Franciszek Rosiek
Instytut Górnictwa
Politechniki Wrocławskiej

Oddziaływanie

środowiska

termicznego na

organizm człowieka

Fizjologia I

Oddziaływanie środowiska termicznego na organizm

człowieka

Fizjologia, higiena i medycyna pracy oraz ich udział w

kształtowaniu warunków pracy

Oddziaływanie środowiska termicznego na organizm

człowieka

Fizjologia, higiena i medycyna pracy oraz ich udział w

kształtowaniu warunków pracy

Fizjolodzy zajmują się głównie badaniem mechanizmów

adaptacji organizmu człowieka w następujących sytuacjach:

 deficytu energetycznego spowodowanego np. głodem

 nadmiaru energetycznego spowodowanego np. otyłością

 zaburzeniami w gospodarce wodno-elektrolitowej

 wysiłkami fizycznymi i bezczynnością ruchową

 zmianami środowiska gazowego i termicznego.

Oprócz mierzalnych czynników fizycznych, mających wpływ na

organizm człowieka, fizjologia zajmuje się również jego sferą

emocjonalną (stresem).

Z fizjologii wyłoniła się fizjologia pracy, która bada wpływ

wysiłku i czynników środowiska pracy na organizm człowieka.

Oddziaływanie środowiska termicznego na organizm

człowieka

Fizjologia, higiena i medycyna pracy oraz ich udział w

kształtowaniu warunków pracy

Oddziaływanie środowiska termicznego na organizm

człowieka

Fizjologia, higiena i medycyna pracy oraz ich udział w

kształtowaniu warunków pracy

Pomiar sprawności adaptacyjnej organizmu jest podstawowym

kryterium w ocenie zdolności człowieka do wykonywania pracy

zawodowej i czynności życia codziennego.
Zdolność organizmu do zwiększonego wysiłku fizycznego wzrasta

pod wpływem treningu, czyli powtarzających się wysiłków

fizycznych. Prowadzi to do zmian ultrastrukturalnych,

morfologicznych, biochemicznych i czynnościowych organizmu.
Zmiany te, rozwijające się w toku treningu i pod jego wpływem mają

charakter adaptacyjny.
Podczas wysiłków fizycznych wzrasta zapotrzebowanie mięśni na

tlen i materiały energetyczne oraz zwiększa się wytwarzanie

metabolitów i ciepła w organizmie. Procesy te można określić

mianem obciążenia fizjologicznego.

Oddziaływanie środowiska termicznego na organizm

człowieka

Fizjologia, higiena i medycyna pracy oraz ich udział w

kształtowaniu warunków pracy

Wielkość obciążenia fizjologicznego podczas wysiłków fizycznych

zależy nie tylko od cech samego wysiłku, jego intensywności i czasu

trwania oraz odpowiadających im wymienionych wyżej

fizjologicznych wykładników obciążenia zewnętrznego, lecz także od

stanu czynnościowego organizmu.

Na stan ten składa się wspomniana morfologiczna,

ultrastrukturalna, biochemiczna i fizjologiczna charakterystyka

ustroju. Charakterystykę tę zmienia trening fizyczny. Dzięki temu

obciążenie fizjologiczne podczas identycznego wysiłku fizycznego

po treningu może być mniejsze, niż było przed treningiem.

Redukcja tego obciążenia jest wskaźnikiem rozwijającego się stanu

wytrenowania.

Wywoływane przez trening zmiany w organizmie zwiększają ponadto

zakres obciążeń wysiłkowych, jakim może on sprostać. Na tym polega

adaptacyjny charakter zmian wywoływanych w organizmie przez

trening. Ma to również istotne znaczenie przy wykonywaniu pracy

zawodowej.

Oddziaływanie środowiska termicznego na organizm

człowieka

Fizjologia, higiena i medycyna pracy oraz ich udział w

kształtowaniu warunków pracy

Oddziaływanie środowiska termicznego na organizm

człowieka

Fizjologia, higiena i medycyna pracy oraz ich udział w

kształtowaniu warunków pracy

Zdolność do wysiłku zwiększa się pod

Zdolność do wysiłku zwiększa się pod

wpływem treningu dzięki zwiększeniu:

wpływem treningu dzięki zwiększeniu:

• sprawności aparatu ruchowego i siły

mięśniowej

• zdolności pokrywania zapotrzebowania

pracujących mięśni na tlen i substraty
energetyczne

Oddziaływanie środowiska termicznego na organizm

człowieka

Fizjologia, higiena i medycyna pracy oraz ich udział w

kształtowaniu warunków pracy

Oddziaływanie środowiska termicznego na organizm

człowieka

Fizjologia, higiena i medycyna pracy oraz ich udział w

kształtowaniu warunków pracy

Pojęcie higieny jest nierozłącznie związane z pojęciem zdrowia. Nazwa

„higiena” wywodzi się prawdopodobnie od greckiego hygieinos - zdrowy.

Zachowanie zdrowia powinno zawsze stanowić cel nadrzędny we wszystkich

działaniach w dziedzinie higieny, w tym także fizjologii i higieny pracy. W

tym miejscu przywołajmy definicję zdrowia według WHO.

Zdrowie, to według definicji Światowej Organizacji Zdrowia

(WHO), stan pełnej harmonii trzech dobrostanów: fizycznego,

psychicznego i społecznego

Definicja ta najpełniej określa warunki niezbędne do zachowania zdrowia.

Brak chociaż jednego z wymienionych w niej elementów (dobrostanów)

może powodować upośledzenie zdrowia. Sytuacje takie zdarzają się w

miejscu pracy, gdzie dochodzi najczęściej do zaburzeń dobrostanu

fizycznego, co również może prowadzić do stanów kończących się chorobą.

Oddziaływanie środowiska termicznego na organizm

człowieka

Fizjologia, higiena i medycyna pracy oraz ich udział w

kształtowaniu warunków pracy

Utrzymanie właściwego dobrostanu fizycznego związane

jest więc z zapewnieniem pracownikowi takich warunków

pracy, które nie zakłócą naturalnych (fizjologicznych)

procesów życiowych przebiegających w ustroju i tym

samym zapewniają utrzymanie jego homeostazy.

Homeostaza to przede wszystkim utrzymanie

stałości składu, objętości, ciśnienia osmotycznego,

pH i temperatury wewnątrz ustroju człowieka na

stałym poziomie warunkującym prawidłowe

funkcjonowanie organizmu

Oddziaływanie środowiska termicznego na organizm

człowieka

Fizjologia, higiena i medycyna pracy oraz ich udział w

kształtowaniu warunków pracy

Oddziaływanie środowiska termicznego na organizm

człowieka

Fizjologia, higiena i medycyna pracy oraz ich udział w

kształtowaniu warunków pracy

Oddziaływanie środowiska termicznego na organizm

człowieka

Fizjologia, higiena i medycyna pracy oraz ich udział w

kształtowaniu warunków pracy

Przykład. Właściwy poziom glukozy we krwi, podstawowego składnika
energetycznego, regulowany jest wydzielaniem przez trzustkę insuliny i
glukagonu.

Glukagon powoduje zwiększenie, a insulina obniżenie poziomu cukru we krwi.

Oddziaływanie środowiska termicznego na organizm

człowieka

Fizjologia, higiena i medycyna pracy oraz ich udział w

kształtowaniu warunków pracy

Głównym koordynatorem całego procesu

homeostazy jest niewielki obszar międzymózgowia,

zwany podwzgórzem.

Podwzgórze sprawuje kontrolę za pośrednictwem

dwóch systemów:

 autonomicznego układu nerwowego

 układu wydalania wewnętrznego (hormonalnego),

który wykorzystuje hormony jako chemiczne

nośniki informacji.

Oddziaływanie środowiska termicznego na organizm

człowieka

Fizjologia, higiena i medycyna pracy oraz ich udział w

kształtowaniu warunków pracy

Autonomiczny układ nerwowy jest częścią układu nerwowego,

reagującą w sposób automatyczny. Reakcje autonomicznego układu

nerwowego są bardzo szybkie, a do jego zadań należy stała kontrola

pracy wielu organów wewnętrznych, takich jak serce, naczynia

krwionośne czy jelita.

Autonomiczny układ nerwowy składa się z dwóch części:

- układu współczulnego

- układu przywspółczulnego

Układy te w niektórych narządach działają antagonistycznie, np.

układ współczulny zwiększa częstość skurczów serca, a układ

przywspółczulny ją zmniejsza.

Oddziaływanie środowiska termicznego na organizm

człowieka

Fizjologia, higiena i medycyna pracy oraz ich udział w

kształtowaniu warunków pracy

W celu utrzymania tej niezwykle precyzyjnej kontroli, obydwa

układy działają na zasadzie sprzężenia zwrotnego.

Na przykład, jeżeli organizm nagle znajdzie się pod wpływem stresu, do

podwzgórza docierają impulsy nerwowe z innych części ciała i mózgu.

Z kolei podwzgórze, za pośrednictwem dróg nerwowych

współczulnego układu nerwowego, wysyła impulsy powodujące

szybszą pracę serca i rozszerzenie naczyń krwionośnych. To

zwiększa napływ krwi do mięśni kończyn górnych i dolnych oraz

przygotowuje organizm do wysiłku fizycznego.

Oddziaływanie środowiska termicznego na organizm

człowieka

Fizjologia, higiena i medycyna pracy oraz ich udział w

kształtowaniu warunków pracy

Oddziaływanie środowiska termicznego na organizm

człowieka

Fizjologia, higiena i medycyna pracy oraz ich udział w

kształtowaniu warunków pracy

Podwzgórze kontroluje pobór, przepływ i wydalanie wody, a

specjalne receptory podwzgórza wyczuwają zagęszczenie się i

rozrzedzenie krwi.

Gdy zawartość wody we krwi spada, podwzgórze wysyła

informacje do znajdującej się tuż pod nim przysadki mózgowej.

Ten niewielki gruczoł o rozmiarach groszku czuwa nad przebiegiem

wielu reakcji hormonalnych.

Przysadka uwalnia hormon zwany wazopresyną lub ADH (hormon

antydiuretyczny), który wraz z krwią dostaje się do nerek. Tu

wpływa na mechanizm filtracji krwi w taki sposób, że zmniejsza

ilość wody, która przedostaje się do moczu. Następuje zatrzymanie

wody we krwi.

Jednocześnie uruchamia się ośrodek pragnienia w podwzgórzu,

powodując większe spożycie płynów i zwiększenie poziomu wody

w organizmie.

Oddziaływanie środowiska termicznego na organizm

człowieka

Fizjologia, higiena i medycyna pracy oraz ich udział w

kształtowaniu warunków pracy

Homeostaza obejmuje także mechanizmy związane z

kontrolą ciepłoty ciała

Przy wzroście temperatury ciała podwzgórze, za pośrednictwem

autonomicznego układu nerwowego, wysyła informacje do

gruczołów potowych znajdujących się w skórze.

Powoduje to wydzielanie się na powierzchnię skóry potu i jego

parowanie, a w efekcie ochładzanie organizmu.

Podwzgórze za pośrednictwem autonomicznego układu

nerwowego steruje także procesem rozszerzania i kurczenia

naczyń krwionośnych, co ma pośrednio wpływ na przepływ krwi

przez skórę, jej temperaturę i wymianę ciepła z otoczeniem.

Oddziaływanie środowiska termicznego na organizm

człowieka

Fizjologia, higiena i medycyna pracy oraz ich udział w

kształtowaniu warunków pracy

Oddziaływanie środowiska termicznego na organizm

człowieka

Fizjologia, higiena i medycyna pracy oraz ich udział w

kształtowaniu warunków pracy

Oddziaływanie środowiska termicznego na organizm

człowieka

Fizjologia, higiena i medycyna pracy oraz ich udział w

kształtowaniu warunków pracy

Fizjologia wysiłku fizycznego

W specjalnościach inżynierskich, szczególnie przy projektowaniu maszyn,

urządzeń, a także całych stanowisk pracy, duże znaczenie mają te aspekty

fizjologii człowieka, które związane są z pracą, zarówno dynamiczną, jak i

statyczną.

Oddziaływanie środowiska termicznego na organizm

człowieka

Fizjologia, higiena i medycyna pracy oraz ich udział w

kształtowaniu warunków pracy

Wyróżnia się trzy typy mięśni:

 Do pierwszego zaliczane są mięśnie szkieletowe

(tzw. poprzecznie prążkowane), znajdujące się

pod kontrolą mózgu. Ich działanie zależy od

naszej woli. Współdziałając z kośćmi i ścięgnami

odpowiadają za określone ruchy ciała, np.

uśmiech i wbieganie po schodach.

 Drugi typ to mięśnie gładkie (tak wyglądają pod

mikroskopem - stąd ta nazwa), związane z

niezależnymi od woli czynnościami narządów

wewnętrznych, takimi jak ruchy jelita czy

pęcherza.

 Trzeci typ to mięsień sercowy, z którego

zbudowane jest serce.

Oddziaływanie środowiska termicznego na organizm

człowieka

Fizjologia, higiena i medycyna pracy oraz ich udział w

kształtowaniu warunków pracy

Oddziaływanie środowiska termicznego na organizm

człowieka

Fizjologia, higiena i medycyna pracy oraz ich udział w

kształtowaniu warunków pracy

Z układem ruchowym człowieka związane

jest pojęcie wydolności fizycznej.

Oddziaływanie środowiska termicznego na organizm

człowieka

Fizjologia, higiena i medycyna pracy oraz ich udział w

kształtowaniu warunków pracy

Wydolność fizyczna organizmu człowieka jest związana ze zmęczeniem,

czyli zmniejszeniem zdolności do pracy spowodowanym przez wysiłek

Oddziaływanie środowiska termicznego na organizm

człowieka

Fizjologia, higiena i medycyna pracy oraz ich udział w

kształtowaniu warunków pracy

Zmęczenie może przejść w stan przewlekły

Oddziaływanie środowiska termicznego na organizm

człowieka

Fizjologia, higiena i medycyna pracy oraz ich udział w

kształtowaniu warunków pracy

Taka sytuacja jest bardzo niebezpieczna dla zdrowia.

Procesy fizjologiczne zostają wówczas zaburzone, gdyż

przestają działać mechanizmy je kontrolujące.

Dotyczy to głównie układu nerwowego

Oddziaływanie środowiska termicznego na organizm

człowieka

Fizjologia, higiena i medycyna pracy oraz ich udział w

kształtowaniu warunków pracy

Oddziaływanie środowiska termicznego na organizm

człowieka

Fizjologia, higiena i medycyna pracy oraz ich udział w

kształtowaniu warunków pracy

Układ nerwowy jest zaangażowany przez cały czas wykonywania

przez nas czynności, w tym także bierze udział w zarządzaniu

ruchem. Jego elementami są neurony, które wychwytują sygnały z

różnych części organizmu lub otoczenia, analizując

zapoczątkowują jakąś czynność (np. skurcz mięśni).

Układ nerwowy składa się z dwóch zależnych od siebie części:

 centralnego,

 obwodowego.

Obwodowy układ nerwowy składa się z:

 systemu somatycznego

 układu autonomicznego.

Oddziaływanie środowiska termicznego na organizm

człowieka

Fizjologia, higiena i medycyna pracy oraz ich udział w

kształtowaniu warunków pracy

Układ somatyczny spełnia podwójną funkcję:

 zbiera informacje z narządów zmysłu organizmu i

przekazuje je do centralnego układu nerwowego.

 przesyła sygnały od centralnego układu

nerwowego do mięśni w odpowiedzi na otrzymane

informacje, inicjując w ten sposób ruch.

Obwodowy układ nerwowy przekazuje tylko

informacje ruchowe i czuciowe pomiędzy

centralnym układem nerwowym a mięśniami,

gruczołami i narządami zmysłów, nie odgrywając

żadnej roli w analizowaniu sygnałów czuciowych

czy też inicjowaniu sygnałów ruchowych.

Oddziaływanie środowiska termicznego na organizm

człowieka

Fizjologia, higiena i medycyna pracy oraz ich udział w

kształtowaniu warunków pracy

Za czynności te odpowiada centralny układ

nerwowy składający się z mózgu i rdzenia

kręgowego.

Odbiera on sygnały z receptorów i narządów

czuciowych organizmu, analizuje i

przekazuje je poprzez włókna ruchowe do

mięśni i gruczołów.

Oddziaływanie środowiska termicznego na organizm

człowieka

Fizjologia, higiena i medycyna pracy oraz ich udział w

kształtowaniu warunków pracy

Zarządzanie i kontrolowanie naszych ruchów

przez mózg i układ nerwowy nie zostaną

wykonane prawidłowo, jeśli nasze mięśnie nie

będą sprawne.

Mięśnie są tkanką, której funkcjonowanie

zależy od dostarczania w odpowiednich

ilościach przenoszonych przez krew

składników odżywczych oraz tlenu.

W czasie pracy mięśni pojawiają się produkty

przemiany materii, które także usuwa układ

krwionośny.

Oddziaływanie środowiska termicznego na organizm

człowieka

Fizjologia, higiena i medycyna pracy oraz ich udział w

kształtowaniu warunków pracy

Udział higieny w kształtowaniu warunków pracy

Oprócz aspektów fizjologicznych w ocenie ergonomicznej ważną rolę odgrywają

czynniki higieniczne, w tym szczególnie higiena i medycyna pracy

Oddziaływanie środowiska termicznego na organizm

człowieka

Fizjologia, higiena i medycyna pracy oraz ich udział w

kształtowaniu warunków pracy

Higiena pracy zajmuje się badaniem wpływu

czynników środowiska pracy na zdrowie

zatrudnionych.

Środowisko pracy jest pojęciem bardzo szerokim i

obejmuje praktycznie wszystkie branże zawodowe.

W zależności od charakteru stanowiska pracy mamy

do czynienia z różnego typu zagrożeniami.

W ocenie zagrożenia zdrowia na stanowisku pracy

można mówić o występowaniu czynników (np.

fizycznych, chemicznych, biologicznych)

niebezpiecznych, szkodliwych i uciążliwych.

Oddziaływanie środowiska termicznego na organizm

człowieka

Fizjologia, higiena i medycyna pracy oraz ich udział w

kształtowaniu warunków pracy

Do czynników fizycznych należą:

 zagrożenia pyłami

 zagrożenia hałasem

 zagrożenia wibracją

 zagrożenia mikroklimatem gorącym

 zagrożenia mikroklimatem zimnym

 zagrożenia promieniowaniem podczerwonym

 zagrożenia promieniowaniem nadfioletowym

 zagrożenia promieniowaniem laserowym

 pole magnetyczne stałe, pole elektryczne i magnetyczne o

częstotliwości przemysłowej, pole elektromagnetyczne z zakresu

1 kHz - 300 GHz

 zagrożenia nieprawidłowym oświetleniem.

Oddziaływanie środowiska termicznego na organizm

człowieka

Fizjologia, higiena i medycyna pracy oraz ich udział w

kształtowaniu warunków pracy

W ocenie powyższych zagrożeń należy zwrócić uwagę na

ustalenia zawarte w rozporządzeniu ministra zdrowia i

opieki społecznej z dnia 9 lipca 1996 r. w sprawie badań i

pomiarów czynników szkodliwych dla zdrowia w

środowisku pracy (Dz. U nr 86, poz. 394), w którym

podane są zasady i częstotliwość badań wykonywanych w

zakładach pracy.

Oddziaływanie środowiska termicznego na organizm

człowieka

Fizjologia, higiena i medycyna pracy oraz ich udział w

kształtowaniu warunków pracy

Istotną rolę w ocenie obciążeń i zagrożeń dla zdrowia

pracownika występujących na stanowisku pracy

odgrywa także analiza charakteru wykonywanej

pracy.

Bierze się w niej pod uwagę obciążenie fizyczne

(dynamiczne, statyczne, monotypię ruchów) i ocenia

jego poziom.

Przy obciążeniu dynamicznym podaje się również

wartość wydatku energetycznego netto na zmianę

roboczą. Oprócz tego dokonuje się oceny obciążenia

psychicznego, uwzględniając przeciążenie,

niedociążenie oraz monotonię w czasie wykonywanej

pracy.

Oddziaływanie środowiska termicznego na organizm

człowieka

Fizjologia, higiena i medycyna pracy oraz ich udział w

kształtowaniu warunków pracy