysiłku i oceną czynników kształtujących
zdolność organizmu ludzkiego do pracy.
Zapotrzebowanie
społeczne
Określenie granic
projektowanego systemu
Sformułowanie
i rozdzielenie zadań
projektowanego systemu
Związki funkcjonalne
i emocjonalne z innymi systemami
Cechy konstrukcyjno -
technologiczne
MoŜliwości nadsystemu
E-1
Określenie zadań człowieka
Określenie zadań obiektu
technicznego
Określenie wymaganych cech
człowieka
Wstępne projektowanie metod
pracy
Projektowanie pozycji ciała
człowieka
Określenie parametrów
przestrzeni manipulacyjnej
człowieka
Prognozowanie wielkości
obciąŜeń człowieka
Określenie wymaganych cech
uŜyteczności
Opracowanie koncepcji konstrukcji
zespołów funkcjonalnych
Wstępne projektowanie
architektury
Zlokalizowanie zespołu
sygnalizacyjno – sterowniczego
oraz strefy manipulacji
technologicznej
Projektowanie konstrukcji
zespołów funkcjonalnych
(stanowiska)
Wykonanie i badanie prototypu.
Weryfikacja dokumentacji
E-2
E-3
E-4
E-1 + E-4
3
Fizjologiczny aspekt procesu pracy.
Fizjologię moŜna zdefiniować jako naukę o funkcjach Ŝywych organizmów, ich częściach
strukturalnych oraz zachodzących w nich procesach fizykochemicznych.
Fizjologia pracy wchodzi w skład fizjologii człowieka i zajmuje się badaniem wpływu pracy
wykonywanej przez człowieka na jego ustrój jako całość, a takŜe na funkcjonowanie
poszczególnych jego organów i układów oraz bioenergetykę.
System informacyjny człowieka.
Właściwości Ŝywych organizmów oparte są na:
prawie przemiany materii i energii,
umiejętności selekcji najwaŜniejszych informacji spośród niezliczonej ich liczby, stale
docierającej z otoczenia,
reakcji organizmu na wyselekcjonowane bodźce w sposób optymalny dla jego
potrzeb,
zdolności zapamiętywania, uczenia się, opartej na odpowiednio przetworzonych,
napływających informacjach,
zdolności do regeneracji i kompensacji uszkodzeń ciała,
zdolności do adaptacji.
ś
adna Ŝywa istota nie stanowi całkowicie zamkniętego, autonomicznego systemu. Dla jej
istnienia niezbędny jest ciągły, aktywny kontakt ze środowiskiem za pomocą strumienia
informacji. Informacje, czyli wiadomości, związane są z jakimś fizycznym nośnikiem
i przekazywane od nadawcy do odbiorcy, wywołując u niego określoną reakcję. Działając na
człowieka, informacja podlega:
odbiorowi,
przetwarzaniu (transformacja pierwotnego, oryginalnego sygnału na szereg,
następujących po sobie zmian),
zapamiętaniu (pozostawienie po sobie śladów w pamięci),
przenoszeniu.
Człowiek moŜe odbierać informacje zarówno o otoczeniu jak i o swym wnętrzu.
Wyspecjalizowały się w jego organizmie specyficzne struktury biologiczne tzw. receptory:
teleceptory, które wyłapują bodźce z otoczenia dalszego (narząd powonienia, wzroku
i słuchu),
eksteroreceptory, przekazują informacje z otoczenia bliskiego (czucie dotyku, ucisku,
ciepła, zimna, bólu i smaku),
proprioceptory, które wysyłają informacje o stanie układu kostno-stawowo -
mięśniowym oraz ruchu całego ciała i jego części,
interoceptory, które dostarczają informacji o wnętrzu organizmu.
Informacja zawarta w potencjale generującym zostaje zakodowana w receptorze w postaci
potencjału czynnościowego, czyli serii krótkotrwałych impulsów o stałej amplitudzie,
niezaleŜnej od wartości potencjału generującego.
BUDOWA UKŁADU KOSTNEGO
Szkielet, inaczej kościec lub układ kostny są to wszystkie kości składające się na ciało
człowieka.
4
U człowieka dorosłego szkielet składa się z około 206 kości - liczba ta jest większa u dzieci
ze względu na wiele punktów kostnienia (około 270 u noworodka i 350 u 14-latka); spada
dopiero po połączeniu się np. trzonów z nasadami. U starszych ludzi kości moŜe być mniej
niŜ 206 ze względu na zrastanie kości czaszki. Średnia waga szkieletu to 10 kilogramów
u kobiet i 12 kilogramów u męŜczyzn.
Podstawowym materiałem budulcowym szkieletu człowieka jest tkanka kostna oraz
w mniejszym stopniu chrzęstna. Ze względu na budowę zewnętrzną kości podzielono na kilka
grup:
kości długie – rodzaj kości, którego długość znacznie przewyŜsza ich szerokość
i grubość. W ich budowie wyróŜnia się sztywny trzon oraz nieco bardziej spręŜyste
nasady (końce)- bliŜszą i dalszą. Przykładem kości długich są: kość ramienna, kość
łokciowa, kość promieniowa, kość udowa, kość piszczelowa i kość strzałkowa.
Kości długie występują więc przede wszystkim w kończynach. W kościach długich
do 15-18 roku Ŝycia człowieka występuje chrząstka nasadowa - to właśnie jej wzrost
jest
przyczyną
intensywnego
rośnięcia
podczas
tak
zwanego
skoku
pokwitaniowanego. Po zakończeniu wzrostu (średnio około 17-19 roku Ŝycia,
w zaleŜności od płci i predyspozycji genetycznych) chrząstki nasadowe ulegają
skostnieniu.
Schemat budowy kości długiej
kości płaskie – długość i szerokość tego rodzaju kości znacznie przekraczają ich
grubość. Przykładami są np. kości sklepienia mózgoczaszki, mostek, kość biodrowa
i łopatka. Tego rodzaju kości pełnią przede wszystkim funkcje ochronne
i krwiotwórcze. Posiadają płaski trzon są wytrzymałe na urazy mechaniczne.
Zewnętrzna i wewnętrzna warstwa kości płaskich zbudowana jest z tkanki kostnej
zbitej. Między tymi warstwami leŜy śródpoście zbudowane z substancji gąbczastej.
kości krótkie – rodzaj kości, u którego wszystkie wymiary są podobne. Do tej grupy
naleŜą liczne kości nadgarstka i stępu (kość skokowa, łódkowata, piętowa z guzem
piętowym, sześcienna, klinowata: przyśrodkowa, pośrodkowa i boczna).
kości róŜnokształtne – to kości o najbardziej nieregularnym kształcie, na przykład
Ŝ
uchwa, rzepka, kości podniebienne, mostek i kości mózgoczaszki czy kręgi. Nie
posiadają trzonu.
Warstwa zewnętrzna wszystkich kości zbudowana jest z istoty zbitej. Końce kości długich
oraz wszystkie inne kości są wewnątrz zbudowane z istoty gąbczastej. Szkielet zawiera około
1,5 kg szpiku kostnego.
5
Istota zbita - jeden z elementów budulcowych kości. Zawiera duŜo fosforanu wapnia, dzięki
czemu kość jest sztywna i odporna na złamania. Tworzy przede wszystkim ramiona długich
dźwigni w szkielecie - buduje trzony kości długich. W czaszce współtworzy kości osłaniające
mózgowie. Odmiana tkanki kostnej blaszkowatej budująca trzony kości długich oraz
powierzchniowe (korowe) warstwy ich nasad i kości płaskich, cechująca się zbitym
ułoŜeniem beleczek kostnych w koncentryczne struktury, zwane osteonami.
Istota gąbczasta - to podstawowa struktura budująca tkankę kostną, utworzona z luźno
ułoŜonych beleczek kostnych. Występuje przede wszystkim w nasadach kości. Beleczki są
ułoŜone mało regularnie, tworzą strukturę podobną do gąbki. Anatomiczna część rdzenia
kręgowego ssaków wyróŜniana na przekroju poprzecznym rdzenia w obrębie szczytu słupów
tylnych istoty szarej. Odmiana tkanki kostnej blaszkowatej wypełniająca wnętrze (śródkoście)
kości płaskich i nasady kości długich, cechująca się stosunkowo luźno i nieregularnie
ułoŜonymi beleczkami kostnymi, pomiędzy którymi znajduje się szpik kostny.
Szkielet człowieka moŜna podzielić na dwie części. Pierwszą część stanowi szkielet osiowy.
w jego skład wchodzą: czaszka, kręgosłup oraz Ŝebra i mostek. Drugą część stanowi szkielet
kończyn górnych oraz dolnych wraz z ich obręczami.
W skład szkieletu wchodzą:
1.
Szkielet osiowy:
kości głowy:
o
kości mózgoczaszki – kość czołowa, kość ciemieniowa prawa i lewa,
kość potyliczna, kość skroniowa prawa i lewa, kość klinowa, kość
sitowa,
o
kości twarzoczaszki - kość nosowa parzysta, kość szczękowa, kość
jarzmowa, kość łzowa, kość sitowa, przegroda nosowa, lemiesz,
Ŝ
uchwa, oczodół, kość klinowa, kość czołowa, podniebienie kostne,
łuska kości potylicznej, kość ciemieniowa, łuska kości skroniowej,
kość klinowa, kość skroniowa, kość potyliczna,
o
kosteczki słuchowe – młoteczek, kowadełko, strzemiączko,
o
stawy – staw skroniowo – Ŝuchwowy,
kości tułowia:
o
kręgosłup – człowiek ma 7 kręgów szyjnych, 12 kręgów piersiowych, 5
kręgów lędźwiowych, 5 kręgów krzyŜowych i 3 do 5 kręgów
ogonowych, a więc od 32 do 34 kręgów,
o
klatka piersiowa – Ŝebra rzekome i prawdziwe, mostek, rękojeść
mostka, trzon mostka, wyrostek mieczykowaty.
2.
Kości obręczy górnej - obręcz kończyny górnej ma tylko jeden staw, którym łączy się
z pozostałą częścią szkieletu. Jest nim staw mostkowo-obojczykowy:
łopatki,
obojczyk,
ramię – przedramię, kość promieniowa, kość łokciowa, ręka,
o
nadgarstek – kość łódeczkowata, kość księŜycowata, kość
trójgraniasta, kość grochowata, kość czworoboczna większa, kość
czworoboczna mniejsza, kość główkowata, kość haczykowata,
o
kości śródręcza – kciuk, palec wskaziciel, palec pośrodkowy, palec
obrączkowy, palec najmniejszy, paliczki, paliczek bliŜszy, paliczek
dalszy,
6
o
stawy – staw ramienny, staw łokciowy, staw promieniowo –
nadgarstkowy.
3.
Kości obręczy dolnej:
miednica – kość miedniczna, miednica większa, miednica mniejsza, kość
kulszowa, spojenie łonowe,
kość udowa – goleń, stopa, kość udowa, kość piszczelowa, kość
strzałkowa, rzepka, kości stopy,
o
kości stopy – kość skokowa, kość piętowa, kość łódkowa, kość
sześcienna, kości klinowe,
o
kości śródstopia,
o
kości palców,
stawy – staw krzyŜowo – biodrowy, staw biodrowy, staw kolanowy, staw
skokowo – goleniowy.
BUDOWA UKŁADU MIĘŚNIOWEGO
Mięsień - jeden z elementów narządu ruchu, stanowiący jego element czynny u organizmów
Ŝ
ywych rzędów wyŜszych. Mięśnie zbudowane są z tkanki mięśniowej. Połączone
z elementami szkieletu, w wyniku skurczów mięśniowych powodują ruchy poszczególnych
elementów szkieletu względem siebie. Energią, z której mięsień korzysta, jest
zmagazynowany w nim glikogen lub glukoza dostarczona przez krew. U męŜczyzn mięśnie
stanowią około 40% masy ciała, a u kobiet około 35%. Mięśnie są głównym (ponad 50%)
producentem aminokwasów endogennych.
Tkanka mięśniowa – składa się z włókien mięśniowych, zbudowanych z miocytów (zespołów
komórek mięśniowych), posiadających zdolność do aktywnego kurczenia się.
Rodzaje tkanek mięśniowych:
1.
Mięsień poprzecznie prąŜkowany (tkanka mięśniowa poprzecznie prąŜkowana) - typ
tkanki mięśniowej, zbudowanej z silnie wydłuŜonych, walcowatych komórek,
zawierających wiele połoŜonych obwodowo jąder. W centrum znajdują się liczne
miofibryle. Miofilamenty aktynowe i miozynowe ułoŜone są naprzemiennie na całej
długości włókna. Zbudowane są z niej m.in. wszystkie mięśnie szkieletowe kręgowców.
Pracują one zaleŜnie od woli, szybko ulegają zmęczeniu, ich skurcze są krótkotrwałe,
ale szybkie. Mięśnie szkieletowe zbudowane są z ułoŜonych w pęczki włókien
mięśniowych. Włókna te mają wrzecionowaty kształt i zawierają duŜą ilość jąder
komórkowych. Mają długość kilku centymetrów i średnicę 10 - 100 mm. Samo włókno
mięśniowe zbudowane jest z jeszcze mniejszych struktur. Między jego końcami
rozciągają się włókienka kurczliwe, nazywane miofibryllami. Te małe włókienka
złoŜone są z nici, które utworzone są przez białka mające zdolność do kurczenia się.
KaŜda miofibrylla zawiera dwa rodzaje nici (nazywanych równieŜ filamentami) - grube
i cienkie. UłoŜone są one w taki sposób, Ŝe nici cienkie nakładają się częściowo na nici
grube. Powstaje przez to w mikroskopie świetlnym obraz poprzecznego prąŜkowania
mięśnia. Do skurczu mięśnia szkieletowego dochodzi w następujący sposób: najpierw z
pęcherzyków końcowych uwolnione zostają jony wapnia, które łączą się jednostką C
troponiny na aktynie i odsłaniają tym samym miejsca aktywne na aktynie (podjednostki
I). Główki miozyny łączą się z aktyną i przesuwają miofilament cienki w głąb
sarkomeru. Dochodzi do skurczu mięśnia. Następnie główki miozyny odłączają się,
7
potem to samo czynią jony wapnia, które wracają do pęcherzyków końcowych.
Następuje rozkurcz.
2.
Tkanka poprzecznie prąŜkowana serca (mięsień sercowy) - rodzaj tkanki mięśniowej
występujący jedynie w sercu kręgowców. Skurcze mięśnia sercowego mają
umiarkowaną siłę i są stosunkowo krótkie. Mięsień sercowy róŜni się od mięśnia
poprzecznie prąŜkowanego tym, iŜ włókna w mięśniu sercowym są widlasto
rozgałęzione zaś jądra komórkowe ułoŜone są centralnie, podczas gdy w mięśniu
poprzecznie prąŜkowanym włókna są złączone, a jądra (mięśnie serca są jedno i
dwujądrzaste) znajdują się na obrzeŜach włókien. Podstawowe jednostki budulcowe
tkanki sercowej człowieka są jedno, rzadko dwujądrzystymi komórkami, które
wykazują poprzeczne prąŜkowanie. Ponadto mięsień sercowy cechuje się
automatyzmem: serce wyjęte z ustroju i umieszczone w płynie fizjologicznym
(0.9%NaCl), wykonuje regularne skurcze (moŜna to zauwaŜyć podczas przewoŜenia
serc do przeszczepów). Automatyzm zapewniają komórki układu bodźcoprzewodzącego
serca znajdujące się w: węźle zatokowo-przedsionkowym, przedsionkowo-komorowym,
pęczku Hissa i włóknach Purkinjego. Mięsień sercowy pracuje zgodnie z zasadą
"wszystko albo nic" – nawet najmniejszy impuls powoduje maksymalne napięcie
włókien mięśnia. Przewodzenie impulsów w mięśniu sercowym jest wolniejsze niŜ
w szkieletowych. Jest to jedyny mięsień poprzecznie prąŜkowany, którego praca nie
podlega woli, jednak pośrednio moŜemy wpływać na skurcze.
3.
Tkanka gładka - rodzaj tkanki mięśniowej, która składa się z wrzecionowatych
komórek, zawierających jedno centralnie połoŜone jądro komórkowe. Ten typ tkanki
mięśniowej znajduje się w ścianach naczyń krwionośnych, ścianach czy śluzówkach
narządów jamistych i przewodów jak przewodu pokarmowego, dróg oddechowych,
pęcherza moczowego, dróg rodnych. Działa niezaleŜnie od woli, powolnie
i długotrwale, jest odporny na zmęczenie. Pełni funkcje Ŝywotne na przykład: nadaje
kształt soczewkom, poszerza źrenice, reguluje przepływ krwi przez naczynka
krwionośne, przesuwa pokarm w układzie pokarmowym. Znacznie waŜniejsza jest
odporność na znuŜenia, czyli zdolność do pozostawiania w długotrwałym skurczu,
nawet w warunkach niedoboru tlenu. Filamenty w tej tkance są ułoŜone nieregularnie
(brak prąŜkowania). Skurcz mięśni gładkich wywołują takie czynniki jak pobudzenie
nerwowe, substancje chemiczne, rozciąganie czy skurczu spontaniczne wywołane
automatyzmem mięśnia.
Skurcze mięśni.
Wykonanie skurczu następuje dzięki występowaniu w nich miofibryli, czyli włókienek
kurczliwych zbudowanych z łańcuchów polipeptydowych. Efektywność ruchu w mięśniach
jest moŜliwa dzięki ścisłemu ułoŜeniu włókien mięśniowych, pomiędzy którymi nie
występuje Ŝadna inna tkanka. Mechanizm działania miofybryli jest aktualnie przedmiotem
dyskusji naukowej i istnieją na ten temat dwie rozbieŜne teorie. Tkanka mięśniowa nie ma
własnej substancji międzykomórkowej, a elementy mięśniowe połączone są ze sobą za
pomocą tkanki łącznej wiotkiej. Pomimo obecności w komórkach mięśniowych jądra
komórkowego oraz pewnej zdolności do podziału, ubytki w tkance mięśniowej tylko w
niewielkim stopniu są uzupełniane w wyniku podziału nieuszkodzonych komórek.
Najczęściej zostają one zastąpione tkanką łączną tworzącą w tym miejscu bliznę. Tkanki
mięśniowe, poprzecznie prąŜkowana serca i gładka unerwione są przez układ współczulny
i działają niezaleŜnie od woli człowieka. Natomiast mięśnie poprzecznie prąŜkowane,
unerwione somatycznie, kurczą się zgodnie z wolą człowieka.
8
Funkcje tkanki mięśniowej: wykonywanie wszystkich ruchów, lokomocja, realizacja
podstawowych funkcji Ŝyciowych (oddychanie, trawienie, wydalanie), utrzymanie postawy
ciała, wytwarzanie ciepła, kształtowanie sylwetki, ochrona dla tkanek znajdujących się pod
nią, ochrona dla naczyń i nerwów.
U kręgowców moŜna wyróŜnić mięśnie szkieletowe, w skład których wchodzą: mięśnie
długie, mięśnie płaskie, mięśnie krótkie, mięśnie okręŜne.
•
Rodzaje mięśni poprzecznie prąŜkowanych:
o
wrzecionowaty
o
dwubrzuścowy
o
półpierzasty
o
pierzasty
o
płaski
o
ze smugami ścięgnistymi
o
dwugłowy
o
okręŜny
9
Szkielet dorosłej kobiety.
BUDOWA UKŁADU KRĄśENIA
Układ krwionośny człowieka – układ zamknięty, w którym krew krąŜy w systemie naczyń
krwionośnych, a serce jest pompą wymuszającą nieustanny obieg krwi. Układ ten wraz
z układem limfatycznym tworzą układ krąŜenia.
10
Naczynia to Ŝyły, tętnice oraz włosowate naczynia krwionośne. Krew wypływa z serca
tętnicami, a wraca Ŝyłami. Im dalej od serca tym ciśnienie krwi jest mniejsze, a w Ŝyłach
nawet bliskie zeru.
Ciśnienie wytwarzane przez pulsowanie serca nie wystarcza do przepchnięcia krwi przez cały
krwiobieg z powrotem do serca, zwłaszcza wtedy gdy krew musi przebywać drogę w górę.
W trakcie przemieszczania się krwi serce wspomaga pulsowanie tętnic, wyposaŜonych we
własna mięśniówkę. Cofaniu się krwi zapobiegają natomiast znajdujące się w Ŝyłach
zastawki.
ś
yły – wszystkie naczynia krwionośne prowadzące krew do serca bez względu na to czy jest
to krew natlenowana (tętnicza) czy odtlenowana (Ŝylna). Naczynia Ŝylne mają cienką warstwę
mięśniówki gładkiej, ściany wiotkie, mogą posiadać zastawki zapobiegające cofaniu się krwi.
Prowadzą krew z obwodu do serca. ZaleŜnie od tego gdzie Ŝyły prowadzą krew ma ona róŜny
kolor. JeŜeli z obwodu do serca, do przedsionka prawego prawej komory - krew jest
ciemnowiśniowa. Wynika to z tego, Ŝe jest ona pozbawiona tlenu oraz bogata w produkty
przemiany materii. W Ŝyłach idących od płuc ku przedsionkowi lewemu - krew jest
jasnoczerwona, mocno natlenowana.
Tętnice – kaŜde naczynie prowadzące krew z serca na obwód, bez względu na to, czy jest to
krew utlenowana czy nieutlenowana.
Włosowate naczynia krwionośne (kapilary) – cienkościenne naczynia krwionośne (lub
chłonne) oplatające tkanki i docierające do niemalŜe kaŜdej komórki ciała. Są drobne, ale
łącznie mają ogromną powierzchnię. Zbudowane są ze śródbłonka. Ich średnica wynosi 7-15
µ
m. Ich zadaniem jest wymiana (pod wpływem ciśnienia) gazów, składników pokarmowych,
zbędnych produktów przemiany materii, hormonów i witamin między krwią a tkanką. Wadą
naczyń włosowatych jest to, Ŝe w czasie wymiany składników ucieka z nich takŜe osocze (do
5 litrów dziennie). Z tego powodu powstał układ limfatyczny (chłonny), którego jednym z
zadań jest zbieranie osocza z płynu tkankowego. Pęknięcie naczynia włosowatego nie ma
większego znaczenia dla organizmu, chyba Ŝe dotyczy ono waŜnych narządów (mózgu
i naczyń wieńcowych serca)
Układ krwionośny składa się z:
•
serca - pompa zalewowo–tłocząca. Posiada własny system dostarczania niezbędnych
substancji, tzw. naczynia wieńcowe;
•
naczyń krwionośnych:
o
tętnice,
o
Ŝ
yły,
o
sieć naczyń włosowatych.
Serce – centralny narząd układu krwionośnego połoŜony w klatce piersiowej, w śródpiersiu
ś
rodkowym, wewnątrz worka osierdziowego.
Budowa serca.
Serce człowieka jest narządem czterojamowym, składa się z 2 przedsionków i 2 komór:
1.
Przedsionek prawy – zbiera krew z całego organizmu oprócz płuc. Uchodzą do niego:
11
Ŝ
yła główna górna – zasadniczo zbiera krew z nadprzeponowej części ciała,
Ŝ
yła główna dolna – zbiera krew z podprzeponowej części ciała,
zatoka wieńcowa – uchodzą do niej Ŝyły duŜe i średnie serca.
Rozwojowo przedsionek prawy powstaje z dwóch części:
1.
końcowego odcinka embrionalnej zatoki Ŝylnej - do niej uchodzą obie Ŝyły główne
i zatoka wieńcowa - jej ściany są gładkie
2.
właściwego przedsionka prawego, którego powierzchnia wewnętrzna pokryta jest
przez równoległe beleczki mięśniowe - mięśnie grzebieniaste.
2.
Komora prawa - z przedsionka prawego przez zastawkę trójdzielną krew przepływa do
komory prawej, a stąd przez pień płucny do obu płuc tworząc krąŜenie czynnościowe
płuc.
3.
Przedsionek lewy - z płuc krew zbierają cztery Ŝyły uchodzące do przedsionka
lewego:
a.
Ŝ
yła płucna górna lewa
b.
Ŝ
yła płucna górna prawa
c.
Ŝ
yła płucna dolna lewa
d.
Ŝ
yła płucna dolna prawa
4.
Komora lewa - z przedsionka lewego przez zastawkę dwudzielną (mitralną) krew
przepływa do komory lewej, a stąd do tętnicy głównej (łac. aorta). Krew z aorty
zaopatruje odŜywczo cały organizm człowieka. Grubość ściany wynosi średnio 15mm.
Ma kształt stoŜka i jest bardziej wysmukła i dłuŜsza niŜ prawa. Jej wierzchołek jest
toŜsamy z koniuszkiem serca.
DuŜy krwioobieg. Krew (bogata w tlen) wypływa z lewej komory serca przez zastawkę
aortalną do głównej tętnicy ciała, aorty, rozgałęzia się na mniejsze tętnice, dalej na tętniczki, a
następnie przechodzi przez sieć naczyń włosowatych (tzw. kapilarnych) we wszystkich
narządach ciała. Naczynia włosowate przechodzą w drobne Ŝyłki, które przechodzą w Ŝyły
większego kalibru i Ŝyłę główną górną i dolną. Krew powracająca Ŝyłami jest odtlenowana
(uboga w tlen) i przechodzi do prawego przedsionka serca, po czym przez zastawkę
trójdzielną wpływa do prawej komory.
Mały krwioobieg. Odtlenowana krew wypompowywana jest z prawej komory serca przez
zastawkę tętnicy płucnej do tętnicy o tej samej nazwie, która rozgałęzia się w płucach na sieć
naczyń włosowatych oplatających pęcherzyki płucne, tam dochodzi do wymiany gazowej.
Utlenowana krew powraca Ŝyłami płucnymi (to jedyne Ŝyły, którymi płynie utlenowana
krew) do lewego przedsionka serca, a tam przez zastawkę dwudzielną (mitralną) krew
wpływa do lewej komory serca.
Cykl pracy serca (cykl hemodynamiczny serca) jest indukowany przez układ
bodźcoprzewodzący serca, który pobudza kardiomiocyty do skurczu w odpowiedniej
kolejności wymuszając przepływ krwi. Na układ bodźcoprzewodzący wpływa impulsacja
z układu autonomicznego regulując rytm serca i dostosowując go do aktualnych potrzeb
ustroju.
Za początek cyklu pracy serca powszechnie przyjmuje się pauzę. W czasie pauzy przedsionki
i komory serca są w stanie rozkurczu i krew pod wpływem gradientu (róŜnicy) ciśnień
przelewa się z Ŝył głównych i płucnych do przedsionków, a stamtąd do komór.
12
Następnie dochodzi do skurczu przedsionków, zwiększając ciśnienie w przedsionkach
i powodując dopchnięcie jeszcze porcji krwi do komór, objętość komór po skurczu
przedsionków nazywa się objętością późnorozkurczową, a ciśnienie panujące w komorach
ciśnieniem późnorozkurczowym lub obciąŜeniem wstępnym.
Ciśnienie w komorach wzrasta powyŜej ciśnienia w przedsionkach i następuje zamknięcie
zastawek odpowiednio trójdzielnej po prawej i mitralnej po lewej stronie serca i uderzenie
krwi o zastawki od strony komór. Zamknięcie zastawek wywołuje efekt akustyczny w postaci
pierwszego tonu serca.
Następnie rozpoczyna się skurcz komór nie powodujący zmiany objętości krwi zawartej
w komorach jest to tzw. skurcz izowolumetryczny. W czasie skurczu izowolumetrycznego
narasta napięcie ścian komór serca, co powoduje wzrost ciśnienia w komorach. Gdy ciśnienie
przekroczy ciśnienie odpowiednio w pniu płucnym i aorcie następuje faza wyrzutu i pewna
objętość krwi zostaje wypchnięta do pnia płucnego i aorty, jest to tzw. objętość wyrzutowa.
Po fazie wyrzutu ciśnienie w komorach zaczyna spadać co powoduje zamknięcie zastawek
pnia płucnego i aortalnej i wywołuje drugi ton serca.
W komorach po wyrzucie pozostaje zawsze pewna ilość krwi jest to objętość
późnoskurczowa,
a
ciśnienie
panujące
w
komorze
nazywane
jest
ciśnieniem
późnoskurczowym. Rozpoczyna się rozkurcz komór. W początkowej fazie rozkurczu
ciśnienie w komorach jest jeszcze wyŜsze niŜ w przedsionkach i zastawki przedsionkowo-
komorowe są zamknięte ta faza rozkurczu nazywana jest rozkurczem izowolumetrycznym.
Gdy ciśnienie w komorach spadnie poniŜej ciśnienia w przedsionkach zastawki otwierają się
i krew przelewa się z przedsionków do komór i cały cykl powtarza się.
BUDOWA UKŁADU ODDECHOWEGO
Układ oddechowy człowieka – jednostka anatomiczno-czynnościowa słuŜąca wymianie
gazowej – dostarczaniu do organizmu tlenu i wydalaniu zbędnych produktów przemiany
materii, którym jest m.in. dwutlenek węgla. Składają się na niego drogi oddechowe i płuca.
Niewielki udział w wymianie gazowej ma równieŜ skóra.
Drogi oddechowe - w ich skład wchodzi jama nosowa, gardło – z przewodem trąbkowym
łączącym je z uchem środkowym, krtań, tchawica, oskrzela – prawe i lewe, które dzielą się na
oskrzela płatowe, segmentalne i mniejszej średnicy. Oskrzela z reguły rozgałęziają się na dwa
niŜszego rzędu. Najdrobniejsze oskrzela przechodzą w oskrzeliki (bronchioli). Sieć oskrzeli
tworzy rozbudowany system – "drzewo oskrzelowe". Końcowa część dróg oddechowych
prowadzi do pęcherzyków płucnych.
Górne drogi oddechowe:
jama nosowa – w oddychaniu jama nosowa pełni rolę filtra. Powietrze dostające się do
niej jest ogrzewane, nawilŜane oraz filtrowane z drobnoustrojów oraz kurzu. Jest to
moŜliwe ze względu na występowanie w jamie nosowej duŜej ilości nabłonka
wielowarstwowego migawkowego, z licznymi komórkami śluzowymi. Z tego powodu
zdrowsze jest oddychanie poprzez nos niŜ przez usta. Wdychane powietrze z jamy
nosowej przenosi się do gardła. Nos jest równieŜ silnie ukrwiony, aby powietrze
13
dostające się do płuc miało temperaturę dodatnią. Całe drogi oddechowe wyścielone
są nabłonkiem urzęsionym, czyli nabłonkiem zaopatrzonym w rzęski. Pokryty jeszcze
dodatkowo śluzem, stara się zebrać wszystko to, co unosi się w powietrzu: pyły,
drobnoustroje i inne substancje, na przykład te, które znajdują się w dymie
papierosowym. Jednym słowem oczyszcza powietrze, które dochodzi do płuc. Nos
dodatkowo nawilŜa powietrze, a dla płuc jest lepsze powietrze wilgotne,
gardło – jest cewą włóknisto-mięśniową, maczugowatego kształtu rozciągającą się od
podstawy czaszki do VI kręgu szyjnego. Długość gardła u dorosłego człowieka
wynosi średnio 12-13cm. KrzyŜuje się tam droga pokarmowa z oddechową. Jego
najszersza część znajduje się na wysokości kości gnykowej i wynosi 5 cm.
Dolne drogi oddechowe:
krtań – część układu oddechowego umieszczona między C4 a C6 (czwartym kręgiem
szyjnym, a szóstym kręgiem szyjnym). U dzieci jest ona połoŜona na ogół 1-2 kręgi
wyŜej. Rozpoczyna się wejściem do krtani. Krtań łączy gardło z tchawicą, jest takŜe
narzędziem słuŜącym do wydawania dźwięków,
tchawica – narząd układu oddechowego, spręŜysta cewa, stanowiąca przedłuŜenie
krtani i zapewniająca dopływ powietrza do płuc. Rozpoczyna się na wysokości kręgu
szyjnego C6-C7, kończy zaś na wysokości kręgu piersiowego Th4-Th5. U swego
dolnego końca, tchawica dzieli się na oskrzela główne prawe i lewe, pod kątem
otwartym ku dołowi. Miejsce tego podziału tworzy rozdwojenie tchawicy. W tym
miejscu znajduje się takŜe ostroga tchawicy rozdzielająca powietrze do płuc. Długość
tchawicy wynosi 10,5-12cm, jej średnica zaś jest znacznie mniejsza (11-12mm),
oskrzela – drzewo oskrzelowe to część układu oddechowego, połoŜona pomiędzy
tchawicą a oskrzelikami. Jest to zespół rozgałęziających się rurek o szerokości
powyŜej 1 mm doprowadzających i odprowadzających powietrze do/z płuc. Ściana
oskrzeli wysłana jest błoną śluzową z nabłonkiem wielorzędowym migawkowym
(umoŜliwiającym czynne przemieszczanie się śluzu do większych (oskrzeli/tchawicy).
Umięśnienie składa się z mięśni gładkich, skurcz tych mięśni to jeden z mechanizmów
prowadzących do ataku astmy oskrzelowej. W zaleŜności od wielkości oskrzela,
chrząstka pomagająca w utrzymaniu kształtu oskrzela występuje jako pierścienie,
małe płytki bądź wysepki. Ściana oskrzeli składa się z elementów chrzęstnych,
spręŜystych i mięśni gładkich. Powoduje to moŜliwość regulacji ich średnicy. Wnętrze
oskrzeli wyścielone jest błoną śluzową, której liczne gruczoły śluzowe tworzą
warstewkę śluzu. W oskrzelikach nie ma juŜ chrząstek i mięśni gładkich. Pod
względem anatomiczno-funkcjonalnym płuca moŜna podzielić na gronka, które łączą
się w zraziki, te w segmenty, a te zaś z kolei w płaty. Lewe płuco posiada dwa płaty
(górny i dolny) ze względu na obecność serca, a prawe trzy (górny, środkowy i dolny).
Płuca.
U zdrowego człowieka występują 2 płuca – prawe i lewe. Oba połoŜone są w klatce
piersiowej i mają kształt stoŜka z podstawą na przeponie. Są pęcherzykowatymi narządami
o płatowatej budowie (lewe ma 2 płaty – ze względu na umiejscowienie serca, prawe 3).
Otaczają je dwie warstwy z tkanki łącznej – opłucna ścienna i opłucna płucna. Pomiędzy nimi
występuje jama opłucnej. Pomiędzy nimi jest płyn, który zmniejsza tarcie pomiędzy
warstwami opłucnej podczas wykonywania ruchów oddechowych oraz umoŜliwia
przyleganie płuca pokrytego opłucną płucną do opłucnej ściennej (która jest zrośnięta
z wewnętrzną ścianą klatki piersiowej). W jamie opłucnej panuje podciśnienie. Do kaŜdego
14
z płuc dochodzi odpowiednie rozgałęzienie oskrzeli głównych. Oskrzela główne wchodzą do
płuca wraz tętnicą płucną i Ŝyłą płucną w miejscu które nosi nazwę wnęka płuca.
Prawidłowa mechanika pracy płuc, która polega na naprzemiennym rozpręŜaniu i zapadaniu
się, zaleŜy w znacznym stopniu od prawidłowego funkcjonowania jam opłucnych.
Ruchy oddechowe.
Wentylację płuc zapewniają ruchy ssąco-tłoczące klatki piersiowej. Wdech powodowany jest
skurczem mięśni oddechowych: przepony rozpiętej na łuku Ŝeber dolnych oraz mięśni
międzyŜebrowych zewnętrznych, rozpiętych na Ŝebrach. Rozciągnięcie klatki piersiowej we
wszystkich trzech wymiarach prowadzi do zwiększenia objętości płuc i wytworzenia
podciśnienia zasysającego powietrze. Wydech jest najczęściej aktem biernym. Rozluźnienie
mięśni oddechowych sprawia, Ŝe klatka piersiowa i płuca kurczą się, a niewielkie
nadciśnienie wytłacza powietrze z płuc i dróg oddechowych.
Przy wdechu powietrze dostaje się najpierw do jamy nosowej. Tam ulega ogrzaniu,
nawilŜeniu i, w znacznym stopniu, oczyszczeniu z kurzu, bakterii i innych drobnych
zanieczyszczeń. Jest to moŜliwe dzięki wyścieleniu jamy nosowej silnie unaczynioną błoną
ś
luzową z wielowarstwowym nabłonkiem migawkowym, zawierającym liczne komórki
ś
luzowe. Następnie powietrze przepływa do gardła i krtani. W gardle krzyŜują się drogi
oddechowe i przewód pokarmowy, dlatego przy przełykaniu dochodzi do zatrzymania
oddechu i zamknięcia dróg oddechowych przez nagłośnię. Przez krtań i tchawicę powietrze
przechodzi do drzewa oskrzelowego, by dotrzeć w końcu do pęcherzyków płucnych,
w których zachodzi właściwa wymiana gazowa.
Wymiana gazowa.
Pęcherzyki płucne, zwykle o kształcie kulistym (czasem wskutek ucisku z zewnątrz
półkulistym lub wielościennym), oplecione są gęstą siecią naczyń krwionośnych
włosowatych. Zbudowane są z komórek nabłonkowych, które nazywane są pneumocytami.
Tzw. bariera włośniczkowo-pęcherzykowa to przylegające do siebie ściany pęcherzyka
i naczynia włosowatego. Poprzez tę barierę tlen dyfunduje do opływającej pęcherzyk krwi,
a do światła pęcherzyka dostaje się dwutlenek węgla. Łączna liczba pęcherzyków płucnych
wynosi ok. 300 milionów, a powierzchnia oddechowa to ok. 90 m². Średnica pęcherzyka
płucnego wynosi 150-250 µm.
Podział powietrza w drogach oddechowych.
•
dopełniające – 2500 cm3
•
oddechowe – 500 cm3 (w jego obrębie dochodzi do wymiany gazowej podczas
normalnego oddychania)
•
zapasowe – 1200 cm3
•
zalegające – 1200 cm3 (potrzebne do utrzymania kształtu płuc)
BUDOWA UKŁADU NERWOWEGO
Układ nerwowy człowieka - układ zbudowany z tkanki nerwowej, integrujący działalność
organizmu, rejestrujący bodźce, przetwarzający zawartą w nich informację oraz sterujący
czynnościami organizmu: ruchem mięśni oraz wydzielaniem hormonów.
15
Czynności obwodowego układu nerwowego moŜna umownie podzielić na dwie kategorie:
•
Układ nerwowy somatyczny - nastawiony na łączność ze światem zewnętrznym,
odbiera z niego róŜnorodne informacje za pośrednictwem narządów zmysłów oraz
zarządza aparatem ruchowym, umoŜliwiając poruszanie się w przestrzeni i reagowanie
w sposób celowy na bodźce zewnętrzne.
•
Układ nerwowy autonomiczny lub wegetatywny - jego rolą jest sprawowanie kontroli
nad przemianą materii oraz prawidłowym działaniem narządów wewnętrznych.
Podział topograficzny układu nerwowego.
Ośrodkowy (centralny) układ nerwowy jest to najwaŜniejsza część układu nerwowego
kręgowców. Ośrodkowy układ nerwowy jest chroniony przez kości czaszki oraz
kręgosłup. Zbudowany jest z istoty szarej i białej. Częścią składową istoty szarej są
komórki nerwowe. Oprócz nich znajdują się włókna nerwowe rdzenne i bezrdzenne,
tkanka glejowa i naczynia krwionośne wraz z paskami tkanki łącznej. Skład istoty
białej to tkanka glejowa, naczynia włókien nerwowych nie mających osłonki
Schwanna. Podział. W skład ośrodkowego układu nerwowego wchodzą:
o
mózgowie, dzielące się na:
rdzeń przedłuŜony, w którym znajdują się ośrodki kierujące odruchami
bezwarunkowymi – ośrodki oddechowe, regulujące pracę serca,
ciśnienie krwi, ośrodki odpowiedzialne za Ŝucie, połykanie,
wydzielanie śliny, ośrodki kojarzeniowe słuchu i równowagi oraz
koordynacji ruchowej.
tyłomózgowie, będący ośrodkiem kontroli, koordynacji i regulacji
ruchów, odpowiedzialnym za utrzymanie równowagi ciała.
ś
ródmózgowie, czyli pierwotny ośrodek analizy wzroku i słuchu.
międzymózgowie, w którym znajdują się ośrodki nerwowe
głodu/sytości, termoregulacji, pragnienia, agresji/ucieczki, popędu
płciowego i instynktu macierzyńskiego.
kresomózgowie – dwie półkule pokryte korą mózgową, dzielącą się na
płaty:
czołowy - związany m.in. z pamięcią, uwagą, kontrolą
zachowania, planowaniem, hamowaniem reakcji, zawiera
równieŜ ośrodki ruchowe oraz pole Broca (zazwyczaj w lewej
półkuli), związane z kontrolą ekspresji mowy,
ciemieniowy - zawiera m.in. ośrodki czucia skórnego,
rozumienia i kojarzenia informacji pochodzących ze zmysłów
oraz ośrodki uwagi,
potyliczny - ośrodki wzrokowe,
skroniowy - zawiera m.in. ośrodek rozumienia wraŜeń
słuchowych (pole Wernickego, zazwyczaj w lewej półkuli)
a takŜe ośrodki związane z emocjami oraz pamięcią,
o
rdzeń kręgowy,
Obwodowy układ nerwowy składa się z układu somatycznego i autonomicznego.
Nerwy przekazują informacje pomiędzy ośrodkowym układem nerwowym
i poszczególnymi narządami. Część somatyczna obwodowego układu nerwowego
przewodzi impulsy nerwowe pomiędzy receptorami, ośrodkowym układem
16
nerwowym a mięśniami lub gruczołami. Część autonomiczna łączy ośrodkowy układ
nerwowy i narządy wewnętrzne, jak np. serce czy Ŝołądek. Obwodowy układ
nerwowy obejmuje 12 par nerwów czaszkowych oraz 31 par nerwów rdzeniowych.
Uszkodzenia obwodowego układu nerwowego powodują niedowłady lub poraŜenia
mięśni oraz zaburzenia czucia. Składa się on równieŜ z nerwów czuciowych -
przewodzących impulsy do ośrodkowego układu nerwowego, oraz nerwów
ruchowych- za których pośrednictwem impulsy wędrują do mięśni i gruczołów, oraz
nerwów mieszanych, tj. ruchowo-czuciowych.
Gruczoły wydzielania dokrewnego.
•
podwzgórze - to część podkorowa mózgowia zaliczana do międzymózgowia, która
nadzoruje reakcje bezwiedne organizmu. Od podwzgórza zaleŜy homeostaza
organizmu. Jest to ośrodek podkorowy autonomicznego układu nerwowego. Jego
masa w mózgu człowieka wynosi około 4,5 g (co stanowi około 1/300 masy mózgu),
•
przysadka mózgowa - gruczoł dokrewny o masie 0,7 g, którego funkcją jest
wytwarzanie i wydzielanie hormonów tj: hormon wzrostu, prolaktyna, endorfiny.
•
szyszynka - jeden z gruczołów wydzielania wewnętrznego, leŜący pomiędzy
wzgórkami górnymi nadwzgórza. Gruczoł znajduje się w zagłębieniu, pod blaszką
czworaczą, kontaktując się z kresomózgowiem szypułą szyszynki. Posiada
stosunkowo niewielkie rozmiary - długość 5-8 mm, a szerokość 3-5 mm. Komórki
szyszynki - pinealocyty - produkują tzw. hormon snu, czyli melatoninę. Melatonina
i jej pochodne metabolity są wydzielane do płynu mózgowo - rdzeniowego i do krwi.
Jego wydzielanie jest ściśle związane z bodźcami świetlnymi - ich obecność hamuje
produkcję tego hormonu.
•
tarczyca - tarczyca naleŜy do duŜych gruczołów człowieka, waŜąc od 30 do 60 g.
Gruczoł ten produkuje hormony trijodotyroninę/trójjodotyroninę (T3), tyroksynę (T4)
oraz kalcytoninę, wpływając na metabolizm i gospodarkę wapniowo-fosforową
organizmu.
•
przytarczyce - dwie pary gruczołów produkujących parathormon. Jest on
odpowiedzialny za zwiększanie poziomu wapnia we krwi obniŜając tym samym
zawartość w kościach. Poza tym obniŜa ilość jonów fosforanowych we krwi. Niedobór
powoduje tęŜyczkę objawiającą się nadpobudliwością mięśni i nerwów. Nadmiar
natomiast powoduje zbyt duŜą ilość wapnia we krwi co przyczynia się do tego, Ŝe
nasze kości są słabe i łatwo ulegają urazom.
•
grasica - to gruczoł znajdujący się w śródpiersiu przednim, tuŜ za mostkiem. Otoczony
jest torebką łącznotkankową. Zbudowany jest z kory podzielonej na zraziki
przegrodami łącznotkankowymi i z rdzenia wspólnego dla wszystkich zrazików kory.
Jest centralnym (pierwotnym) narządem limfatycznym, kontrolującym rozwój
obwodowych (wtórnych) tkanek limfatycznych (węzły chłonne, śledziona) w Ŝyciu
zarodkowym i okresie dojrzewania, ich kompetencji immunologicznej w okresie
poporodowym.
•
nadnercza - parzysty, niewielki (waga około 4 gramów) gruczoł wydzielania
wewnętrznego połoŜony zaotrzewnowo na górnym biegunie nerki. Nadnercza składają
się z części korowej i rdzeniowej róŜnych pod względem budowy i czynności. Kora
stanowi główną masę gruczołu - około 90% całego nadnercza. Składa się z trzech
warstw o róŜnej budowie histologicznej: kłębkowatej, pasmowatej i siatkowatej. Kora
wytwarza hormony:
o
glikokortykoidy
(syntetyzowane
w
komórkach
warstwy
siatkowatej
i pasmowatej), z których najwaŜniejszy jest kortyzol,
17
o
mineralokortykoidy (w warstwie kłębkowatej), z których najsilniejsze
działanie wykazuje aldosteron,
o
niewielkie ilości hormonów płciowych - androgenów (w warstwach
pasmowatej i siatkowatej).
Rdzeń nadnerczy wytwarza katecholaminy. Stale wydziela do krwi niewielkie ilości
adrenaliny. Natomiast wszelkie stany emocjonalne, takie jak gniew czy strach,
powodują nagłe wydzielanie do krwi duŜej jej ilości. W rdzeniu nadnerczy
produkowane są teŜ niewielkie ilości noradrenaliny. Hormony wydzielane przez korę
nadnerczy utrzymują równowagę wodno-mineralną organizmu (aldosteron), pomagają
równieŜ w sytuacji długotrwałego stresu, podnoszą stęŜenie glukozy we krwi.
•
gonady - gruczoły płciowe, które spełniają funkcje generatywne, produkując komórki
płciowe męskie bądź Ŝeńskie, a takŜe funkcje wewnątrzwydzielnicze, produkując
hormony płciowe.
TEMOREGULACJA
Termoregulacja - szereg procesów i zachowań behawioralnych organizmów mających na celu
utrzymanie względnie stałej temperatury ciała. Jest to waŜne dla utrzymania homeostazy
organizmu.
Sens termoregulacji
Zgodnie z prawem Van`t Hoffa enzymy działają skuteczniej przy wyŜszej temperaturze.
WyŜsza aktywność enzymów skutkuje podwyŜszonym tempem metabolizmu, który jest od
nich całkowicie zaleŜny. Górna granica wzrostu aktywności enzymów wynosi około 40°C -
przy tym progu rozpoczyna się niszczenie białek. Dlatego organizmy dąŜą do utrzymywania
temperatury nieco poniŜej 39°C. U człowieka temperatura ciała wynosi około 36,6°C
Narządy odpowiedzialne za wydzielanie ciepła w organizmie:
•
wątroba jest jednym z głównych narządów ogrzewających krew.
•
drŜenie mięśniowe - czyli szybkie skurcze powodują wzrost temperatury.
•
cykle jałowe powodują wzrost temperatury. Cykle jałowe są charakterystyczne dla
brunatnej tkanki tłuszczowej.
•
działania hormonalne, takie jak zwiększenie lub spadek aktywności tarczycy więc
i wydzielania hormonu tyroksyny
Czynniki odpowiedzialne za oddawanie ciepła do otoczenia:
•
ułatwienie przepływu ciepła do powierzchniowych warstw organizmu np. kurczenie
lub rozkurczanie naczyń krwionośnych skóry. W przypadku kiedy organizm dąŜy do
zachowania ciepła, naczynia krwionośne kurczą się i krew nie moŜe tracić ciepła
poprzez kontakt z chłodniejszym powietrzem.
•
zwiększenie odbioru ciepła poprzez parowanie - pocenie i ziajanie.
Stany patofizjologiczne
18
Struktura nerwowa zwana ośrodkiem termoregulacji jest odpowiedzialna za ustalenie
odpowiedniej temperatury i podjęcia decyzji o działaniach mających na celu jej podniesienie
lub obniŜenie. W przypadku infekcji, naturalną odpowiedzią organizmu jest wzrost
temperatury. Ośrodek termoregulacji podwyŜsza swój punkt nastawczy (tzw. set point) na
wyŜszy. Organizm zaczyna dąŜyć do osiągnięcia nowego, wyŜszego punktu nastawczego.
Następuje chwilowa hipotermia podczas której jest intensywnie produkowane ciepło (na
przykład poprzez drŜenie mięśni). Trwa to do osiągnięcia temperatury wyznaczonej przez
ośrodek termoregulacji. Po podaniu leków przeciwgorączkowych punkt nastawczy obniŜa się,
następuje chwilowa hipertermia z intensywną utratą ciepła (intensywne pocenie) do
osiągnięcia punktu nastawczego. Gorączka i anapireksja są stanami w których organizm
kontroluje temperaturę narzuconą mu przez ośrodek termoregulacji. Hipertermia i hipotermia
są przykładami stanów w których niezaleŜnie od narzuconej temperatury, organizm ze
względu na niewydolny mechanizm utrzymywania ciepła (lub skrajne warunki zewnętrzne)
nie jest w stanie utrzymać odpowiedniej temperatury, co moŜe być niebezpieczne dla zdrowia
Hipotermia - czyli przechłodzenie organizmu jest dolegliwością, w wyniku której temperatura
ciała (u ludzi) spada poniŜej bezwzględnego minimum normy fizjologicznej czyli 36°C. Stan
taki jest spowodowany zbyt szybkim ochładzaniem organizmu w stosunku do jego zdolności
wytwarzania ciepła. Najczęściej jest to spowodowane działaniem zimnego powietrza a
zwłaszcza zimnej wody i/lub zahamowaniem procesów przemiany materii. Przechłodzenia
i odmroŜenia zdarzają się równieŜ w temperaturze powyŜej 0°C.
Hipertermia - stan podwyŜszonej temperatury ciała (powyŜej 41 stopni Celsjusza), który
wymaga podjęcia kroków ochładzających organizm, w przeciwnym wypadku grozi
uszkodzeniem mózgu lub nawet śmiercią.
Anapireksja - stan dobroczynny dla organizmu, polegający na obniŜeniu temperatury
nastawczej organizmu - stan odwróconej gorączki. WaŜna jest umiejętność odróŜnienia
hipotermii od anapireksji. Stan, w którym organizm nie jest w stanie utrzymać odpowiedniej
temperatury ciała (na przykład na skutek przebywania na mrozie) nazywa się hipotermią,
natomiast w anapireksji organizm obniŜa w ośrodku termoregulacji swój punkt nastawczy
(tzw. set point) co powoduje obniŜenie temperatury. ObniŜenie temperatury w anapireksji nie
wynika jednak z niemoŜności jej osiągnięcia, ale z konieczności oszczędnego
gospodarowania
tlenem.
Anapireksja
występuje
zazwyczaj
podczas
przebywania
w warunkach wysokogórskich (adaptacja do środowiska o niŜszym ciśnieniu tlenu) lub
w stanach poreanimacyjnych. Stanowi formę ochrony organizmu w warunkach
niedotlenienia. Zgodnie z regułą Van`t Hoffa przy niŜszej temperaturze reakcje enzymatyczne
- a w konsekwencji cały metabolizm - ulega znacznemu spowolnieniu.
STRES
Stres jest definiowany w psychologii jako dynamiczna relacja adaptacyjna pomiędzy
moŜliwościami jednostki a wymogami sytuacji (stresorem), charakteryzująca się brakiem
równowagi. Podejmowanie zachowań zaradczych jest próbą przywrócenia równowagi.
W terminologii medycznej, stres jest zaburzeniem homeostazy spowodowanym czynnikiem
fizycznym lub psychologicznym. Czynnikami powodującymi stres mogą być czynniki
umysłowe, fizjologiczne, anatomiczne lub fizyczne.
19
Trzy typy reakcji na stres:
•
Dystres jest reakcją organizmu na zagroŜenie, utrudnienie lub niemoŜność realizacji
waŜnych celów i zadań człowieka, pojawia się w momencie zadziałania bodźca, czyli
stresora.
•
Eustres to stres pozytywnie mobilizujący do działania.
•
Neustres to bodziec dla danej osoby neutralny w działaniu, chociaŜ dla innych bywa
on eustresowy lub dystresowy
Radzenie sobie ze stresem to poznawcze i behawioralne wysiłki skierowane na opanowanie,
zredukowanie lub tolerowanie zewnętrznych lub wewnętrznych Ŝądań.
Objawy ostrego stresu:
•
pobudzenie emocjonalne,
•
wzrost ciśnienia krwi,
•
przyspieszenie akcji serca,
•
ból głowy,
•
ból brzucha,
•
przyspieszenie oddechu,
•
suchość w ustach,
•
"gęsia skórka",
•
wzrost stęŜenia cukru we krwi.
Przy czym naleŜy pamiętać, Ŝe reakcja na ostry stres moŜe się róŜnie objawiać u ludzi i jest
to zaleŜne od danego organizmu i jego moŜliwości adaptacyjnych w sytuacjach stresujących.
Psychologia stresu.
Stres w powszechnym odbiorze jest uwaŜany za zjawisko szkodliwe. W rzeczywistości
działanie niepoŜądane przynosi jedynie stres zbyt silny (przekraczający indywidualne
moŜliwości adaptacyjne jednostki) lub zbyt długotrwały. Stres umiarkowany zwiększa
moŜliwości radzenia sobie z wymaganiami adaptacyjnymi otoczenia, dzięki czemu umoŜliwia
20
rozwój psychiczny. Wielu badaczy zjawiska określa go jako podstawowy czynnik rozwoju.
Koncepcje określające stres jako zawsze szkodliwy (przede wszystkim teoria wychowania
bezstresowego Carla Rogersa) są uwaŜane za największą pomyłkę naukowej psychologii.
Stres zbyt długotrwały przyczynia się do rozwoju zaburzeń psychicznych, przede wszystkim
takich jak: zaburzenia lękowe (nerwicowe) i depresyjne, stres zbyt silny, traumatyczny
stwarza ryzyko PTSD (zespołu stresu pourazowego) oraz w szczególnych przypadkach
zaburzeń osobowości.
Fazy stresu.
•
Faza alarmowa. Początkowa, alarmowa reakcja zaskoczenia i niepokoju z powodu
niedoświadczenia i konfrontacji z nową sytuacja. WyróŜniamy w niej dwie subfazy:
o
Stadium szoku.
o
Stadium przeciwdziałania szokowi. Jednostka podejmuje wysiłki obronne.
•
Faza przystosowania (odporności). Organizm uczy się skutecznie i bez nadmiernych
zaburzeń radzić sobie ze stresorem. Jeśli organizm poradzi sobie z trudną sytuacją
wszystko wraca do normy. W innym wypadku następuje trzecia faza.
•
Faza wyczerpania. Stałe pobudzenie całego organizmu (przewlekły stres) prowadzi do
wyczerpania zasobów odpornościowych, co moŜe prowadzić do chorób
psychosomatycznych. W szczególnych wypadkach prowadzi nawet do śmierci.
PRACA STATYCZNA
Praca statyczna jest jednym z dwóch rodzajów pracy jaką mogą wykonywać nasze mięśnie.
Występuje gdy na zewnątrz nie moŜna zaobserwować Ŝadnego ruchu, a mimo tego mięśnie
pozostają w stałym napięciu np. podczas stania, siedzenia, czy podpierania. Nie stanowi ona
zatem pracy mechanicznej, jednak często moŜe powodować duŜe obciąŜenie dla organizmu
człowieka (np. podczas długotrwałego stania wzrasta ciśnienie hydrostatyczne nóg, co sprzyja
obrzękom i bardzo często prowadzi do powstawania Ŝylaków).
Podczas pracy statycznej wskutek długotrwałego napięcia mięśni wzrasta ciśnienie krwi,
skurcze mięśni powodują zacieśnienie naczyń włosowatych, a tym samym wpływają na
wzrost oporu stawianego przepływowi krwi. W rezultacie tkanka mięśniowa otrzymuje coraz
mniej tlenu, a przez to jej zdolność do pracy maleje. Nawet krótkotrwałe zmniejszenie
napięcia mięśniowego powoduje szybkie wyrównanie niedoboru tlenu, jednak mięśnie
potrzebują dłuŜszego wypoczynku niŜ np. w przypadku wykonywania pracy dynamicznej.
WaŜną cechą pracy statycznej jest to, Ŝe pomimo swojej uciąŜliwości powoduje ona
stosunkowo małe zuŜycie energii, dlatego jej koszt fizjologiczny nie moŜe być mierzony
w kaloriach. Pomimo małego zapotrzebowania energetycznego w mięśniu pracującym
w takich warunkach powstają idealne warunki do powstania wspomnianego juŜ długu
tlenowego. Jego następstwem jest poczucie dyskomfortu i osłabienia mięśnia, co w dłuŜszym
okresie czasu prowadzi do zmęczenia. Dlatego we wszystkich moŜliwych sytuacjach
zawodowych powinno dąŜyć się do zmniejszenia udziału pracy statycznej, nawet kosztem
wzrostu udziału pracy dynamicznej i zuŜycia energii.
We współczesnych czasach na skutek duŜego postępu automatyzacji i mechanizacji pracy
wzrasta ilość stanowisk wymagających długotrwałego utrzymywania ciała w jednej pozycji
np.: prace biurowe, obsługa monitorów komputerowych, pulpitów sterowniczych, praca przy
taśmach montaŜowych, stanowiska produkcyjne w elektronice, prowadzenie samochodów
cięŜarowych na długich trasach, obsługa kasy w supermarkecie, itp. Dlatego, aby zapobiec
21
powaŜnym następstwom zdrowotnym spowodowanym pracą statyczną, naleŜy zadbać o
odpowiednie wyposaŜenie stanowiska jak równieŜ częste przerwy. To spowoduje uniknięcie
szybkiego zmęczenia pracowników oraz wpłynie na wzrost ich wydajności.
PRACA DYNAMICZNA
Praca dynamiczna - wysiłek przebiega w warunkach ruchu, w związku z przemieszczaniem
ciała ludzkiego lub jego części w przestrzeni i zachodzi przy udziale izotonicznych skurczów
mięśni, podczas których następuje skrócenie włókien, są to okresy skurczu i rozkurczu
mięśni.
Praca dynamiczna jest podstawowym czynnikiem, który powoduje podwyŜszenie poziomu
przemiany materii. Związana z nią wielkość wydatku energetycznego jest proporcjonalna do
wskaźników fizjologicznych, takich jak:
•
ilość zuŜytego tlenu (szybkość oddechu- poziom zuŜytego tlenu lub wydychanego
dwutlenku węgla),
•
częstość skurczów serca,
•
ciśnienie krwi,
•
temperatura ciała i skóry
Wydatek energetyczny.
Całkowity wydatek energetyczny organizmu składa się z dwóch części. Pierwsza z nich to
wydatek związany z czynnościami poza pracą zawodową- wykonywanymi w ciągu
doby(przez całe Ŝycie). Druga wartość określa wydatek energetyczny związany z pracą
zawodową, wzrasta ona wraz ze wzrostem wysiłku fizycznego. Podczas wykonywania pracy
o określonym wysiłku fizycznym organizm ludzki osiąga stan równowagi pomiędzy
powstawaniem i wydalaniem produktów przemiany materii towarzyszącej przemianom
metabolicznym. Podczas wykonywania pracy umiarkowanej dostarczana ilość tlenu jest
całkowicie wystarczająca dla mięśni biorących udział w procesie pracy, a występująca
oszczędność kosztów energii umoŜliwia znaczne wydłuŜenie efektywnego czasu pracy.
Natomiast w czasie wykonywania pracy dynamicznej często następuje spadek wydajności
energetycznej, którego regeneracja nie jest moŜliwa w czasie stosowanych przerw w pracy. W
krótkich odstępach czasu, podczas wykonywania pracy dynamicznej, moŜe występować
wysiłek większy od maksymalnego, powodując na początku wysiłku niedobór tlenu,
a następnie wystąpienie długu tlenowego, który musi być uzupełniony po zakończeniu
wysiłku. Pokrycie wydatku energetycznego organizmu w fazie beztlenowej trwającej 20-30
sekund powoduje tworzenie się kwasu mlekowego.
Skutki pracy dynamicznej.
Wysiłek fizyczny dynamiczny moŜe zaburzyć normalne funkcjonowanie organizmu
człowieka między innymi poprzez:
•
wywołanie hamowania wydzielania soków trawiennych (w przypadku cięŜkich
i długotrwałych wysiłków),
•
zmniejszenie ilości wody ustrojowej (poprzez pocenie się),
•
zmniejszenie objętości krwi bieŜącej, zarazem zwiększenie prędkości jej przepływu,
•
zwiększenie stęŜenia potasu i noradrenaliny we krwi,
22
•
zwiększenie aktywności układu współczulnego i rdzenia nadnerczy,
•
powodowanie pojawienia się tzw. białkomoczu wysiłkowego (około pół godziny po
zakończeniu wysiłku).
ObciąŜenie pracą dynamiczną
ObciąŜenie rąk i nóg. Kryterium obciąŜenia rąk i nóg stanowi wartość wysiłku fizycznego (w
KG) potrzebnego do poruszania odpowiednich urządzeń sterowniczych. Wartości te
zamierzone (dla prototypu) lub załoŜone przez konstruktora (ocena dokumentacji) naleŜy
porównać z wartościami optymalnymi określonymi w zaleŜności od ustalonej populacji
uŜytkowników, rodzaju ruchów oraz ich częstości.
ObciąŜenie innych części ciała. Powodowane jest ono przewaŜnie niewłaściwym
rozmieszczeniem urządzeń sterowniczych, co zmusza do pracy w niewygodnej pozycji,
nadmiernych skłonów, wychyleń itp. Jest to często wynikiem źle zaprojektowanej przestrzeni
roboczej. Ogólnie uznanym miernikiem cięŜkości dynamicznej pracy fizycznej jest wydatek
energetyczny. Jest to ilość kilodŜuli potrzebnych do wykonania pracy. Wydatek energetyczny
wyraŜa się w tzw. kJ efektywnych, czyli kJ netto, które oblicza się, odejmując je od ogólnej
ilości zuŜytych kJ tzw. brutto, wyraŜających wielkość podstawowej przemiany materii.
RĘCZNE PODNOSZENIE I PRZENOSZENIE CIĘśARÓW
Ręczne przemieszczanie przedmiotów jest jedną z form transportu wewnątrzzakładowego,
zwłaszcza w małych firmach i gospodarstwach rolnych, na budowach i w zakładach opieki
zdrowotnej.
Do prac tych zaliczamy: unoszenie, układanie, pchanie, ciągnięcie, przenoszenie,
przesuwanie, przetaczanie lub przewoŜenie.
Powodują one szczególny rodzaj uciąŜliwości pracy, są istotnym czynnikiem ryzyka
zespołów bólowych kręgosłupa.
Podnoszenie i przenoszenie, obok ciągnięcia i pchania, naleŜą do najbardziej typowych
czynności powodujących największe obciąŜenie układu mięśniowo-szkieletowego. JeŜeli
czynności te są związane z przemieszczaniem przedmiotów o duŜych wymiarach i duŜych
wartościach masy, ma to wpływ zarówno na pozycję pracy, jak i na wartość obciąŜenia
zewnętrznego, czyli siły z jaką operator musi oddziaływać na te przedmioty.
Dźwiganie cięŜarów ze względu na moŜliwe skutki zdrowotne jest powaŜnym problemem.
Jest to powszechnie występujący element pracy, rzutujący w największym stopniu zarówno
na obciąŜenie dynamiczne, jak i na obciąŜenie statyczne organizmu. Zagadnieniu temu
poświęcono osobną dyrektywę Wspólnoty Europejskiej.
Dyrektywa ta zobowiązuje pracodawców do eliminowania ręcznego przemieszczania
cięŜarów lub, jeŜeli nie da się tego uniknąć, do zastosowania odpowiednich środków
technicznych i organizacyjnych zmniejszających ryzyko związane z ich dźwiganiem.
Dźwiganie cięŜarów stwarza bowiem ryzyko przeciąŜenia układu mięśniowo-szkieletowego,
spowodowane wywieraną siłą przez masę dźwiganego cięŜaru, co powoduje zmiany
zwyrodnieniowe mięśni, wiązadeł, stawów, krąŜków międzykręgowych i kręgów kręgosłupa.
Element oceny obciąŜenia statycznego wywołanego dźwiganiem jest trudniejszy do oceny.
W przypadku operowania duŜymi przedmiotami, obok wartości ich masy (siły oddziaływania
operatora), na obciąŜenie układu mięśniowo-szkieletowego ma wpływ równieŜ pozycja ciała,
która często zaleŜy takŜe od wymiarów tych przedmiotów.
23
Z badań i analiz wynika, iŜ np. czynności związane z podnoszeniem zwiększają trzykrotnie
dolegliwości bólowe kręgosłupa, kolan i ramion, dziesięciokrotnie dolegliwości w stawie
łokciowym i około pięciokrotnie w stawie biodrowym.
Ryzyko powstawania dolegliwości układu mięśniowo-szkieletowego zwiększa się wraz ze
wzrostem masy podnoszonych przedmiotów oraz ze wzrostem ich rozmiarów.
Rozmiary podnoszonego przedmiotu mają bezpośredni wpływ na odległość środka podstawy
przedmiotu od płaszczyzny czołowej przechodzącej przez środek cięŜkości ciała operatora.
Miarą obciąŜenia kręgosłupa w czasie wykonywania czynności pracy jest wartość sił tnących
i ściskających w krąŜku międzykręgowym na poziomie L5/S1 (5 krąŜek lędźwiowy /1
krzyŜowy).
Prawidłowe podnoszenie cięŜarów.
Prace naleŜy wykonywać w sposób zgodny z przepisami i zasadami bhp oraz ergonomii.
Podnoszony przedmiot powinien znajdować się pomiędzy lekko ugiętymi kolanami. Stopy,
płasko i pewnie ustawione na podłoŜu, powinny być rozstawione w odległości 30 do 40 cm;
plecy
jak
najbardziej
wyprostowane;
głowa
odchylona
nieco
do
tyłu.
Przedmiot naleŜy chwytać właściwie i pewnie, a jeŜeli ma uchwyty - chwytać tylko za nie.
Ładunek podnosić tylko wtedy, gdy pozycja ciała jest stabilna.
Rys.9. Niewłaściwe, kontuzjogenne podnoszenie cięŜarów i podnoszenie prawidłowe,
obciąŜające kręgosłup osiowo.
Energia kinetyczna ciała powinna być wykorzystana tylko w momencie zapoczątkowania
ruchu przedmiotu.
Przy podnoszeniu i przenoszeniu naleŜy pamiętać o:
wykonywaniu łagodnych i płynnych ruchów,
nieskręcaniu tułowia,
24
rozkładaniu mas, w miarę moŜliwości, symetrycznie po obu stronach tułowia.
Przenoszony przedmiot powinien znajdować się jak najbliŜej ciała i nie powinien ograniczać
widoczności. Niedozwolone jest przekraczanie dopuszczalnych mas przenoszonych
przedmiotów,
np.
poprzez
przenoszenie
po
dwie
sztuki
zamiast
po
jednej.
Ręczne przemieszczenie materiałów, a w szczególności podnoszeniu jest przyczyną ok. 50%
wszystkich zaburzeń kręgosłupa.
Wielkości procentowe róŜnią się znacznie między pracującymi w róŜnych przemysłach
i zawodach. Z wymiarów przestrzennych, związanych z lokalizacją podnoszonego obiektu,
najbardziej krytycznym parametrem jest pozioma odległość cięŜaru od ciała. ObciąŜenie
mechaniczne wzrasta z odległością między środkiem cięŜkości obiektu a pracownikiem. Im
odległość krótsza, tym mniejsze siły wyzwalane są przez mięśnie równowaŜące momenty
zewnętrzne, decydujące o wielkości składowej siły ściskającej. Z mniejszą odległością
poziomą zmniejsza się ryzyko bólów krzyŜa. NajwaŜniejszą zasadą jest „trzymać cięŜar tak
blisko ciała, jak to jest moŜliwe”. Zakładając, Ŝe podnoszony obiekt przejdzie między
kolanami, technika zgiętych nóg przy wyprostowanym tułowiu w pewnym stopniu redukuje
stres biomechaniczny grzbietu, jednakŜe znacząco zwiększa koszt fizjologiczny. Większy
wydatek energetyczny to wzrost zmęczenia mięśniowego, spadek siły, zaburzenia koordynacji
ruchowej i destabilizacja kolumny kręgosłupa. Utrata siły mięśni sprzyja urazom kręgosłupa.
W
optymalizacji
obciąŜenia
najwłaściwszym
postępowaniem
jest
minimalizacja
intensywności pracy mięśniowej oraz skrócenie poziomego wymiaru między cięŜarem,
a ciałem. W zaburzeniach krzyŜa dominującym czynnikiem mechanicznym jest rotacja
tułowia. Podczas skręceń odkształcają się więzadła i ścięgna oraz ulegają naderwaniu
chrząstkozrosty trzonów kręgów, szczególnie w części lędźwiowej. Włókna więzadeł
i ścięgien, a takŜe włókna mięśniowe cechuje mała podatność na siły skręcające Natomiast
przy pochyleniach dochodzi do asymetrycznego rozkładu sił na krąŜek międzykręgowy
z potencjalnie duŜą energią uszkodzenia pierścienia krąŜka.
Podnoszenie i dźwiganie cięŜarów.
Podnoszenie cięŜaru polega na jego przemieszczaniu z niŜszego poziomu na wyŜszy
w płaszczyźnie pionowej; w praktyce podnoszenie cięŜaru wiąŜe się zwykle z jego
równoczesnym przemieszczaniem na pewną odległość na kierunku poziomym.
Dźwiganie cięŜaru polega na jego podniesieniu i jednoczesnym przemieszczaniu na odległość
maksymalnie 2m. Dźwiganie cięŜaru na odległość większą od 2m naleŜy traktować jako
podnoszenie i przenoszenie cięŜaru.
Zasady prawidłowego przenoszenia cięŜarów:
trzymać cięŜar tak blisko ciała, jak to tylko moŜliwe,
podnosić w zakresie wysokości od dłoni do barków. Jeśli cięŜar znajduje się poniŜej
wysokości, na jakiej znajdują się dłonie, to naleŜy zastosować odpowiednie pętle,
uprząŜ, lub hak,
starać się utrzymywać cięŜar w rękach jak najkrócej,
unikać duŜej częstotliwości podnoszenia (szybkie tempo),
podczas podnoszeni minimalizować ruchy tułowia (pochylenia, skłony, skręcenia),
naleŜy unikać duŜych obiektów, które wykraczają poza zasięg rąk oraz ograniczają
widzenie,
unikać podnoszenia obiektów z przemieszczającym się środkiem cięŜkości,
przenosić cięŜar na opuszczonych rękach; dźwiganie cięŜaru przy zgiętych w stawie
łokciowym rękach zwiększa dwukrotnie obciąŜenie zaangaŜowanych mięśni.
25
RĘCZNE PRACE TRANSPORTOWE - NORMY
ROZPORZĄDZENIE MINISTRA PRACY I POLITYKI SPOŁECZNEJ
z dnia 14 marca 2000 r.
w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy przy ręcznych pracach transportowych.
(Dz. U. Nr 26, poz. 313)
Na podstawie art. 237
15
§ 1 Kodeksu pracy zarządza się, co następuje:
Rozdział 1
Przepisy ogólne
§ 1. Rozporządzenie określa:
1) obowiązki pracodawcy dotyczące zapewnienia bezpieczeństwa i higieny pracy przy
ręcznych pracach transportowych,
2) wymagania dotyczące organizacji i sposobów wykonywania ręcznych prac
transportowych, z uwzględnieniem wymagań ergonomii,
3) dopuszczalne masy przemieszczanych przedmiotów, ładunków lub materiałów,
4) dopuszczalne wartości sił niezbędne do przemieszczania przedmiotów.
§ 2. Ilekroć w rozporządzeniu jest mowa o:
1) "ręcznych pracach transportowych" - rozumie się przez to kaŜdy rodzaj
transportowania lub podtrzymywania przedmiotów, ładunków lub materiałów przez
jednego lub więcej pracowników, w tym przemieszczanie ich poprzez: unoszenie,
podnoszenie, układanie, pchanie, ciągnięcie, przenoszenie, przesuwanie, przetaczanie
lub przewoŜenie,
2) "pracy dorywczej" - rozumie się przez to ręczne przemieszczanie przedmiotów,
ładunków lub materiałów nie częściej niŜ 4 razy na godzinę, jeŜeli łączny czas
wykonywania tych prac nie przekracza 4 godzin na dobę,
3) "sprzęcie pomocniczym" - rozumie się przez to środki mające na celu ograniczenie
zagroŜeń i uciąŜliwości związanych z ręcznym przemieszczaniem przedmiotów,
ładunków lub materiałów oraz ułatwienie wykonywania tych czynności; do środków
tych zalicza się w szczególności: pasy, liny, łańcuchy, zawiesia, dźwignie, chwytaki,
rolki, kleszcze, uchwyty, nosze, kosze, legary, ręczne wciągniki i wciągarki, krąŜki i
wielokrąŜki linowe, przestawne pochylnie, taczki i wózki.
§ 3. 1. Pracodawca jest obowiązany stosować odpowiednie rozwiązania techniczne i
organizacyjne zmierzające do wyeliminowania ręcznych prac transportowych.
2. W razie braku moŜliwości wyeliminowania ręcznych prac transportowych, pracodawca - w
celu zmniejszenia uciąŜliwości i zagroŜeń związanych z wykonywaniem tych czynności - jest
obowiązany organizować odpowiednio pracę i wyposaŜać pracowników w niezbędny sprzęt
pomocniczy oraz środki ochrony indywidualnej.
§ 4. 1. Pracodawca jest obowiązany oceniać ryzyko zawodowe występujące przy ręcznych
pracach transportowych, w szczególności biorąc pod uwagę:
1) masę przemieszczanego przedmiotu, jego rodzaj i połoŜenie środka cięŜkości,
2) warunki środowiska pracy, w tym w szczególności temperaturę i wilgotność
powietrza oraz poziom czynników szkodliwych dla zdrowia,
3) organizację pracy, w tym stosowane sposoby wykonywania pracy,
4) indywidualne predyspozycje pracownika, takie jak sprawność fizyczna, wiek i stan
zdrowia.
2. Ocena ryzyka, o której mowa w ust. 1, powinna być dokonywana przy organizowaniu
ręcznych prac transportowych, a takŜe po kaŜdej zmianie organizacji pracy. Na podstawie
oceny ryzyka zawodowego pracodawca jest obowiązany podejmować działania mające na
celu usunięcie stwierdzonych zagroŜeń.
26
§ 5. 1. Przed dopuszczeniem pracownika do ręcznych prac transportowych pracodawca jest
obowiązany:
1) przeszkolić pracowników w dziedzinie bezpieczeństwa i higieny pracy, w tym w
szczególności w zakresie prawidłowych sposobów wykonywania ręcznych prac
transportowych, w trybie określonym w odrębnych przepisach,
2) zapewnić pracownikom informacje dotyczące przemieszczanego przedmiotu, w
szczególności: jego masy i połoŜenia jego środka cięŜkości, zwłaszcza w przypadku,
gdy masa jest nierównomiernie rozłoŜona,
3) informować pracowników o wszystkich aspektach bezpieczeństwa i higieny pracy
oraz wymaganiach ergonomii, w tym o wynikach oceny ryzyka zawodowego, o której
mowa w § 4, oraz o środkach bezpieczeństwa zapobiegających urazom, a zwłaszcza
urazom kręgosłupa.
2. W przypadku stwierdzenia, Ŝe sposób wykonywania pracy jest nieprawidłowy i stwarza
zagroŜenia - pracodawca jest obowiązany zapewnić wstrzymanie tych prac do czasu
zastosowania odpowiednich działań eliminujących te zagroŜenia, z uwzględnieniem działań, o
których mowa w ust. 1.
Rozdział 2
Przepisy ogólne dotyczące organizacji ręcznych prac transportowych
§ 6. 1. Organizacja ręcznych prac transportowych, w tym stosowane metody pracy powinny
zapewnić w szczególności:
1) ograniczenie długotrwałego wysiłku fizycznego, w tym zapewnienie odpowiednich
przerw w pracy na odpoczynek,
2) wyeliminowanie nadmiernego obciąŜenia układu mięśniowo-szkieletowego
pracownika, a zwłaszcza urazów kręgosłupa, związanego z rytmem pracy
wymuszonym procesem pracy,
3) ograniczenie do minimum odległości ręcznego przemieszczania przedmiotów,
4) uwzględnienie wymagań ergonomii.
2. Przy ręcznym przemieszczaniu przedmiotów - tam gdzie jest to moŜliwe - naleŜy zapewnić
sprzęt pomocniczy odpowiednio dobrany do ich wielkości, masy i rodzaju, zapewniający
bezpieczne i dogodne wykonywanie pracy.
§ 7. 1. Organizując ręczne prace transportowe naleŜy zapewnić uwzględnienie wymagań
ergonomii, a w szczególności:
1) przemieszczane przedmioty naleŜy przenosić jak najbliŜej ciała,
2) sposoby ręcznego przemieszczania przedmiotów powinny eliminować ryzyko
urazów, a w szczególności urazów kręgosłupa. Sposoby te powinny w szczególności
wykluczać przemieszczanie przedmiotów, jeŜeli:
a) czynności te mogą być wykonywane tylko za pomocą skrętu tułowia,
b) istnieje moŜliwość wystąpienia nagłych ruchów przemieszczanego
przedmiotu,
c) ciało pracownika znajduje się w niestabilnej pozycji,
d) pochylenie tułowia pracownika przekracza 45°.
2. Przedmiot przemieszczany ręcznie nie powinien ograniczać pola widzenia pracownika.
§ 8. 1. Przy pracach związanych z ręcznym przemieszczaniem przedmiotów naleŜy zapewnić
wystarczającą przestrzeń, zwłaszcza w płaszczyźnie poziomej, umoŜliwiającą zachowanie
prawidłowej pozycji ciała pracownika podczas pracy.
2. Niedopuszczalne jest ręczne przemieszczanie przedmiotów przez pomieszczenia, schody,
korytarze albo drzwi zbyt wąskie w stosunku do rozmiarów tych przedmiotów, jeŜeli stwarza
to zagroŜenia wypadkowe.
27
§ 9. 1. Powierzchnia, po której są przemieszczane ręcznie przedmioty, powinna być równa,
stabilna i nieśliska.
2. Przejścia, drogi transportowe oraz tory i torowiska, po których są przemieszczane
przedmioty, powinny spełniać wymagania bezpieczeństwa i higieny pracy określone w
odrębnych przepisach.
§ 10. Pracodawca, u którego wykonywane są prace związane z ręcznym przemieszczaniem
przedmiotów nieporęcznych, niestabilnych, ze zmiennym środkiem cięŜkości i innych, które z
powodu ich masy, kształtu lub właściwości mogą spowodować zagroŜenie wypadkowe,
określa w wydanej zgodnie z art. 237
4
§ 2 Kodeksu pracy instrukcji szczegółowe zasady
bezpiecznego postępowania przy przemieszczaniu takich przedmiotów. Instrukcja ta powinna
określać w szczególności sposoby postępowania przy przemieszczaniu tych przedmiotów:
1) przedmiot nieporęczny lub trudny do utrzymania powinien być przemieszczany
przy uŜyciu odpowiedniego sprzętu pomocniczego zapewniającego bezpieczeństwo
podczas pracy,
2) przedmioty, których środek cięŜkości po ustawieniu w pozycji do podnoszenia i po
podniesieniu znajdowałby się powyŜej połowy wysokości przedmiotu, nie powinny
być przenoszone ręcznie, chyba Ŝe do przeniesienia przedmiotu zastosowano uchwyty
znajdujące się powyŜej środka cięŜkości,
3) zwoje taśmy, drutu, kabla itp. przedmioty podczas ich przenoszenia powinny być
zabezpieczone przed rozwinięciem i wyginaniem,
4) w razie konieczności przenoszenia przedmiotu trzymanego w odległości większej
niŜ 30 cm od tułowia, naleŜy zmniejszyć o połowę dopuszczalną masę przedmiotu
przypadającą na jednego pracownika, określoną w § 13 ust. 1, lub zapewnić
wykonywanie tych czynności przez co najmniej dwóch pracowników.
§ 11. 1. Ostre, wystające elementy przedmiotów przemieszczanych powinny być
zabezpieczone w sposób zapobiegający powstawaniu urazów.
2. Opakowania przedmiotów przemieszczanych ręcznie powinny być wykonane z
odpowiednio wytrzymałych materiałów oraz nie powinny stwarzać zagroŜeń wypadkowych
związanych w szczególności z ich kształtem, w tym ostrymi krawędziami. JeŜeli kształt lub
rozmiar opakowania przeznaczonego do ręcznego przemieszczania przedmiotów utrudnia lub
uniemoŜliwia bezpieczne ich przemieszczanie, opakowanie takie powinno być wyposaŜone w
odpowiednie uchwyty.
3. Sposób rozmieszczenia przedmiotów w opakowaniach powinien zapewnić ich stabilność
podczas przemieszczania.
§ 12. 1. Niedopuszczalne jest przenoszenie i przetaczanie przedmiotów po pochylniach, nie
związanych w sposób stały z konstrukcją budynku, o kącie nachylenia ponad 15°, oraz
przenoszenie po schodach o kącie nachylenia ponad 60°.
2. Maksymalne nachylenie pochylni związanych z budynkiem oraz na drogach
transportowych i w magazynach określają odrębne przepisy.
3. Niedopuszczalne jest przebywanie pracownika między legarami podczas przetaczania
przedmiotów po pochyło ustawionych legarach.
Rozdział 3
Przemieszczanie przedmiotów przez jednego pracownika
§ 13. 1. Masa przedmiotów przenoszonych przez jednego pracownika nie moŜe przekraczać:
1) 30 kg - przy pracy stałej,
2) 50 kg - przy pracy dorywczej.
2. Niedopuszczalne jest ręczne przenoszenie przedmiotów o masie przekraczającej 30 kg na
wysokość powyŜej 4 m lub na odległość przekraczającą 25 m.
28
§ 14. Podczas oburęcznego przemieszczania przedmiotów siła uŜyta przez pracownika
niezbędna do zapoczątkowania ruchu przedmiotu nie moŜe przekraczać wartości:
1) 300 N - przy pchaniu,
2) 250 N - przy ciągnięciu,
przy czym podane wartości określają składową siły mierzoną równolegle do podłoŜa.
§ 15. Wartości sił uŜywanych przez pracownika do poruszania elementów urządzeń słuŜących
do ręcznego przemieszczania przedmiotów (w szczególności dźwigni, korb, kół) nie mogą
przekraczać:
1) 250 N - w przypadku obsługi oburęcznej,
2) 120 N - w przypadku obsługi jednoręcznej.
§ 16. Dopuszczalne jest ręczne przetaczanie przedmiotów o kształtach okrągłych (w
szczególności beczek, rur o duŜych średnicach), pod warunkiem zachowania wartości sił
określonych w § 14, a ponadto przy spełnieniu następujących wymagań:
1) masa ręcznie przetaczanych przedmiotów po terenie poziomym nie moŜe
przekraczać 300 kg na jednego pracownika,
2) masa ręcznie wtaczanych przedmiotów na pochylnie przez jednego pracownika nie
moŜe przekraczać 50 kg.
Rozdział 4
Zespołowe przenoszenie przedmiotów
§ 17. 1. Przenoszenie przedmiotów, których długość przekracza 4 m i masa 30 kg, powinno
odbywać się zespołowo, pod warunkiem aby na jednego pracownika przypadała masa nie
przekraczająca:
1) 25 kg - przy pracy stałej,
2) 42 kg - przy pracy dorywczej.
2. Niedopuszczalne jest zespołowe przemieszczanie przedmiotów o masie przekraczającej
500 kg.
§ 18. 1. Przy zespołowym przenoszeniu przedmiotów naleŜy zapewnić:
1) dobór pracowników pod względem wzrostu i wieku oraz nadzór pracownika
doświadczonego w zakresie stosowania odpowiednich sposobów ręcznego
przemieszczania przedmiotów i organizacji pracy, wyznaczonego w tym celu przez
pracodawcę,
2) odstępy pomiędzy pracownikami co najmniej 0,75 m oraz stosowanie
odpowiedniego sprzętu pomocniczego.
2. Przenoszenie przedmiotów długich i o duŜej masie powinno odbywać się przy
zastosowaniu sprzętu pomocniczego, pozwalającego na transport takich przedmiotów z
moŜliwie najmniejszym unoszeniem ich ponad poziom podłoŜa.
3. W przypadku zespołowego przenoszenia na ramionach przedmiotów, o których mowa w
ust. 2, naleŜy zapewnić, aby pracownicy:
1) wkładali i opuszczali przenoszony przedmiot jednocześnie i na komendę,
2) znajdowali się po jednej stronie przenoszonego przedmiotu,
3) uŜywali środków ochrony indywidualnej chroniących ramiona.
Rozdział 5
Przemieszczanie materiałów szkodliwych i niebezpiecznych
§ 19. 1. Organizacja i metody prac związanych z ręcznym przemieszczaniem materiałów
mogących stwarzać zagroŜenia w związku z ich właściwościami (Ŝrących, trujących,
pylących) powinny eliminować lub ograniczać te zagroŜenia.
2. Wymagania dotyczące przemieszczania stopionego metalu, materiałów wybuchowych oraz
butli z gazami spręŜonymi określają odrębne przepisy.
§ 20. 1. Niedopuszczalne jest przenoszenie przez jednego pracownika materiałów ciekłych -
gorących, Ŝrących albo o właściwościach szkodliwych dla zdrowia, których masa wraz z
29
naczyniem i uchwytem przekracza 25 kg.
2. Balony szklane z kwasami lub innymi cieczami Ŝrącymi powinny być przewoŜone na
specjalnych wózkach.
3. W wyjątkowych przypadkach balony, o których mowa w ust. 2, mogą być przenoszone
przez dwóch pracowników w odpowiednio wytrzymałych koszach z uchwytami.
4. Niedopuszczalne jest przenoszenie balonów, o których mowa w ust. 2, na plecach lub przed
sobą.
Rozdział 6
Przemieszczanie ładunków za pomocą poruszanych ręcznie wózków oraz taczek
§ 21. 1. Dopuszczalna masa ładunku przemieszczanego na wózku po terenie płaskim o
twardej nawierzchni nie moŜe przekraczać 450 kg na pracownika, łącznie z masą wózka.
2. Przy przemieszczaniu ładunku na wózku po pochyleniach większych niŜ 5% masa ładunku,
łącznie z masą wózka, nie moŜe przekraczać 350 kg.
3. Niedopuszczalne jest ręczne przemieszczanie ładunków na wózkach po pochyleniach
powierzchni większych niŜ 8% oraz na odległość większą niŜ 200 m.
4. Wózki powinny zapewniać stabilność przy załadunku i rozładunku.
5. Wózki przemieszczane na szynach oraz wózki kołowe przemieszczane na pochyleniach
powinny posiadać sprawnie działające hamulce.
§ 22. 1. Masa ładunku przemieszczanego na wózku szynowym po terenie poziomym, łącznie
z masą wózka, nie moŜe przekraczać 600 kg na pracownika.
2. Przy przemieszczaniu ładunku na wózku na pochyleniach torów większych niŜ 2% masa
ładunku, łącznie z masą wózka, nie moŜe przekraczać 450 kg na pracownika.
3. Niedopuszczalne jest przemieszczanie ładunków na wózkach szynowych na pochyleniach
torów większych niŜ 4% oraz na odległość przekraczającą 400 m.
4. Odległość między pojedynczymi wózkami na pochyleniach torów powinna wynosić co
najmniej 25 m, a pomiędzy zestawami złoŜonymi z kilku wózków - co najmniej 50 m.
5. Hamulce wózków szynowych przemieszczanych w zestawie powinny być sprawne, tak aby
gwarantowały szybkie zatrzymanie zestawu. Wszystkie wózki wchodzące w skład zestawu
powinny być ze sobą połączone.
6. Wózki-wywrotki powinny posiadać sprawnie funkcjonujące urządzenia zabezpieczające
przed przypadkowym przechyleniem się koleby lub skrzyni oraz urządzenia do
unieruchomienia wózków w czasie przechylania koleby lub skrzyni.
§ 23. 1. Sposób ładowania oraz rozmieszczenia ładunków na wózkach i taczkach powinien
zapewniać ich równowagę i stabilność podczas przemieszczania.
2. Przedmioty przewoŜone na wózkach nie powinny wystawać poza obrys wózka i
przysłaniać pola widzenia. W wyjątkowych przypadkach dopuszczalne jest przewoŜenie
przedmiotów w warunkach niespełnienia tych wymagań, o ile praca odbywa się pod
nadzorem zapewniającym bezpieczne jej wykonanie.
§ 24. 1. Masa ładunku przemieszczanego na taczce, łącznie z masą taczki, nie moŜe
przekraczać: 100 kg - po twardej nawierzchni i 75 kg - po nawierzchni nieutwardzonej.
2. Niedopuszczalne jest przemieszczanie ładunku na taczce po pochyleniach większych niŜ
8% oraz na odległość przekraczającą 200 m.
Rozdział 7
Przemieszczanie ładunków przy uŜyciu ręcznie napędzanych dźwignic
§ 25. Dźwignice powinny posiadać wyraźne oznakowanie określające ich dopuszczalny
udźwig.
§ 26. 1. Stosowane do przemieszczania ładunków krąŜki, wielokrąŜki i wciągniki powinny
być przymocowane do posiadających odpowiednią wytrzymałość belek, haków, dźwigarów
30
lub innych konstrukcji - w sposób zapewniający bezpieczeństwo pracy.
2. Stosowane wciągarki i przyciągarki powinny być przymocowane do podłoŜa w sposób
zabezpieczający przed ich przemieszczaniem podczas pracy.
§ 27. Wciągarki i przyciągarki powinny posiadać sprawne hamulce oraz urządzenia
uniemoŜliwiające ruch wsteczny wału lub bębna.
§ 28. Stosowane krąŜki i liny powinny być tak dobrane, aby niemoŜliwe było zakleszczenie
lub zsunięcie się liny.
§ 29. 1. Elementy układów cięgnowych stosowanych podczas przemieszczania ładunków
powinny spełniać wymagania określone w Polskich Normach.
2. Niedopuszczalne jest uŜywanie lin i łańcuchów uszkodzonych lub o niedostatecznej
wytrzymałości albo niewłaściwie zamocowanych.
3. Długość liny lub łańcucha powinna być tak dobrana, aby przy rozwinięciu, niezbędnym do
przemieszczenia ładunku, pozostały na bębnie co najmniej 2 zwoje.
§ 30. Sposób zamocowania ładunku na haku powinien zapobiegać jego upadkowi lub
gwałtownej zmianie połoŜenia.
§ 31. Podnoszenie lub opuszczanie ładunków w miejscu przebywania pracowników powinno
być poprzedzone sygnałem ostrzegawczym. Przebywanie pracowników pod zawieszonym
ładunkiem jest niedopuszczalne.
Rozdział 8
Przepisy końcowe
§ 32. Przepisy rozporządzenia stosuje się odpowiednio do ręcznego przemieszczania ludzi lub
zwierząt.
§ 33. Przepisy rozporządzenia nie naruszają wymagań określonych w przepisach o dozorze
technicznym oraz wymagań dotyczących ręcznego przemieszczania cięŜarów, określonych w
przepisach o pracach wzbronionych kobietom i młodocianym.
§ 34. Traci moc rozporządzenie Ministrów Pracy i Opieki Społecznej oraz Zdrowia z dnia 1
kwietnia 1953 r. w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy pracowników zatrudnionych przy
ręcznym dźwiganiu i przenoszeniu cięŜarów (Dz. U. Nr 22, poz. 89).
§ 35. Rozporządzenie wchodzi w Ŝycie po upływie 6 miesięcy od dnia ogłoszenia, a w
odniesieniu do portów morskich - po upływie 12 miesięcy od dnia ogłoszenia.
Minister Pracy i Polityki Społecznej: L. Komołowski
NaleŜy teŜ zwrócić uwagę, Ŝe powyŜsze przepisy dotyczą pracy wykonywanej przez
męŜczyzn. Dla kobiet wytycznych naleŜy szukać w Rozporządzeniu RM z dnia 10.09.1996
w sprawie wykazu prac szczególnie uciąŜliwych lub szkodliwych dla zdrowia kobiet (Dz. U.
nr 114, poz. 545 z późn. zm.)
ERGONOMIA JAKO NAUKA, ZAKRES ERGONOMII, UKŁAD CTO, RODZAJE
ERGONOMII, ZASADY HENRICHA – AKSJOMATY PREWENCJI WYPADKOWEJ.
RóŜne sposoby definiowania ergonomii.
Wojciech Bogumił Jastrzębowski.
Polski przyrodnik prof. Wojciech Bogumił Jastrzębowski (1799 - 1882) jako pierwszy nazwę
ergonomia uŜył i określił potrzebę rozwijania tej nauki w 1857 roku w serii artykułów
w czasopiśmie "Przyroda i przemysł" pod tytułem: "Rys ergonomji, czyli nauki o pracy,
opartej na prawach poczerpniętych z nauki przyrody"
Według Jastrzębowskiego:
Ergonomia to nauka o uŜywaniu nadanych człowiekowi od Stwórcy sił i zdolności.
31
Anglik, Kenneth Frank Hywel Murrell (1908 - 1984) tak zdefiniował ergonomię w 1949:
Ergonomia to nauka o związku pomiędzy człowiekiem i jego środowiskiem pracy.
PTErg - Polskie Towarzystwo Ergonomiczne
Według Polskiego Towarzystwa Ergonomicznego (1983):
Ergonomia to nauka stosowana zmierzająca do optymalnego dostosowania narzędzi, maszyn,
urządzeń, technologii, organizacji i materialnego środowiska pracy oraz przedmiotów
powszechnego uŜytku do wymagań i potrzeb fizjologicznych psychicznych i społecznych
człowieka.
IEA
Według Międzynarodowego Towarzystwa Ergonomicznego ang. IEA - International
Ergonomics Association (2000):
Ergonomia to dziedzina naukowa zajmująca się wyjaśnianiem wzajemnego oddziaływania
pomiędzy ludźmi i innymi elementami systemu oraz profesja, w której wykorzystuje się
teorie, zasady, dane i metody do projektowania, w celu optymalizacji działania systemu jako
całości i dla dobra człowieka.
Ergonomics Society - Towarzystwo Ergonomiczne
Według Towarzystwa Ergonomicznego ang. The Ergonomics Society (2004):
Ergonomia to zastosowanie informacji naukowych dotyczących ludzi do projektowania
obiektów, systemów i środowiska na potrzeby człowieka.
Przedmiot i zadania ergonomii.
Etymologicznie słowo ergonomia wywodzi się z języka greckiego: ergon – praca i nomos –
prawa naturalne.
Ergonomia moŜe być określona jako interdyscyplinarna nauka, zajmująca się
przystosowaniem narzędzi, maszyn, środowiska i warunków pracy do autonomicznych
i psychofizjologicznych cech i moŜliwości człowieka zapewniając sprawne, wydajne
i bezpieczne wykonywanie przez niego pracy, przy stosunkowo niskim koszcie biologicznym.
Badania prowadzone zarówno na gruncie teorii, jak i praktyki jasno określiły cele ergonomii,
przedmiot jej badań oraz problematykę badawczą, przy czym występują trudności
w sprecyzowaniu metodologicznych zasad i kryteriów ergonomicznych w projektowaniu.
W ergonomii dominującym elementem jest człowiek. PowyŜsze załoŜenie stanowi podstawę
podziału dyscyplin składowych ergonomii na dwie grupy nauk:
dotyczących człowieka (społecznych i medycznych),
dotyczących techniki (technicznych i ekonomiczno – organizacyjnych).
Dyscypliny pierwszej grupy badają i przystosowują „element ludzki”, dyscypliny drugiej
badają i dostosowują „element techniczny”. Wspólnym ich celem jest zrównowaŜony stan
układu człowiek – maszyna i niezawodność jego funkcjonowania, a zasadą metodologiczną –
kompleksowość i komplementarność działań.
ś
adna z dyscyplin składowych nie jest całkowicie wyłączona z ergonomii. Ich integracja jest
tylko częściowa. Jest to cecha nauk kompleksowych, które nie wchłaniają bez reszty swoich
składowych dyscyplin, lecz pozostawiają im samodzielność. KaŜda dyscyplina mająca wnieść
naukowy wkład do realizacji celów i zadań ergonomii powinna być traktowana jako realny
32
i potencjalny jej partner, który moŜe zająć miejsce w obu grupach. Taki podział dyscyplin
ergonomii ma perspektywiczny, rozwojowy charakter, a nie statyczny, określony raz na
zawsze.
NajwaŜniejsze dyscypliny kształtujące dorobek współczesnej ergonomii to:
fizjologia pracy,
psychologia pracy,
antropologia,
organizacja pracy,
nauki techniczne,
medycyna pracy,
ochrona środowiska,
bionika,
pedagogika pracy,
socjologia pracy,
estetyka,
prawo ergonomiczne.
Często cel ergonomii określa się jako zapewnienie człowiekowi dobrego Ŝycia, zadowolenia,
poczucia bezpieczeństwa i komfortu psychicznego, jakiego moŜe on doznawać z chwilą
stworzenia mu optymalnych warunków do pracy, wypoczynku i w ogóle Ŝycia.
Ergonomia moŜe wiele uczynić dla poprawy jakości Ŝycia człowieka przez permanentne
i sterowane przez naukę stwarzanie najkorzystniejszych warunków do niezawodnego
funkcjonowania układu człowiek – technika dzięki obustronnemu przystosowaniu jego
elementów. Przy tak określonym celu zadania ergonomii moŜna najogólniej ująć w dwóch
punktach:
opracowanie planów i programów działań dla nauk technicznych, aby dostosować
technikę nie tylko do moŜliwości psychofizycznych człowieka, lecz takŜe do jego
potrzeb i oczekiwań,
opracowanie planów i programów działań dla nauk społecznych, aby przygotować
człowieka do roli nie tylko twórcy techniki (ergonomicznej), ale takŜe do roli
konsumenta, umiejącego z niej korzystać i doceniać jej wartości.
Konsekwentne wdraŜanie wyników badań ergonomicznych przy projektowaniu maszyn,
urządzeń i narzędzi oraz przy urządzaniu stanowisk pracy i kształtowaniu materialnego
ś
rodowiska pracy przynosi konkretne istotne efekty.
Do najwaŜniejszych moŜna zaliczyć:
zmniejszenie znaczenia róŜnic indywidualnych, tzn. im bardziej cechy maszyn,
urządzeń i narzędzi są przystosowane do przeciętnych moŜliwości człowieka, tym
większa jest liczba osób, mogących te maszyny obsługiwać i tym mniejsza jest
potrzeba badań selekcyjnych, eliminujących osoby o mniejszej sprawności fizycznej
i psychicznej,
zmniejszenie znaczenia czynnika szkolenia zawodowego, tzn. krótsze szkolenie
umoŜliwia osiągnięcie niezbędnej sprawności zawodowej,
zmniejszenie zmęczenia pracą,
zwiększenie wydajności pracy,
zapobieganie patologicznym skutkom wykonywania pracy, ograniczenie ilości chorób
zawodowych.
33
zmniejszenie liczby wypadów przy pracy – szacuje się, Ŝe około 85% wypadków
wiąŜe się z działalnością człowieka, a przede wszystkim z nieodpowiednim
zsynchronizowaniem maszyn z moŜliwościami psychofizycznymi człowieka.
Antropometria.
Wymiary antropometryczne
Do kształtowania stanowiska pracy pod kątem wygody uŜytkownika i funkcjonalności
projektowanych elementów niezbędna jest znajomość wymiarów człowieka, zwanych
wymiarami antropometrycznymi. Ich wykorzystanie umoŜliwia ustalenie wielkości
przestrzeni pracy, adekwatnych rozmiarów powierzchni pracy i jej wysokości, rozmiarów
siedzisk i urządzeń pracowniczych oraz optymalne rozmieszczenie wymienionych
elementów, urządzeń sygnalizacyjnych i sterowniczych względem siebie i względem
uŜytkownika.
W praktyce istnieje podstawowa trudność, wynikająca ze znacznego zróŜnicowania
wymiarów (i innych cech, jak siła) poszczególnych członków populacji. Jego podłoŜem moŜe
być pochodzenie etniczne, płeć, wzrost, rozwój, stadium wiekowe czy klasa społeczna
i zawodowa. Wspomniana trudność uniemoŜliwia zasadniczo stworzenie optymalnego
stanowiska pracy, którego ukształtowanie przestrzeni pokrywałoby się z potrzebami
wszystkich pracowników. Często w projektach uwzględnia się oczywiście regulowalność
pewnych elementów stanowiska pracy, która wyrównuje indywidualne róŜnice, jednakŜe
względy ekonomiczne i technologiczno-konstrukcyjne ograniczają moŜliwość pełnej
adaptacyjności parametrów stanowiska do pracownika.
Rozkład częstości cech antropometrycznych
Rozkład częstości cech antropometrycznych zwykle przybiera postać rozkładu Gaussa.
Dlatego teŜ w przypadku, gdy nie ma moŜliwości projektowania dla 100% populacji, zaleca
się w literaturze przyjęcie jako graniczne przy projektowaniu miejsca pracy, wartości cech
odpowiadające 5 i 95 centylowi. PoniewaŜ centyl jest punktem na skali ocen, poniŜej lub
powyŜej którego znajduje się określony procent przypadków, 5 centyl będzie wyznaczał
wartość cechy, która jest przekroczona minimum przez 5%, a maksimum przez 95%
populacji. Analogicznie wnioskując 95 centylowi będzie odpowiadała wartość cechy, którą
przekracza zaledwie 5%, a nie osiąga aŜ 95% populacji.
Przedział ufności 95% lub 90% (jedna lub dwie wartości progowe) będzie oznaczał, Ŝe
projekt stanowiska pracy będzie pomijał wymagania członków populacji o najmniejszych
i/lub największych wymiarach (branych przez projektanta pod uwagę). Tym samym odsetek
osób, dla których przestrzeń stanowiska pracy nie będzie dostosowana wyniesie
w przybliŜeniu odpowiednio 5% i 10%.
Rozmieszczenie.
Wiele spośród projektowanych stanowisk pracy wymaga podjęcia decyzji dotyczącej
lokalizacji duŜej liczby urządzeń, obsługiwanych później przez człowieka. Sposób lokalizacji
powinien zapewnić efektywne funkcjonowanie przyszłego systemu człowiek-maszyna.
Klasyczny przykład ergonomicznego zagadnienia rozmieszczenia opisywany między innymi
w podręczniku McCormicka (1976) to problem projektowania kokpitu samolotu. Jednym
z podzadań jest umieszczenie urządzeń sterowniczych które muszą być obsługiwane.
Ocena rozmieszczenia
34
Tradycyjnie jako podstawę do oceny rozmieszczenia urządzeń w układzie człowiek - praca
(człowiek-maszyna) stosuje się wiele róŜnych zasad i kryteriów. Na przykład Bonney
i Wiliams (1977) wymieniają: typ populacji uŜytkowników, komfort obsługi, bezpieczeństwo,
estetykę i modę, bliskość urządzeń dla ułatwienia obsługi, odpowiednią odległość urządzeń
w celu unikania pomyłek, rozłoŜenie pracy na odpowiednie kończyny, wymiary
antropometryczne oraz funkcjonalne zaleŜności obsługiwanych urządzeń.
Główne kierunki działania ergonomii.
Stan wdroŜeń ergonomii do praktyki jest jeszcze niezadowalający. Jednym ze źródeł
kłopotów, jakie przechodzi współczesna ergonomia jest brak dokładnego rozpoznania
między:
badaniami podstawowymi, badaniami stosowanymi i zastosowaniem ergonomii,
ergonomią korekcyjną i koncepcyjną,
ergonomię warunków pracy i ergonomią wyrobów.
Ergonomia korekcyjna zajmuje się analizą juŜ istniejących stanowisk pracy z punktu widzenia
ich dostosowania do psychofizycznych moŜliwości pracowników oraz formułowania zaleceń
mających na celu polepszenie warunków pracy, zmniejszenie istniejących obciąŜeń, a takŜe
poprawę wydajności i jakości pracy.
W praktyce podejście korekcyjne stanowi kontynuację i rozwinięcie funkcji specjalisty bhp,
lekarza higienisty czy racjonalizatora pracy, nadzorujących usuwanie stwierdzonych
niedomagań poprzez formułowanie odpowiednich zaleceń (poprawa parametrów środowiska
materialnego pracy, eliminacja nadmiernych obciąŜeń psychofizycznych, itp.).
Ergonomia koncepcyjna – jej celem jest takie zaprojektowanie narzędzia, urządzenia,
maszyny czy wreszcie całego obiektu przemysłowego, aby spełniał on wymagania ergonomii.
Badania prowadzone w ramach ergonomii koncepcyjnej mają charakter badań
podstawowych, dominuje w nich eksperyment. Badania te będą dominowały w przyszłości,
gdyŜ łatwiej (przy nowoczesnej technice) wprowadzić wymogi ergonomiczne do koncepcji
projektu niŜ korygować praktyczny rezultat projektowania nieergonomicznego. Oczywiście
oba kierunki badań muszą być ze sobą ściśle powiązane.
Badania prowadzone w ramach ergonomii wyrobów mają charakter zastosowań ergonomii.
Zastosowania te mogą być realizowane w procedurach korekcyjnych lub koncepcyjnych.
RównieŜ pojęcie ergonomii warunków pracy mieści się w zakresie zastosowań ergonomii.
Układ człowiek – praca – otocznie.
W celu prowadzenia rozwiązań ergonomicznych najlepiej uŜywać pojęcia układu człowiek -
praca jako najbardziej szeroko pojętego. Przedstawiony na rysunku układ jest typowym
układem cybernetycznym. Jego zadaniem jest wykonanie jakiejś pracy, przy czym względna
wartość obu stron tego układu (człowieka i maszyny) moŜe być bardzo róŜna.
Schemat pozwala bardzo dokładnie w zakresie problematyki ergonomicznej. MoŜemy na nim
wyróŜnić 4 grupy zagadnień:
odbiór informacji od maszyny do człowieka,
oddziaływanie człowieka na maszynę przez urządzenia sterujące,
czynniki materialnego środowiska pracy,
czynnik antropotechniczny i organizatorski na stanowisku roboczym.
35
Bezpośrednie powiązanie pomiędzy maszyną, a człowiekiem dotyczy jedynie dwóch
pierwszych grup zagadnień. Proces pracy charakteryzuje się tutaj występowaniem trzech faz:
fazy percepcji, określonej równieŜ mianem „wejścia do układu”. polega ona na
uzyskaniu przez pracownika informacji (bezpośrednia obserwacja procesu
produkcyjnego, odbiór informacji z urządzeń sygnalizacyjnych, kontrolnych,
pomiarowych). Uzyskiwanie za pomocą receptorów informacje przekazywane są do
centralnego układu nerwowego,
fazy pracy układu, w której dokonuje się transformacja uzyskanych informacji w
centralnym układzie nerwowym – ich przetwarzanie prowadzące następnie do
podjęcia jakiejś decyzji. Centralny układ nerwowy jest układem o wielu wejściach
zewnętrznych oraz wewnętrznych (pamięć, spostrzeŜenia, odczucia, stresy, itp.),
fazy sterowania – oddziaływanie na urządzenia sterujące.
W przedstawionym układzie występuje sprzęŜenie zwrotne między maszyną, a człowiekiem.
Treścią powiązań człowieka i maszyny w procesie pracy są procesy informacyjne oraz
procesy sterowania.
W dowolnym procesie pracy problem ergonomiczny sprowadza się do optymalnego
skojarzenia czynnika ludzkiego z maszyną. Ergonomia podejmuje się rozwiązywać
kompleksowo systemy: człowiek – maszyna, człowiek – praca.
+ schemat:
Wymuszone postawy ciała, a umiejscowienie występujących dolegliwości (wg R. Palucha).
36
Niewłaściwe postawy
Prawdopodobne miejsca dolegliwości
Stanie w jednym miejscu.
Podudzia,
stopy
(moŜliwe
Ŝ
ylaki
i puchnięcie) odcinek lędźwiowy i mięśnie
grzbietu.
Siedzenie bez podparcia grzbietu.
Mięśnie prostowniki grzbietu.
Siedzenie zbyt wysokie.
Kolana, łydki, drętwienie.
Siedzenie zbyt niskie.
Barki, szyja, region lędźwiowy.
Siedzenie bez podnóŜka.
Kolana, stopy, region lędźwiowy.
Tułów pochylony ku tyłowi.
Region lędźwiowy (degeneracja chrząstek
międzykręgowych).
Głowa nadmiernie pochylona.
Region
szyjny
(degeneracja
chrząstek
międzykręgowych).
Ramiona wygięte ku przodowi lub na boki,
czy ku górze.
Region szyjno – barkowy, staw ramienny,
ramię.
Nienaturalne chwyty ręki lub nienaturalne
trzymanie narzędzia.
Przedramię,
nadgarstek
(stany
zapalne
ś
cięgien).
KaŜda pozycja z przykurczem mięśni.
ZaangaŜowane mięśnie.
Model działań człowieka (krzywa homeostazy).
Krzywa homeostazy dzieli się na trzy charakterystyczne odcinki:
AB – oznacza szybki przyrost (wzrost) czynników zewnętrznych w wyniku zmieniających się
warunków zewnętrznych.
BC – odcinek najbardziej równoległy do osi OX – oznacza on stabilizację, moŜna powiedzieć,
Ŝ
e dla zmian czynników zewnętrznych występuje stosunkowo niewielka zmiana czynników
wewnętrznych – RÓWNOWAGA - pewne zmiany czynników zewnętrznych są przez
organizm tolerowane.
Zdolność adaptacji czynników środowiska zewnętrznego – odcinek ten określa równowagę
wewnątrzustrojową.
CD – duŜy wzrost wartości (nadmierna zmiana czynników zewnętrznych) wywołuje zmiany
(gwałtowne) w czynnikach wewnętrznych.
37
Model niezawodności człowieka.
Optymalnemu kosztowi fizjologicznemu, jaki ponosi wówczas organizm człowieka
odpowiadają wartości graniczne (górna i dolna) strefy jego niezawodności. Poza nią
występują strefy błędów dotyczące:
•
przeciąŜenia sensorycznego - powyŜej górnej granicy prawidłowego działania
człowieka (niezawodności),
•
głodu sensorycznego (deprywacji) - poniŜej dolnej granicy niezawodności człowieka.
Def: to stan świadomości uzyskany dzięki radykalnemu ograniczeniu dopływu
bodźców zewnętrznych do wszystkich zmysłów człowieka.
Granice tych stref są labilne, zaleŜne od:
•
zdolności adaptacyjnych człowieka do zakłóceń wywołanych zarówno czynnikami
wewnętrznymi jak i zewnętrznymi,
•
dynamiki i rozciągłości krzywej uczenia się,
•
rodzaju i ilości pracy,
•
moŜliwości do mobilizacji sił w sytuacjach trudnych,
•
rodzaju i przebiegu zmęczenia,
•
motywacji, postawy moralnej,
•
cech osobniczych (temperament, charakter, stan psychiczny itd.).
Czynniki wpływające na bezpieczeństwo pracy.
38
Sposób dochodzenia do wypadku.
Zasady Heinricha – aksjomaty prewencji wypadkowej.
Zasady Heinricha zwane aksjomatami prewencji wypadkowej brzmią następująco:
39
1.
Pojawienie się wypadku wynika z łańcucha przyczynowego zdarzeń, z których ostatnim
jest wypadek. Wypadek jest powodowany przez niebezpieczne zachowanie się człowieka
i/lub przez działanie mechaniczne urządzenia lub czynnik środowiska pracy.
2.
Większość wypadków jest powodowana przez niebezpieczne zachowania.
3.
Wystąpienie wypadku połączonego z powaŜnym zranieniem poprzedza przeciętnie 300
wydarzeń niebezpiecznych (bezurazowych).
4.
Wielkość szkody powodowanej przez wypadek jest losowa i trudna do przewidzenia
natomiast wystąpieniu samego wypadku moŜna zapobiec.
5.
Rozpoznanie motywów i przyczyn podejmowania niebezpiecznych zachowań dalej
podstawy do działań prewencyjnych.
6.
Są cztery główne metody zapobiegania wypadkom: odpowiednie projektowanie i kontrola
maszyn i wyposaŜenia, uświadamiająca działalność wśród personelu, dostosowanie
pracowników (dobór i szkolenia) oraz dyscyplina pracy.
7.
Metody, które są najbardziej efektywne w prewencji wypadkowej są analogiczne
z metodami kontroli jakości, kosztów i wydajności pracy.
8.
Zarządzanie daje najlepszą okazję do prowadzania prewencji wypadkowej i na nim
spoczywa cała odpowiedzialność za wypadki.
9.
PrzełoŜony jest kluczową postacią w prewencji wypadkowej. On bezpośrednio kontroluje
zachowanie pracownika.
10.
Humanitarne aspekty prewencji wypadkowej są uzupełniane przez czynniki ekonomiczne:
a.
bezpieczne warunki pracy są efektywne ekonomicznie,
b.
koszty bezpośrednie, które ponosi pracodawca w związku z wypadkami
(leczenie i odszkodowania) stanowią tylko około 20% łącznych kosztów, które
musi on ponieść w związku z wypadkiem.