Na czym polega praca mięśni?

 

Mięśnie poprzecznie prążkowane (szkieletowe) są zbudowane z cienkich, długich komórek zwanych włóknami mięśniowymi (od 1 mm do kilkunastu cm). Te z kolei składają się z kurczliwych włókienek mięśniowych. Pod odpowiednio dużym powiększeniem jest widoczne poprzecznie prążkowanie włókienek mięśniowych (jasne i ciemne prążki ułożone na przemian).

Mięśnie kurczą się w wyniku pobudzenia biegnącego od nerwu obwodowego. Impuls nerwowy powoduje przesunięcie się włókienek względem siebie w taki sposób, aby nastąpiło skrócenie mięśnia. Wszelki ruch mięśni szkieletowych jest odpowiedzią na polecenie układu nerwowego.

Kurczący się mięsień przemieszcza kość, do której jest przymocowany, i w ten sposób powoduje jej ruch. Siła ruchu zależy od tego, jak dużo włókien kurcze się naraz i jest wprost proporcjonalna do powierzchni przekroju poprzecznego mięśnia.

Praca mięśni polega więc na kurczeniu się i rozkurczaniu. Substancje energetyczne wykorzystywane podczas pracy mięśni pochodzą z różnych źródeł. Zależy to od czasu trwania wysiłku oraz jego intensywności. Źródłem energii niezbędnej do pracy mięśni jest pochodząca z krwi glukoza. W razie długo trwałego wysiłku fizycznego wykorzystywane są tzw. Rezerwy: glikogen mięśniowy, glikogen magazynowany w wątrobie oraz kwasy tłuszczowe zgromadzone w tkance tłuszczowej. Do spalania substancji energetycznych potrzebna jest odpowiednia ilość tlenu. Przy niedoborze tlenu w mięśniach gromadzi się kwas mlekowy. Nadmierne gromadzenie się kwasu mlekowego prowadzi do zakwaszenia mięśni, czego konsekwencją jest ból i zmęczenie mięśni.

Mięśnie wykonują dwa rodzaje pracy:

• dynamiczną (dochodzi do zmiany długości mięśni i przemieszczania kości względem siebie, np. podczas ruchu);

• statyczną (nie następuje przemieszczenie kości względem siebie, lecz zmienia się jedynie napięcie mięśni, np. podczas siedzenia i stania).

Mięśnie nie pracujące ulegają zanikowi. Daje się to zauważyć na przykład po zdjęciu gipsu z nogi unieruchomionej przez dłuższy czas (6-8 tygodni). Jest wówczas wyraźnie cieńsza. Rehabilitacja, ćwiczenia fizyczne powodują przywrócenie mięśniom wcześniejszej sprawności.

Zasady ergonomii w optymalizacji czynności roboczych

Każda praca (czynność robocza) stanowi dla wykonującego ją człowieka źródło obciążenia biologicznego, wpływa bowiem na zmiany czynnościowe w poszczególnych układach i w całym organizmie ludzkim.

Klasyfikacja postaci pracy według rodzaju obciążenia występującego podczas wykonywania pracy (kryterium fizjologiczne):

• obciążenie fizyczne - spowodowane pracą mięśniową,

• obciążenia psychiczne - będące wynikiem zaangażowania uwagi i procesów myślowych oraz nerwowe - wynikające z samej pracy lub psychicznych i materialnych warunków pracy.

Każda praca kwalifikowana jako fizyczna, tzn. wykonywana przy pomocy mięśni, zawsze zawiera elementy pracy umysłowej, ponieważ każda czynność świadoma wymaga zaangażowania ośrodkowego układu nerwowego. Podobnie przy pracy umysłowej występują pewne czynności mięśniowe.

Ze względu na procesy zachodzące w efektorach, pracę fizyczną różnicuje się na:

• statyczną, gdy występuje jedynie napięcie mięśni bez ich ruchu,

• dynamiczną, kiedy mięśnie wykonują ruch (kurczenie i rozciąganie).

Ciekawostką jest, że przy jednakowym wydatku energetycznym bardziej uciążliwa staje się praca statyczna i dynamiczna, bowiem podczas pracy statycznej zmęczenie dużo szybciej osiąga stopień końcowy. Pojawia się już przy napięciu mięśni równym 5% siły maksymalnej, a swą wartość maksymalną osiąga przy napięciu jej 1/3 siły maksymalnej.

Dynamiczna praca fizyczna

Wysiłek przebiega w warunkach ruchu, w związku z przemieszczaniem ciała ludzkiego lub jego części w przestrzeni i zachodzi przy udziale skurczów mięśni. Wpływa on na szereg aspektów biologicznych funkcjonowania ciała ludzkiego (m.in. wywołanie hamowania wydzielania soków trawiennych, zmniejszenie ilości wody ustrojowej).

Ocena obciążenia dynamiczną pracą fizyczną obejmuje:

• Obciążenie rąk i nóg:

Kryterium obciążenia rąk i nóg stanowi wartość wysiłku fizycznego (w KG) potrzebnego do poruszania odpowiednich urządzeń sterowniczych. Wartości te zamierzone (dla prototypu) lub założone przez konstruktora (ocena dokumentacji) należy porównać z wartościami optymalnymi określonymi w zależności od ustalonej populacji użytkowników, rodzaju ruchów oraz ich częstości.

• Obciążenie innych części ciała:

Powodowane jest ono przeważnie niewłaściwym rozmieszczeniem urządzeń sterowniczych, co zmusza do pracy w niewygodnej pozycji, nadmiernych skłonów, wychyleń itp. Jest to często wynikiem źle zaprojektowanej przestrzeni roboczej.

Energetyczne kryteria oceny stopnia ciężkości pracy fizycznej.

Wydatek energetyczny często jest stosowany jako energetyczne kryteria ciężkości pracy fizycznej. Do oceny ciężkości pracy wykorzystywana jest wielkość wydatku energetycznego w ciągu zmiany roboczej.

Najmniejszym wydatkiem energetycznym cechują się prace wykonywane w pozycji siedzącej, np. prace biurowe. Przykładem prac średnio ciężkich może być obsługa maszyn i urządzeń oraz prace montażowe. Prace ciężkie i bardzo ciężkie to takie, które wymagają dźwigania ciężarów (np. załadunek towarów) lub używania ciężkich narzędzi (łopata, kilof).

Prace lekiie to takie, które pochłaniają mniej już 8kJ/min, średnie 8-20kJ/min, ciężkie 25-50kJ/min, Maksymalny poziom wydatku energetycznego dla kobiet wynosi 5000kJ w ciągu zmiany roboczej, natomiast dla mężczyzn nie ma takiej granicy, ale przyjmuje się, że WE nie powinien powyżej 8400kJ to praca bardzo ciężka.

Do najprostszych metod oznaczania wydatku energetycznego należą m.in. :

• metoda chronometrażowo-tabelaryczna

metoda gazometryczna
metoda telemetryczna

Praca statyczna

Jest jednym z dwóch rodzajów pracy jaką mogą wykonywać nasze mięśnie. Występuje gdy na zewnątrz nie można zaobserwować żadnego ruchu, a mimo tego mięśnie pozostają w stałym napięciu np. podczas stania, siedzenia, czy podpierania. Nie stanowi ona zatem pracy mechanicznej, jednak często może powodować duże obciążenie dla organizmu człowieka (np. podczas długotrwałego stania wzrasta ciśnienie hydrostatyczne nóg, co sprzyja obrzękom i bardzo często prowadzi do powstawania żylaków).

W rezultacie pracy statycznej tkanka mięśniowa otrzymuje mniej tlenu i ma mniejsze zdolności do pracy, a regenerować musi się dłużej niż w przypadku pracy dynamicznej.

Ważną cechą pracy statycznej jest to, że pomimo swojej uciążliwości powoduje ona stosunkowo małe zużycie energii, dlatego jej koszt fizjologiczny nie może być mierzony w kaloriach. Pomimo małego zapotrzebowania energetycznego w mięśniu pracującym w takich warunkach powstają idealne warunki do powstania wspomnianego już długu tlenowego. Jego następstwem jest poczucie dyskomfortu i osłabienia mięśniu, co w dłuższym okresie czasu prowadzi do zmęczenia. Dlatego we wszystkich możliwych sytuacjach zawodowych powinno dążyć się do zmniejszenia udziału pracy statycznej, nawet kosztem wzrostu udziału pracy dynamicznej i zużycia energii.

Obciążenia pracą statyczna

Aby ustrzec się przed negatywnymi skutkami pracy statycznej, możemy ocenić jej obciążenie. Potrzebne do tego są następujące czynniki:

- rodzaj przyjętej postawy ciała w trakcie wykonywanych czynności
- stopień wymuszenia zajmowanej pozycji i pochylenia ciała
- możliwość zmiany przyjętej pozycji ciała
- położenie kończyn i ich czynności ruchowe
- chronometraż czasu pracy pracownika (rejestrowanie czasu trwania i tempa pracy)

Prace powtarzalne i obciążenia z nich wynikające

Wykonywanie prac powtarzalnych (monotypowych) również sprzyja rozwojowi zmęczenia. Czynność, która nie pochłania praktycznie żadnej energii, może być mocno męcząca, jeżeli będziemy ją powtarzać przez dłuższy okres czasu. Właśnie powtarzalność (częste skurcze mięśni) sprawia, że w miejscu pracy czynność typu skręcanie, chwytanie, naciskanie stanowi większy czynnik ryzyka. Aby minimalizować skutki wykonywania pracy monotypowej korzystne znaczenie dla pracownika mogą mieć krótkie, ale częste przerwy w pracy, w czasie których są podejmowane czynności odmienne od wykonywanych w pracy.

Do oceny monotypowości ruchów roboczych używamy metody szacunkowej. W tego typu pracy biorą udział tylko niektóre mięśnie. Występuje więc stan miejscowego zmęczenia, dając efekt uciążliwości pracy.

W analizie bierzemy pod uwagę: stopień ograniczenia ruchowego, liczbę powtórzeń, wielkość rozwijanych sił przez mięśnie w trakcie pracy. W ocenie również używa się skali trzystopniowej.

Trzeba zaznaczyć, że praca ręczna i czynności powtarzalne nie tylko powodują zmęczenie i obniżenie wydajności pracy, ale prowadzą także do wielu chorób, z których najpowszechniejsze są schorzenia układu mięsniowo-szkieletowego.

Statystyka w Europie:

30% - pracowników skarży się na bóle kręgosłupa (w sumie 44 mln osób!)
17% - skarży się na bóle mięsni kończyn górnych i dolnych
45% - zgłasza, że pracuje w bolesnych lub męczących pozycjach ciała
33% - od tylu wymaga się, aby podnosili ciężkie przedmioty

7% - zgłasza, że musi wykonywać krótkie czynności powtarzalne
57% - ich praca polega na powtarzających się ruchach rąk i ramion

Najbardziej na schorzenia narażeni są pracownicy bardzo wysoko wykwalifikowani lub niewykwalifikowani wykonujący prace ręczne

1

---