Biomechanika jest nauką o wewnętrznych i zewnętrznych siłach działających na ciało ludzkie i ich skutkach. Biomechanika ułatwia zrozumienie normalnego funkcjonowania organizmu oraz pozwala przewidzieć zmiany w przypadku sztucznej interwencji.
Wyróżniamy cztery kierunki w biomechanice:
> Biomechanikę inżynierską.
> Biomechanikę medyczną i rehabilitacyjną (kliniczną)
> Biomechanikę sportu.
> Biomechanikę pracy (ergonomię).
Proces formułowania modelu w biomechanice składa się z etapów:
> modelowania,
> eksperymentu,
> estymacji,
> weryfikacji.
Model biomechaniczny charakteryzuje się cechami: s jest pewnym uproszczeniem, idea I izacją rzeczywistości, -/ jest zbieżny z rzeczywistością w sensie pewnego kryterium, ^jest na tyle prosty, że możliwa jest jego analiza dostępnymi
metodami obliczeniowymi, s jego analiza dostarcza nam informacji o obiekcje badań.
Ergonomia - dyscyplina naukowa i działalność praktyczna zmierzająca do zaprojektowania takiego obiektu technicznego (stanowiska pracy), aby był on: produktywny i bezpieczny, łatwy do obsługi i serwisowania, estetyczny, wygodny i przyjemny w użyciu.
Cel ergonomii - dopasowanie obiektu (stanowiska pracy) do potrzeb i ograniczeń użytkownika w aspekcie technicznym, organizacyjnym i ekonomicznym oraz marketingowym.
Stanowisko pracy - maszyny, urządzenia, oprogramowanie, artykuły konsumenckie, organizacje i usługi.
Aspekt techniczny - zaprojektowanie łatwego w obsłudze, estetycznego, wygodnego i przyjemnego stanowiska pracy.
Aspekt organizacyjny - osiągnięcie produktywnego i bezpiecznego
stanowiska pracy poprzez planowanie i rozdział zadań.
Aspekt ekonomiczny i marketingowy- osiągnięcie efektu z zyskiem.
Przedmiotem ergonomii jest relacja układu człowiek - elementy pracy, w celu zapewnienia higieny, bezpieczeństwa i komfortu pracy, przy założeniu wysokiej sprawności procesu produkcyjnego. Wiedza o relacjach między elementami tego układu powinna obejmować zagadnienia: co robić, jak, jakie mogą się z tym wiązać zagrożenia oraz jak ich unikać.
Projektowanie ergonomiczne przyjęto rozpatrywać w skali mikroergonomicznym i makroergonomicznym.
Projektowaniem mikroergonomicznym określa się ergonomię pierwszej i drugiej generacji, przy czym:
> do pierwszej generacji zalicza się:
■ badanie zjawisk percepcji,
■ zagadnienia antropometrii,
■ analizę i projektowanie względnie wyizolowanych systemów: człowiek- obiekt techniczny.
> do drugiej generacji zalicza się:
■ badanie procesów poznawczych i decyzyjnych człowieka,
■ interakcję człowiek - komputer.
Makroergonomię zalicza się do trzeciej generacji. Dotyczy ona badania systemów złożonych poprzez:
> projektowanie (organizację) wieloobiektowych przedmiotów traktując je jako nieodłączny komponent otoczenia zewnętrznego i zawsze jako fragment większej całości,
> dążenie do optimum funkcjonowania całego systemu, bez utożsamiania go z maksimum efektywności ekonomicznej.
Zadaniem ergonomii jest racjonalne ukształtowanie stanowisk pracy przy jak najmniejszym koszcie biologicznym człowieka.
Głównym przykazaniem ergonomisty jest troska o to, by człowiek pracujący nie był zmuszony tworzyć wartości niższych za cenę utraty wartości wyższych.
Zakres projektowania ergonomicznego dotyczy:
/. Organizacji pracy
> Metody pracy, podział zadań i odpowiedzialności,
> Dopasowanie struktury produkcyjnej,
> Techniki kierowania personelem.
//. Stanowiska pracy
> Wyposażenie techniczne - sprzęt, narzędzia i oprzyrządowanie,
> Oprogramowanie,
> Wspomaganie i pomoc.
///. Środowiska pracy
> Przestrzeń,
> Oświetlenie,
> Mikroklimat,
> Zanieczyszczenia,
> Hałas,
> Drgania,
> Promieniowanie,
> Pola elektromagnetyczne,
> Elektryczność statyczna.
IV. Personelu
> Rozwój kwalifikacji i umiejętności
> Techniki doboru i selekcji personelu.
Elementy systemu ergonomicznego:
> Człowiek (operator) - minimalne wymagania fizyczne i psychiczne oraz ograniczenia. Odczuwanie uciążliwości i zagrożeń oraz związane z tym wahania, efektywność, rytmy wydajności i stan psychofizyczny, techniki szkolenia i rozwoju umiejętności.
> Obiekt techniczny (maszyna) - instalacje, sygnalizacja, sterowanie i przepływ informacji, odporność na błędy ludzi.
> Organizacja pracy - struktura zarządzania, rozdział zadań, planowanie, zmianowość, podporządkowanie, zakres autonomii.
antropometria - Określaniem parametrów geometrycznych ciała ludzkiego zajmuje się antropometria, stanowiąca ważny element w badaniach takich nauk związanych z człowiekiem, jak: medycyna, auksologia, endokrynologia, radiologia, ortodoncja, medycyna sądowa, kryminalistyka, wychowanie fizyczne, rehabilitacja, biomechanika i ergonometria. Nazwa antropometria wywodzi się od greckich słów anthropos — człowiek, metron — miara.
Płaszczyzny anatomiczne: główne:
• strzałkowa (sagittal),
• czołowa (frontal),
• poprzeczna (transverse) pomocnicze:
• przed nia-tyl na (anterior-posterior)
• środkowa-boczna (medial-lateral)
• bliższa-dalsza (proximal-distal)
• górna-dolna (superior-inferior)
Cechy morfologiczne
Do opisu budowy ciała, a tym samym rozwiązania problemów poznawczych antropologii i anatomii, wykorzystujemy pewną liczbę dostatecznie często powtarzających się właściwości strukturalnych, charakteryzujących budowę danego narządu lub układu narządów. Te charakterystyczne właściwości strukturalne nazywamy cechami morfologicznymi.
W zależności od wielkości (wymiarów) cechy te dzielimy w sposób arbitralny na makroskopowe — anatomiczne i mikroskopowe — histologiczne.
Ze względu natomiast na charakter zmienności poszczególnych cech morfologicznych wyróżniamy cechy:
•jakościowe, czyli kwalitatywne (niemierzalne),
♦ ilościowe, czyli kwantytatywne (mierzalne).
Wykonywane pomiary antropometryczne opisują sylwetkę:
> wyprostowaną, zajmuje się tym antropometria klasyczna: statyczna i dynamiczna,
> naturalną jaką przyjmuje człowiek podczas wykonywanej czynności, zajmuje się tym antropometria ergonomiczna.
Dla cech o charakterze statycznym (w pozycji nieruchomej, stojącej lub siedzącej) wykonywane są pomiary:
> wysokości, które służą do określenia odległości punktów antropometrycznych od położenia, na którym stoi lub siedzi badany (w pionie);
> długości (poszczególnych części ciała);
> szerokości i głębokości;
> obwodów;
> średnicy chwytu rękojeści;
> współrzędnych sklepienia stopy;
> kątów między palcami ręki.
W oparciu o dokładne pomiary antropometryczne wyodrębniono 4 typy budowy ciała człowieka:
> pykniczny (krępy), charakteryzujący się: szeroką i krótką głową oraz szyją, prostymi, wysuniętymi do przodu ramionami, beczkowatym, otłuszczonym tułowiem, krótkimi kończynami górnymi i dolnymi, delikatnymi i kształtnymi dłońmi i stopami, małymi, głęboko osadzonymi oczami, skłonnością do łysienia, skórązaróż owioną,
> leptosomiczny (szczupły) - owalna (tzw. ptasia) głowa o wydłużonej części środkowej twarzy i niedorozwoju jej części dolnej, nos cienki, szyja długa, cienkie, słabo umięśnione kończyny, płaski tułów i klatka piersiowa, duże owłosienie, skóra blada,
> atletyczny - głowa owalna (w kształcie jaja), silnie rozwinięty układ kostnomięśniowy, szyja długa i mocna, ramiona szerokie, klatka piersiowa wypukła, grube kości i skóra,
> dysplastyczny - nadmierny wzrost, silnie owłosiona głowa o kształcie wieżowatym, szerokie biodra, twarz rozdęta, krótki nos, niedorozwój tułowia.
Populacja ludzka wykazuje asymetrię ciała morfologiczną, dynamiczną i
funkcjonalną.
U osób praworęcznych notuje się:
> większewymiary: lewej strony głowy, prawej ręki, lewej nogi,
> wyższąfunkcję i strukturę lewej półkuli mózgu,
> większą częstotliwość i precyzję ruchów w ręce prawej,
> większą siłę w ręce prawej i lewej nodze.
U osób leworęcznych zamiennie:
> większewymiary: prawej strony głowy, lewej ręki, prawej nogi,
> wyższąfunkcję i strukturę prawej półkuli mózgu,
> większą częstotliwość i precyzję ruchów w ręce lewej,
> większą siłę w ręce lewej i prawej nodze.
Pomiar mas u żywego człowieka może odbywać się dwoma metodami:
♦ Pierwsza — metoda przybliżona, polega na bezpośrednim ważeniu podwieszonej kończyny.
♦ Druga — opiera się na pomiarze przemieszczenia środka ciężkości całego ciała.
Ciało człowieka stanowi spójny biomechanizm o elementach
stanowiących nierozłączną całość. W celu wyznaczenia środków ciężkości poszczególnych części ciała człowieka opracowano proste w użyciu i nie wymagające skomplikowanych pomiarów metody.
Najważniejsze założenia upraszczające stosowane w metodach wyznaczania środka masy ciała człowieka:
•/ wymiarem dominującym każdej części ciała jest jej długość,
•/ pod względem kształtu części ciała przypominają bryły obrotowe,
zatem mają oś symetrii, •/ rozkład materii wewnątrz każdej z nich jest symetryczny względem
geometrycznej osi symetrii, •/ wobec powyższego środki ciężkości tych brył będą leżeć na ich osi
symetrii, •/ środek ciężkości dzieli zatem długość danej części ciała na dwa
odcinki, czyli jego lokalizacja wymaga określenia tylko jednej
współrzędnej: odległości środka ciężkości od któregoś z końców
odcinka będącego jej długością.
Wyznaczanie środków mas odcinków ciała
Wyznaczanie środka ciężkości ciała człowieka za pomocą dźwigni jednostronnej
Wyznaczanie środka ciężkości ciała człowieka za pomocą dźwigni dwustronnej
Wyznaczanie środka ciężkości za pomocą podwieszania
Wyznaczanie środka ciężkości ciała człowieka za pomocą segmentacji
Wyznaczanie środka ciężkości za pomocą wahadła fizycznego
Masowym momentem bezwładności układu punktów materialnych
wzglądem punktu lub osi nazywamy sumą iloczynów mas poszczególnych punktów materialnych i kwadratów ich odległości od punktu lub osi.
Twierdzenia Stein era:
oment bezwładności ciała materialnego względem dowolnej osi równy jest sumie momentu bezwładności względem osi równoległej i przechodzącej przez środek masy oraz iloczynu masy ciała i kwadratu odległości między tymi osiami.
Wyznaczanie momentów bezwładności
Wyznaczanie momentu bezwładności kończyny przez zastąpienie jej prosta bryłą geometryczną
Wyznaczanie momentu bezwładności metoda wahadła fizycznego
Wyznaczanie momentu bezwładności metoda aproksymacji
Zasadnicze pozycje ciała człowieka przy pracy:
> stojąca,
> Siedząca,
> leżąca.
Formy pośrednie pozycji ciała człowieka:
> klęcząca,
> kuczna itp..
Najmniejszy wydatek energetyczny podczas wykonywanej pracy występuje dla pozycji leżącej w stanie odpoczynku i wynosi 64,8kcal/godz. Każda inna pozycja pociąga za sobą wzrost tego kosztu, ponoszonego jedynie na utrzymanie w niej ciała. I tak:
> w pozycji siedzącej organizm zużywa już o 4,0% energii więcej,
> w pozycji klęczącej organizm zużywa już o 8,5% energii więcej,
> w pozycji stojącej organizm zużywa już o 12,0% energii więcej.
Pozycja leżąca w trakcie wykonywania czynności roboczych nie może być przyjęta za najkorzystniejszą ponieważ:
> stwarza ograniczenie swobody ruchów (zwłaszcza dla kończyn górnych),
> zwiększa udział wysiłku statycznego (rąk, głowy, czy też innych mięśni).
Pozycja siedząca charakteryzuje się:
> dużą stabilizacją tułowia (ograniczenie ruchów pozornych, pozwalających utrzymać ciało w danej pozycji),
> najlepszą koordynacją ruchową kończyn,
> odciążeniem kończyn dolnych, a nieraz i górnych (oparcia przy siedziskach),
> odciążenie układu krwionośnego.
Z punktu widzenia fizjologii pracy, każdej z zajmowanych pozycji przez ciało stawia się warunek swobody i naturalności. Za racjonalną przyjmuje się pozycję wymagającą najmniejszego wydatku energetycznego, czyli taką, która w minimalnym stopniu angażuje układ mięśniowy i nerwowy.
Zalety takie oraz stosunkowo najniższy koszt energetyczny kwalifikują pozycję siedzącą jako najergonomiczniejszą. Należy jednak zaznaczyć, że długotrwałe zajmowanie nawet najwygodniejszej pozycji, może być dla pracownika uciążliwe, a nawet powodować wiele dolegliwości. Potęguje to konieczność utrzymania sylwetki w pozycji wymuszonej (nienaturalnej), dlatego zalecane jest przyjmowanie pozycji przemiennej z przewagą siedzącej.
Obszar pracy, czyli przestrzeń robocza, jest to zbiór punktów, na które pracownik oddziaływuje podczas pracy. Istnieje podział obszaru pracy na:
> teoretyczny, który wyznaczany jest zasięgiem rąk pracownika, bez zmiany jego pozycji ciała i miejsca,
> rzeczywisty - wyznacza go zasięg rąk przy ruchu tułowia.
Obszar pracy jest charakteryzowany przez:
> wymiary, asymetrię i kształt ciała (proporcje: szerokości, długości ciała i jego elementów, oparte na danych antropometrii statycznej),
> strefy pracy dla rąk i nóg (oparte na danych antropometrii dynamicznej),
> strefy obserwacji i identyfikacji wzrokowej wynikające z budowy anatomicznej człowieka i jego możliwości psychofizycznych.
Wykonanie przez człowieka ruchu dokonuje się w obszarze zwanym strefą pracy. Wielkość i kształt strefy zależą od:
> pozycji ciała jaką przyjmuje człowiek w czasie wykonywania pracy,
> części ciała użytej do ruchu: jedna z kończyn (która), obie, palce,
> rodzaju wykonywanego ruchu,
> cechy ruchu: szybkości, precyzji i kierunku,
> rodzaju wykonywanej pracy,
> wartości użytej siły i częstości manipulacji,
> płaszczyzny pracy (,) i jej położenia
Wyznaczenie strefy oparte jest na zasięgu i rozpiętości całych kończyn i ich części. Rozróżnia się zasięg:
> normalny - zakreślony przez przedramiona przy nieruchomym tułowiu,
> maksymalny - zakreślony przez wyciągniętą rękę i palce przy nieruchomym tułowiu.
Antropometryczne kształtowanie obszaru pracy
Wykreślenie zasięgów pozwala na określenie typu strefy pracy:
I. optymalna, która może być wyznaczona z zasięgu normalnego
wspólnego dla obu rąk,
//. dopuszczalna, określona przez zasięg maksymalny, wspólny dla
obu rąk,
///. dopuszczalna dla prac wykonywanych przez każdą rękę z osobna,
IV. możliwa lecz nie zalecana, wyznaczona przez zasięg maksymalnydla każdej ręki oddzielnie.
W każdej z tych stref dopuszczalne jest wykonywanie tylko ściśle określonych czynności. I tak w strefie:
/. czynności precyzyjne, ruchy podstawowe,
//. czynności mniej precyzyjne, ruchy podstawowe,
///. ruchy pomocnicze,
IV. ruchy pomocnicze o małej częstości występowania.
Wykreślenie zasięgów:
> normalnego wspólnego dla obu rąk,
> maksymalnego wspólnego dla obu rąk.
Fizjologia układu trawiennego
Rolą układu trawiennego jest przetwarzanie pobranego pokarmu przed jego wchłonięciem i wykorzystaniem. Poszczególne człony tego układu pełnią odrębną, ściśle określoną funkcję, w następującej kolejności:
> w jamie ustnej następuje rozdrobnienie i rozmiękczenie pokarmu śliną, czyli częściowe przetworzenie chemiczne,
> w żołądku pokarm zostaje wymieszany z sokami żołądkowymi oraz ulega dalszemu przetworzeniu chemicznemu,
> wątroba i trzustka rozkłada białka na aminokwasy, czyniąc białko bardziej przyswajalnym,
> jelita powodują przesuwanie treści pokarmowej,
> kosmyki jelitowe wchłaniają pokarm tak przetworzony,
> krwioobieg rozprowadza te produkty po całym organizmie do elementarnych komórek, gdzie następuje przemiana materii.
Fizjologia układu wydalniczego
Rolą jego jest wydalanie szkodliwych produktów przemiany materii, regulowanie poziomu H20, C02, soli mineralnych. Biorą w nim udział:
> układ krwionośny, który odprowadza:
■ C02, przy czym kierunek odprowadzenia (płuca-tkanki) zależny jest od stężenia C02,
■ wytworzony w mięśniach na skutek wysiłku kwas mlekowy do wątroby, układ oddechowy, który odprowadzazużyte powietrze, czyli C02 i H20.nerki - odprowadzają mocznikNaHC02, H20, sole mineralne,wątroba, gdzie przy pomocy tlenusyntezuje kwas mlekowy naglukozę,część końcowa tego układu usuwa na zewnątrz nieprzyswajalne części pożywienia, skóra - wydala: pot, mocznik, amoniak, sole mineralne, wodę.
Fizjologia układu krwionośnego
Elementami składowymi układu krwionośnego są:
> serce, stanowiące z mechanicznego punktu widzenia pompę ssąco-tłoczaca,
> naczynia krwionośne stanowiące drogę transmisyjną, rozprowadzające krew do każdej komórki organizmu.
Przepływająca w organizmie krew spełnia następujące funkcje:
> utrzymuje środowisko wewnętrzne ustroju na stałym poziomie,
> dostarcza ciału: substancje odżywcze, tlen, hormony, i przeciwciała,
> odprowadza stamtąd zbędne produkty przemiany materii (C02, mocznik),
> utrzymuje stały, substancjalny kontakt pomiędzy wszystkimi częściami ciała,
> wyrównuje: różnice temperatur różnych okolic ciała, ciśnienie osmotyczne i stężenie jonów wodorowych (pH) we wszystkich tkankach,
> rozprowadza po ciele substancje chemiczne dostające się do krwioobiegu.
W organizmie człowieka można wyróżnić dwa rodzaje obiegu krwi:
> mały (od P komory do L przedsionka), tzw. płucny (w pęcherzykach płucnych następuje proces utleniania krwi),
> duży (od L komory do P przedsionka), który rozprowadza różne substancje po wszystkich komórkach czy też tkankach ustroju.
Obraz zmian czynnościowych układu krążenia podczas pracy mięśniowej zależy od:
> rodzaju i intensywności wysiłku,
> pozycji ciała, użytych mięśni,
> czynników materialnych środowiska pracy.
Objętość wyrzutowa serca jest o około 2 l/min większa dla pozycji stojącej niż leżącej i zmienia się podczas wysiłku.
Układ limfatyczny lub inaczej układ chłonny jest układem otwartym. Systemem bardzo cienkich naczyń przenika przez całe ciało. Istniejące w nich zastawki uniemożliwiają cofanie się płynu. Lokalne mięśnie powodują powolny przepływ limfy.
Występujące w naczyniach limfatycznych węzły chłonne wytwarzają limfocyty i działają jak filtry, chroniąc je przed infekcjami. Limfa jest cieczą bezbarwną (15 I). Bierze udział w transporcie pokarmu, odpadów i rozkładu tłuszczy.
Fizjologia układu oddechowego
Oddychanie jest to proces wymiany gazów związanych z produkcją energii w organizmie: pobieranie 02 i usuwanie C02. W skład układu oddechowego wchodzi kilka narządów, pełniących ściśle określone funkcje:
> nos i jama nosowa - oczyszczanie powietrza,
> gardło - transport powietrza do krtani,
> tchawica - transport powietrza do oskrzeli,
> oskrzela - rozprowadzenie powietrza do oskrzelików,
> pęcherzyki płucne -wymiana gazowa.
U człowieka można wyróżnić dwa rodzaje oddychania:
> płucne, gdzie następuje wymiana gazów między otoczeniem a krwią w pęcherzykach płucnych, zwane zewnętrznym,
> tkankowe, gdzie wymiana gazów zachodzi pomiędzy krwią a tkankami, zwane wewnętrznym.
Fizjologia układu kostno-stawowego
Ciało w szerokim pojęciu dzieli się na:
> pień,
> kończyny górne,
> kończyny dolne.
Na pień (truncus) składa się:
■ głowa (caput),
■ szyja (callum),
■ tułów: klatka piersiowa (thorax),
brzuch (abdomen), miednica (pelvis).
Szkielet człowieka możemy podzielić na trzy główne części: Szkielet osiowy
* czaszka
• mostek
• kręgosłup
* żebra
Szkielet kończyn górnych
• obojczyk
• łopatka
• kość ramienna •kość łokciowa
• kość promieniowa •kości nadgarstka
• kości śródręcza •kości palców
Szkielet kończyn dolnych •kośćmiedniczna
• kość udowa
• kość piszczelowa
• kość strzałkowa •kości stepu •kości śródstopia •kości palców
Tkanka kostna powstaje w wyniku kostnienia tkanki chrzestnej szklistej lub tkanki łącznej właściwej (w mniejszym stopniu). Proces kostnienia kończy się u mężczyzn około 21 roku życia, natomiast u kobiet nieco wcześniej. Kości są bogato unaczynione i ukrwione. Tkanka kostna jest aktywna pod względem metabolicznym i ulega ciągłym procesom przebudowy. Ponadto stanowi czynny zbiornik zapasowy jonów, głównie wapniowych.
W istocie międzykomórkowej kości zanurzone są liczne włókna kolagenowe (zwane osseinowymi). Substancja podstawowa ulega silnemu wysyceniu solami mineralnymi, głównie wapnia, w mniejszym stopniu
fosforanem magnezu i innymi. Związki mineralne powodują, że jest ona twarda i wytrzymała na duże obciążenia mechaniczne (tworzy mocny szkielet wewnętrzny). W istocie międzykomórkowej znajdują się również liczne jam ki kostne z komórkami kostnymi (osteocytami).
Pod względem chemicznym, kość dorosłego człowieka zawiera przeciętnie:
v 30 - 40% związków organicznych, v 30 - 45% związków mineralnych, • 15 - 45% wody.
Z wiekiem ilość elementów organicznych maleje na rzecz
nieorganicznych, dlatego kości stają się bardziej kruche i łamliwe.
Osteoklast to inaczej komórka kościogubna. Jej najważniejszą funkcją jest trawienie składników kości i tworzenie w niej jamek wypełnianych stopniowo nową tkanką.
Osteoblast to komórka kościotwórcza, która dzięki dużej własnej aktywności produkuje kolagen i osteoid czyli macierz kostną Steruje czynnością osteoklasta i odpowiada na pobudzenie z zewnątrz przez szereg hormonów.
Można wyróżnić dwa rodzaje tkanki kostnej:
> Tkanka kostna zbita - w tej tkance, pojedyncza blaszka kostna przypomina nieco rynnę, gdyż jest łukowato zagięta wzdłuż długiej osi. Zwarty układ licznych blaszek otacza koncentrycznie kanał Haversa - na przekroju poprzecznym widać blaszki jako łuki otaczające światło kanału.
> Tkanka kostna gąbczasta - podstawę konstrukcyjną tej tkanki stanowią blaszki kostne ciasno owinięte wokół siebie, tak zwane beleczki kostne. Liczne beleczki tworzą sieć przestrzenną, nieco przypominającą swoją strukturą gąbkę kąpielową. Przestrzenie pomiędzy beleczkami wypełnione są szpikiem kostnym.
Rodzaje połączeń
Połączenia włókniste: . więzadła, . szwy:
• zębate,
• skośne,
• proste.
Połączenia chrząstkowe:
. chrząstkozrosty,
. spojenia.
Połączenia maziowe (stawy):
. anatomicznie proste i złożone,
. funkcjonalnie proste i
złożone.
Rodzaje ruchów
Obrót/przemieszczenie kątowe (rotation/angular displacement)
• zginanie (flexion) prostowanie (extension)
• przywodzenie (abduction)/odwodzenie (adduction)
• obracanie do wewnątrz na zewnątrz (inteiiial/extenial rotation)
Przesuniecie/translation (liniowe przemieszczenie/linear displacement)
• do przodu (anterior) do tylu (posterior)
• do góry (superior) do tylu (inferior)
• do środka (medial)/do boku (lateral)
Budowa kręgosłupa
Kręgosłup stanowi ruchomą oś tułowia, szyi, położoną po stronie grzbietowej ciała.
Kręgosłup pełnia cztery podstawowe funkcje:
> jest narządem podporowym i amortyzatorem dla czaszki,
> stanowi narząd ruchu,
> stanowi osłonę struktur rdzenia kręgowego,
> jest miejscem oparcia obręczy kończyn górnych i dolnych.
Kręgosłup jest utworzony
przez kolumnę kości i
tkanek, rozciągających się
od czaszki do miednicy.
Otacza i ochrania pasmo
tkanki nerwowej, i podpiera
głowę i tułów. 33 kości
kręgosłupa to kręgi. 24
górne kręgi są z sobą
powiązane jak ogniwa
łańcucha.
Dziewięć ostatnich kręgów,
zrośniętych w dwie grupy, tworzy kość krzyżową i
guziczną.
W kręgosłupie ogólnie wyróżniamy 33 - 34 kręgów podzielonych na:
> część szyjną (7 kręgów),
> część piersiową (12 kręgów),
> część lędźwiową (5 kręgów),
> część krzyżową (5 kręgów),
> część ogonowa (5 kręgów).
Krzywizny kręgosłupa:
> w części szyjnej i lędźwiowej wypukłością do przodu tej krzywizny to lordozy;
> w części piersiowej skierowana wypukłością do tyłu kifoza.
Układ mięśniowy
Mięśnie, czyli narząd czynny ruchu zbudowany z tkanki mięśniowej
poprzecznie prążkowanej.
W skład organizmu wchodzi ponad 600 mięśni. Przypada na nie około 40% całkowitej masy ciała człowieka.
Miesien sklada się z:
Glowy
Brzuśca
Konczac się ścięgnem
Punkt przyczepu mięśnia jest to punkt stanowiący środek pola przyczepu ścięgna mięśniowego.
Linią działania siły mięśnia nazywamy linię, łączącą środki przyczepów mięśniowych.
W zależności od położenia włókien mięśnia w stosunku do ścięgna wyróżniamy mięśnie z:
> mięsień wrzecionowaty - ma on względnie krótkie ścięgna i długie włókna mięśniowe,
> mięsień półpierzasty - ścięgno przechodzi przez całą długość, do którego przymocowane są krótkie włókna mięśniowe - rozwija większą siłę,
> mięsień pierzasty -włókna po dwóch stronach,
> mięsień wielopierzasty - różnorodne ułożenie włókien,
> mięsień dwugłowy, trojgłowy - pojedyncze głowy łączą się w jeden brzusiec mięśnia i kończą się wspólnym ścięgnem,
>mięsień dwubrzuścowy lub wielobrzuścowy -jeżeli posiada jedną głowę, ale kilka smug ścięgien,
>mięśnie płaskie.
Mięśnie mogą poruszać jeden lub więcej stawów. Są to mięśnie:
> jednostawowe,
> dwu stawowe,
> wielostawowe.
Mięśnie, które współpracują ze sobą w wykonywaniu określonego ruchu nazywamy synergistami, natomiast antagonistami mięśnie, które wykonują przeciwstawny ruch.
Teoria informacji zajmuje się analizą procesów wytwarzania, przenoszenia, odbioru i przetwarzania informacji. Nie uwzględnia się zazwyczaj struktury obiektu ani postaci energii biorącej udział w procesach.
Właściwości żywych organizmów oparte są na:
> prawie przemiany materii i energii,
> umiejętności selekcji najważniejszych 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.
Przesyłanie informacji wymaga ustalenia zrozumiałego zarówno przez nadajnik (źródło), jak i odbiornik zasobu znaków (symboli), co do których są zgodne (kodowanie). Mogąto być:
> słowa,
> litery,
> obrazy,
> kształty,
> dźwięki.
Przesyłanie informacji przebiega kanałem przesyłowym, którym może być:
> powietrze,
> próżnia (dla fal elektromagnetycznych),
> przewód sieci informatycznej,
> instalacja pneumatyczna,
> instalacja hydrauliczna,
> instalacja energetyczna,
> wiele innych mediów przenoszących informacje.
Kanałami przesyłowymi informacji w organizmach zwierząt i człowieka są:
> system nerwowy,
> krwioobieg. Nadajnikiem może być:
> mózg,
> receptory,
> gruczoły wydzielenia wewnętrznego. Odbiornikami mogą być elementy wykonawcze:
> mózg,
> receptory.
Przykładowe przyporządkowania:
> receptory- mózg
> mózg- mięśnie
> gruczoływydzielania wewnętrznego-sterowanie funkcją narządów.
Zadaniem odbiornika jest przyjmowanie sygnałów i ich przetwarzanie (dekodowanie) w celu odseparowania informacji użytecznych. Podczas przesyłania informacji uwzględnia się (przede wszystkim w kanale) działanie zakłóceń, które nakładają się na sygnał.
Łuk odruchowy jest to droga, jaką przebywają impulsy nerwowe od odbiornika bodźców (receptora) przez elementy przekazujące (neurony) do narządu wykonawczego (efektora).
Informacja w sensie potocznym rozumiana jest jako znajomość pewnego stanu otaczającego nas świata. Przekazujemy ją miedzy sobą za pomocą różnych znaków i symboli, np.:
> gestów,
> słów,
> symboli liczbowych,
> znaków pisemnych itp.
Wyróżniamy wiele systemów, jednak najprostszym w przetwarzaniu informacji i odpornym na zakłócenia jest system binarny (dwójkowy). Jak sama nazwa wskazuje w systemie dwójkowym występują tylko dwie liczby, które zgodnie z algebrą BooCa oznaczają:
1 - tak,
0-nie.
Jednostką informacji jest bit (skrót od binary digit).
Informacją w przypadku organizmów żywych może być temperatura środowiska zewnętrznego, stężenie tlenu, natężenie oświetlenia, ruchu itp. Z punktu widzenia fizycznego, informacji tych nie można ze sobą porównywać. Organizmy żywe przyjmują pewne wartości lub przedziały wartości w ramach tej samej wielkości. Dzięki temu możliwe jest odwzorowanie stanu rzeczywistego na pewien podzbiór wielkości rozróżnialnych. W tym przypadku, informację określa się jako zdarzenie wybrania elementu z tego podzbioru.
Miarą informacji I zwaną również negentropią jest wybór jednego z dwóch równoprawdopodobnych zdarzeń. Jej jednostką jest bit
Negentropia - negatywna entropia, ujemna entropia - pojęcie, z pomocą którego próbowano wyjaśnić funkcjonowanie organizmów żywych, miało ono opisywać zjawisko "eksportowania" entropii na zewnątrz przez żywe organizmy i złożone urządzenia techniczne (systemy), w celu utrzymania niskiego poziomu własnej, wewnętrznej entropii.
Kodowanie to zmiana informacji wejściowej na wyjściową w przetworniku informacji. Sposób kodowania może być taki, że liczba stanów wyjściowych może być mniejsza od liczby potencjalnych stanów, które może wygenerować nadajnik.
Redundancja to nadmiarowosc kodowanej informacji,
Redundancja w organizmach żywych stanowi podstawę ich prawidłowego funkcjonowania. Pozwala na wykrywanie zakłóceń i nieprawidłowości funkcjonowania w torze przesyłania informacji. Dla człowieka jako odbiornika informacji występowanie zjawiska redundancji pozwala na eliminację zakłóceń (poprawne zrozumienie informacji).
Kodowanie informacji w organizmie człowieka
Receptory (zakończenia obwodowe) to komórki (wyspecjalizowane struktury), które odbierają bodźce ze środowiska takie jak: światło, ciepło, bodźce mechaniczne i środki chemiczne i przekształcają je w impuls nerwowy (narządy odbiorcze układu nerwowego)
Uczynnienie receptorów polega na powstaniu nie rozprzestrzeniającej się zmiany potencjału, która przy odpowiednio silnym pobudzeniu może doprowadzić do powstania przewodzonych wzdłuż włókien dośrodkowych impulsów nerwowych.
Receptor działa jak przetwornik, który przetwarza bodziec fizyczny na elektryczny, zwany potencjałem generującym. W większości receptorów potencjał generujący polega na depolaryzacji, której wielkość i czas trwania zależą od analogicznych cech działającego bodźca. Wynika stąd, że intensywność bodźca jest kodowana przez modulację amplitudy.
Głównym kryterium ustalenia ważności (priorytetu dostępu) informacji jest jej „waga" biologiczna, to znaczy, że sygnały uznane za zagrożenie wypierająinne wrażenia.
Przetwarzanie informacji w receptorach:
> eksteroreceptory - odbierają sygnały spoza organizmu; Zaliczają się do nich:
> Narząd wzroku,
> Kubełki smakowe języka,
> Nabłonek węchowy nosa,
> Skórne receptory dotyku, uścisku, zmiana temperatury i bólu.
> mteroreceptory - odbierają sygnały z wnętrza organizmu; Zaliczają się do nich:
> receptory stawowo-mięśniowe w ścięgnach, stawach i mięśniach,
> wisceroreceptory donoszące o stanie narządów wewnętrznych, np. jelit, żołądka czy płuc.
Specyficzną funkcje pełni narząd słuchu i równowagi, będący jednocześnie eksteroreceptorem (narządem słuchu), jak i interoreceptorem (narządem równowagi).
> proprioreceptory - odbierają sygnały od elementów strukturalnych organizmu (czucie mięśniowe, kostne, zmysł równowagi) itp.
Inny podział receptorów:
a. ze względu na źródło rozpoznawanych sygnałów:
> eksteroreceptory,
> interoreceptory,
> proprioreceptory,
> telereceptory - odbierających bodźce ze źródła oddalonego, czasem znacznie, od osobnika, np.
> receptory węchowe,
> receptory smakowe,
> receptorysłucjowe.
b. ze względu na charakter rozpoznawanych bodźców
> chemoreceptory - receptory (narządy odbiorcze) wrażliwe na bodźce chemiczne, należą do nich miedzy innymi:
> receptory węchowe - pobudzane przez bodźce zapachowe,
> receptory smakowe - wrażliwe na związki rozpuszczalne w ślinie,
glukoreceptory - w wątrobie i podwzgórzu mózgu -reagujące na stężenie glukozy we krwi,
receptory - w rdzeniu przedłużonym - wrażliwe na dwutlenek węgla.
> elektroreceptory,
> fonoreceptory,
> fotoreceptory,
> mechanoreceptory - wrażliwe na odkształcenie mechaniczne receptora lub komórek znajdujących się w jego sąsiedztwie,
> nocyreceptory - odpowiadające na bodźce fizyczne lub chemiczne uszkadzające tkanki,
> termoreceptory-wrażliwe na zmiany ciepłoty.
> osmoreceptory - receptory wrażliwe na zmiany ciśnienia osmotycznego w organizmie, znajdujące się w podwzgórzu mózgu; wzrost ciśnienia osmotycznego w płynach ustrojowych (gł. we krwi) powoduje pobudzenie osmoreceptory, w wyniku czego następuje wyzwolenie uczucia pragnienia oraz wzmożone wydzielanie hormonu wazopresyny; przyczynia się ona do zwiększonego wchłaniania zwrotnego wody w kanalikach nerkowych, zapobiegając nadmiernemu jej wydalaniu z moczem.
Progiem różnicowania nazywamy minimalną różnicę natężeń, od której zaczyna się przetwarzanie informacji
Na podstawie prawa Webera iloraz progu różnicy Al i natężenia bezwzględnego I pobudzenia jest stałą charakterystyczną dla danego narządu zmysłu,
Receptor działa z jednej strony jako odbiornik bodźców z otoczenia, z drugiej - spełnia wewnątrz organizmu rolę nadajnika.
Potencjał czynnościowy chwilowa zmiana wartości potencjału błony komórkowej wywołana przez bodziec ponadprogowy. Występuje w komórkach pobudliwych.
Potencjał postsynaptyczny, zmiana potencjału błonowego wywoływana w błonie postsynaptycznej pod wpływem neuroprzekaźnika. Może mieć charakter:
> depolaryzacji (potencjał postsynaptyczny pobudzający, EPSP, ang. excitatory postsynaptic potentiai), inicjującej w błonie komórki postsynaptycznej potencjał czynnościowy,
> hiperpolaryzacji (potencjał postsynaptyczny hamujący, IPSP, ang. inhibitory postsynaptic potentiai), utrudniający pobudzenie komórki postsynaptycznej.
Potencjał spoczynkowy stała wartość różnicy potencjałów pomiędzy wnętrzem i otoczeniem komórki. Potencjał wnętrza komórki jest ujemny w stosunku do otoczenia.
Układ nerwowy człowieka można podzielić na dwie części:
> somatyczną (tzw. somatyczny układ nerwowy), który tworzą neurony odpowiadające za integrację bodźców docierających ze środowiska zewnętrznego. Jego efektorami w głównej mierze są mięśnie szkieletowe, a reakcje mają charakter ruchowy,
> autonomiczną (tzw. autonomiczny układ nerwowy w skrócie AUN), który tworzy mniejsza grupa neuronów odpowiadająca za integrację bodźców pochodzących z wnętrza ciała. Kieruje czynnościami narządów wewnętrznych i częściowo tempem przemiany materii. Trawienie, oddychanie czy też krążenie odbywa się niezależnie od naszej woli (świadomości). Ośrodki AUN znajdują się miedzy innymi w śród mózgowiu, rdzeniu przedłużonym oraz w rdzeniu kręgowym.
Neuron wstawkowy (neuron pośredniczący) przewodzi impuls czuciowy wzdłuż rdzenia kręgowego. Nie jest pokryty otoczką miel i nową, tak że przewodzenie impulsu jest względnie wolne. Ma to swoje znaczenie, pozwala bowiem wyższym ośrodkom modyfikować działanie odruchowe poprzez włókna zstępujące. Taki neuron wstawkowy może nie występować w większości szybkich i nieelastycznych odruchów, np. odruch kolanowy.
Włókno nerwowe wstępujące może przekazać bodziec czuciowy do wyższych ośrodków ośrodkowego układu nerwowego (rdzeń przedłużony, móżdżek i/lub kora mózgowa).
Zwój korzenia grzbietowego jest nabrzmieniem w korzeniu grzbietowym nerwu rdzeniowego, spowodowanym zgrupowaniem się w tym miejscu ciał komórek neuronów czuciowych.
Neuron czuciowy przynosi informację z receptora do ośrodkowego układu nerwowego. Neurony czuciowe są zmielinizowane, dlatego przenoszenie jest szybkie.
Nerw rdzeniowy jest jednym z 31 par i jest nerwem mieszanym, tzn. mającym wewnątrz zarówno włókna czuciowe, jak i nerwowe.
Efektorami mogą być mięśnie lub gruczoły; podejmują działanie wówczas, gdy otrzymają informację z neuronu ruchowego. Ta odpowiedź może decydować o przeżyciu organizmu.
Włókno nerwowe zstępujące może przenosić bodźce z wyższych ośrodków, które potrafią modyfikować działanie odruchowe przez wpływanie na potencjały postsynaptyczne w wychodzących neuronach ruchowych. Włókna zstępujące mogą powodować efekt hamujący (minimalizujący działanie odruchowe) lub pobudzający (wzmagający działanie);
Synapsa w zwoju układu współczulnego autonomicznego układu nerwowego wykorzystuje adrenalinę lub noradrenalinę jako główny neurotransmiter.
Neuron ruchowy somatycznego układu nerwowego prowadzi impulsy
z ośrodkowego układu nerwowego do efektora (zwykle włókna mięśni
prążkowanych). Te neurony są zmielinizowane i tworzą główną część
korzenia przedniego nerwu rdzeniowego.
Neuron ruchowy współczulnego układu nerwowego przewodzi impulsy do różnych efektorów, innych niż mięśnie prążkowane (szkieletowe). Dlatego jeden bodziec czuciowy może powodować różnorodne odpowiedzi.
Istota biała składa się z wiązek neuronów ruchowych i czuciowych, w
tym tych, które tworzą drogi wstępujące i zstępujące. Komórki te są
dobrze otoczone mieliną- stąd biały kolor tego rejonu.
Istota szara jest zbudowana w większości z ciał komórek (głównie neuronów) oraz bez miel i nowych aksonów neuronów wstawkowych. Jest tu również wiele komórek glejowych (podtrzymujących i odżywiających neurony). Brak mieliny powoduje, że rejon ten ma kolor szary.
Kanał środkowy rdzenia kręgowego zawiera płyn mózgowo-rdzeniowy, który odżywia i zachowuje równowagę elektrolitową w ośrodkowym układzie nerwowym.
Kanałami informacyjnymi człowieka są nerwy i drogi nerwowe oraz powoli lecz długotrwale działający układ dokrewny.
Kanałami przetwarzania energii i zapewnienia stałości wewnętrznego środowiska organizmu są układy wegetatywne, które są sterowane zarówno bezpośrednio poprzez układ nerwowy autonomiczny jak i pośrednio poprzez układ dokrewny.
Układ ruchu ma efektory w postaci mięśni poprzecznie prążkowanych (szkieletowych), które są sterowane bezpośrednio głównie poprzez obwodowe nerwy ruchowe ośrodkowego układu nerwowego.
Koordynacja (sterowanie) ruchu jest to współdziałanie mechanizmów fizjologicznych zapewniające wykonanie realnego i konkretnego zadania ruchowego zgodnie z programem ruchu.
trzy rodzaje aktów ruchowych:
> ruchy mimowolne (odruchy) - realizowane na najniższych piętrach ośrodkowego układu nerwowego (rdzeń kręgowy) wg schematu łuku odruchowego, to jest bez sprzężenia zwrotnego,
> ruchy balistyczne -trwające 0,1 + 0,2 s, a więc za krótko aby mogły być sterowane podczas ruchu; są one sterowane antę fatum, np. rzut lub uderzenie ręką jakiegoś przedmiotu, jednorazowe odbicie podczas skoku itp.
> ruchy ciągłe- sterowane in facto, a więc podczas ich wykonywania; na bieżąco wprowadzane są korekcje celem uzyskania zgodności SW z IW.
Synergie mięśniowe czyli ruchy współdziałania albo ich składowe, które są skierowane na wspólne wykonanie określonego zadania ruchowego. Będąto wspólne działania mięśni np. podczas:
> utrzymania pozycji ciała,
> chodu,
> biegu,
> skoku,
> rzutu,
> mowy lub pisma.
Z hierarchicznego systemu sterowania wynikają dwie ogólne zasady sterowania, a mianowicie:
> zasada centralizacji, którą realizują wyższe piętra zwłaszcza w zakresie części znaczeniowej ruchu. Centralizacja sterowania z udziałem ośrodków korowych wynika z teorii I. P. Pawłowa o odruchach warunkowych.
> zasada autonomicznego sterowania, zwłaszcza w niższych piętrach układu nerwowego, które jest związane z warunkami zachowania pewnej stałości ruchu i utrzymania położenia ciała (homeostaza).
Systemy sensoryczne człowieka, których efektami są np.: wrażenia, uczucia, świadomość, nie odzwierciedlają dokładnie świata fizycznego, lecz reagują jedynie na te aspekty środowiska, które są ważne dla naszego przeżycia. Dostarczają zatem tę ilość informacji o otoczeniu, która jest wystarczająca by tylko przetrwać, a nie zrozumieć świat. Dlatego też nie wszystkie zmysły człowieka rozwinęły się w sposób maksymalny (np. bardzo mała zdolność do detekcji pola elektrycznego, promieniowania podczerwieni, infra-, czy ultra- dźwięków). Przewaga człowieka nad innymi stworzeniami polega na wzbogaceniu mechanizmów przetwarzania informacji (silny rozwój obszarów asocjacyjnych), a nie na zwiększaniu ilości jej dopływu. Powstające w korze asocjacyjnej (kojarzeniowej) wrażenia zmysłowe są świadome.
Do kory asocjacyjnej prowadzi główna droga czuciowa. Na różnych jej poziomach odchodzą drogi boczne do innych układów system nerwowego, stanowiąc połączenia z układem:
> wegetatywnym i /notorycznym (zamykanie prostych łuków odruchowych),
> czucia trzewnego (informacje przekazywane wprost do ośrodków układu wegetatywnego bez angażowania świadomości),
> rozlanej projekcji realizowanej w tzw. tworze siatkowatym (stan wzmożonej czujności i uwagi - informacje sensoryczne są otrzymywane z dróg wstępujących i zwrotnie - z kory mózgowej),
> Hmbicznym, którego główną funkcją jest regulacja procesów emocjonalnych i motywacyjnych oraz wartościowanie percepcji informacji (proces uczenia się i zapamiętywania).
Cecha m i współ nym i procesu percepcyj nego wszystkie h system ów sensorycznych są:
> wykrycie (recepcja) bodźca przez komórki zmysłowe lub nerwowe, charakterystycznego dla danego, jednego lub kilku narządów,
> przetworzenie energii bodźca w tzw. potencjał błonowy komórki zmysłowej,
> przekształcenie potencjału receptorowego w potencjał czynnościowy,
> przesyłanie tak przekształconej informacji poprzez aksony do centralnego (ośrodkowego) systemu nerwowego,
> hierarchiczna organizacja przesyłu informacji w drogach czuciowych (pomiędzy receptorem, a korą (asocjacyjną), o coraz większym stopniu złożoności,
> synteza odbioru w jednolite wrażenie zmysłowe, które ma miejsce na najwyższym piętrze systemu nerwowego, w tzw. świadomym odczuciu,
> możliwe są dwa rodzaje przesyłu informacji: jednokierunkowo i zwrotnie,
> ilość ośrodków pośredniczących w drodze czuciowej może być różna.
Wzrok
Proces widzenia realizowany jest u człowieka przez jeden z głównych zmysłów, za pośrednictwem którego odbiera on około 90% ogółu napływających informacji. W zmyśle tym można wyróżnić część wykonawczą, rolę której pełni układ optyczny oraz część percepcyjną, która wchodzi w skład systemu nerwowego.
> rogówka wraz z soczewką mają zdolność załamywania promieni świetlnych (tzw. refrakcja),
> źrenica reguluje ilość przedostającego się do oka światła,
> tęczówka kieruje źrenicą,
> soczewka odpowiada za ostrość widzenia, poprzez zmianę swej geometrii,
> mięśnie rzęskowe odpowiadają za zbieżność oczu,
> siatkówka stanowi zbiór elementów rejestrujących i częściowo przetwarzających bodźce świetlne,
> Twardówka - mocna torebka z włóknem kolagenowym, która zabezpiecza gałkę oczną przed urazami mechanicznymi, pomaga zachować jej kształt i zapewnia miejsca przyczepu dla ścięgien mięśni prostych,
> Naczyniówka - cienka, ubarwiona warstwa, która pochłania światło, przeciwdziałając wewnętrznemu odbiciu i powstawaniu wielokrotnych obrazów. Ma dobrze rozwinięty system naczyniowy dostarczający krew, który obsługuje komórki siatkówki,
> Dołek środkowy - rejon, w którym występują tylko czopki (nie ma pręcików), stąd jest to obszar najostrzejszego widzenia. Ma największą ostrość widzenia obejmująca kąt widzenia 1°,
> Ślepa plamka - ten rejon nie ma światłoczułych komórek i dlatego obraz padający na ten obszar nie może być odebrany. Ślepa plamka odpowiada wyjściu aksonów komórek zwojowych nerwu wzrokowego,
>Nerw wzrokowy - przewodzi impulsy powstające w siatkówce do kory wzrokowej mózgu,
> Ciało szkliste - jest wytwarzane podczas życia embrionalnego i nigdy nie zostanie odnowione. Pomaga zachować kształt gałki ocznej, podtrzymuje soczewkę i utrzymuje siatkówkę w stałym kontakcie z naczyniówką. Znaczące załamanie światła zachodzi na tylnej krawędzi soczewki w miejscu, gdzie spotykają się z cieczą szklistą,
> Ciecz wodnista oka- zachowuje krzywiznę naczyniówki,
> Ciało rzęskowe - zawiera zarówno mięśnie okrężne, jak i promieniste, które potrafią zmieniać kształt soczewki. Ciało rzęskowe podtrzymuje także soczewkę poza źrenicą i wydziela ciecz wodnistą do tylnej komory oka.
W siatkówce rozmieszczone są dwa rodzaje właściwych foto receptorów:
> pręciki - nie pozwalają na rozróżnianie kolorów i precyzyjne widzenie, są jednak komórkami bardzo czułymi - pobudzają je już pojedyncze kwanty światła. Dzięki temu umożliwiają widzenie w każdym otoczeniu, nawet o zmierzchu.
> czopki - są znacznie mniej czułe i zawodzą w ograniczonym świetle. Jednak, gdy jest jasno, pozwalają na tworzenie obrazów ostrych (rozmieszczone są w plamce żółtej, gdzie znajduje się obszar najprecyzyjniejszego widzenia) i barwnych (czopki różnią się od siebie wrażliwością na fale światła: niebieskiego, zielonego oraz czerwonego). Kombinacja pobudzeń różnych czopków daje pełne wrażenie odbioru barw, natomiast równomierne pobudzenie wszystkich - wrażenie bieli (na dość podobnej zasadzie działają światłoczułe matryce cyfrowych aparatów fotograficznych).
Proces komunikowania się człowieka z otoczeniem zachodzi poprzez narząd słuchu i mowy. Jest to tzw. dwu kierunkowa łączność. Proces mówienia zależy w dużym stopniu od prawidłowego funkcjonowania narządu słuchu.
Słuchanie - tj. proces koncentrowania się na wybranym dźwięku, ze wszystkich, które do nas docierają.
Porozumiewanie się • wysyłanie i odbiór sygnałów o określonym znaczeniu. Słuch - tj. zmysł sondujący, kontaktujący i alarmujący.
Narząd słuchu można podzielić pod względem:
>anatomicznym lub funkcjonalnym na 3 odrębne części: zewnętrzną, środkową i wewnętrzną,
> sposobu obróbki dopływających informacji na: transmisyjną i percepcyjną.
Transmisja - tj. sposób przewodzenia energii akustycznej do nerwu słuchowego, natomiast percepcja - tj. odbiór dźwięków, czyli przekształcenie energii, przekazywanej przez falę akustyczną, na bodziec nerwowy, wraz z jego analizą na różnych piętrach systemu
nerwowego.
Transmisja może dokonywać się dwoma drogami:
> drogą powietrzną (PP) poprzez: małżowinę, zewnętrzny przewód słuchowy, jamę ucha środkowego, okienko okrągłe i owalne, błony i płyny ucha wewnętrznego, aż do narządu spiralnego,
> drogą kostną (PK) poprzez powierzchnię i kości czaszki, puszkę kostną błędnika i płyny ucha wew. Można wyróżnić 2 typy tego przewodnictwa:
• bezpośrednie, jeżeli element drgający bezpośrednio jest przyłożony do kości czaszki,
• pośrednie, jeżeli powierzchnia czaszki jest pobudzona do drgań przez falę akustyczną.
skómo-chrzęstną małżowinę (muszlę) uszną - lokalizacja dźwięków, skupianie fal;
> przewód słuchowy zewnętrzny - przekazuje, ukierunkowuje i wzmacnia drgania na błonę bębenkową; Wysiany jest orzęsionym nabłonkiem i zawiera gruczoły łojowe i woszczykowe. Wydzielina tych gruczołów tworzy warstwę ochronną.
> błona bębenkowa -elastyczna, cienka błona zbudowana z tkanki łącznej; Fale akustyczne wprawiają ją w drgania.
Ucho zewnętrzne ma do spełnienia następujące funkcje:
> transmisyjną:
• zbieranie i skierowanie fal na określoną powierzchnię,
• określenie kierunkowosci źródła - słyszenie dwuuszne,
> ochronną: zabezpiecza błonę bębenkową (jej sprężystość) przed wpływem zmiennych warunków atmosferycznych,
> początkowych transformacji - przewód słuchowy:
• pełni rolę rezonatora ze względu na swą geometrię,
• podwyższa poziom ciśnienia o 5-1 OdB dla dźwięków w zakresie 2-5,5 kHz,
• zwiększa ciśnienie akustyczne przy błonie bębenkowej w porównaniu do przeciwległego końca przewodu na skutek jego zwężenia.
Ucho środkowe-tworzone jest przez jamę bębenkową, w której znajdują się trzy kosteczki słuchowe:
> młoteczek,
> kowadełko,
> strzemiączko.
Kosteczki słuchowe tworzą pomost między błoną bębenkową, a uchem wewnętrznym. Są one połączone stawowo, a drgania z błony bębenkowej przenoszone są na nie. Rola ich polega na wzmacnianiu ciśnienia fali dźwiękowej oraz regulowaniu właściwości akustycznych powietrza z akustyką ucha wewnętrznego.
Jamę ucha środkowego łączy z gardłem: trąbka słuchowa (Eustachiusza) - jej
podstawowym zadaniem jest wyrównywanie ciśnienia po obu stronach błony bębenkowej i zabezpieczenie ucha środkowego przed skutkami zbyt silnych fal głosowych. Częsty odruch połykania wyrównuje zaistniałe różnice ciśnień.
Funkcje ucha środkowego:
> transmisyjna - przenoszenie energii z jednego ośrodka poprzez układ kostny do drugiego, różniących się znacznie swymi właściwościami (powietrze i ciecz o dużej lepkości),
> transformacyjne:
* zamiana energii akustycznej na mechaniczną i mechanicznej na zmiany ciśnienia w cieczy,
* wywołanie wyraźnych wrażeń słuchowych przez stosunkowo małe siły, co umożliwia konstrukcja układu 3 kosteczek (długość ramion dźwigni),
* 15-to krotne zwiększenie ciśnienia na błonę okienka owalnego w porównaniu do ciśnienia wywieranego na błonę bębenkową, wynikające ze stosunku powierzchni błon obu okienek,
> ochronne
• wyrównywanie ciśnień po obu stronach błony bębenkowej przez wykorzystanie trąbki słuchowej (Eustachiusza),
• przed działaniem nagłych, silnych dźwięków o odpowiednio długim czasie trwania, przez 2 mięśnie śróduszne (jeden zwiększa sztywność błony bębenkowej, wciągając ją do środka ucha środkowego, drugi osłabia połączenie ucha środkowego z wewnętrznym, przez zmianę drgań strzemiączka).
Ucho wewnętrzne-jest skomplikowaną komorą zawierającą elementy błoniaste wypełnione płynem- śródchłonką. Do elementów błoniastych należą błędnik {narząd równowagi), w którego skład wchodzą przedsionek i trzy kanały półkoliste oraz ślimak (narząd słuchu).
Ślimak- to trzy kanały albo przewody:
• kanał przedsionkowy z okienkiem owalnym u podstawy, które znajduje się naprzeciw strzemiączka,
• kanał bęb enk owy z okienkiem okrągłym,
• kanał ślimakowy z narządem Cortiego (właściwym narządem słuchu), znajdują się tu komórki czuciowe zaopatrzone we włoski leżące na błonie podstawowej; Wnętrze przewodu wypełnione jest płynem zwanym endoI i mfą.
Kanały półkoliste- składają się z trzech rurkowatych kanałów ustawionych do siebie prostopadle w różnych płaszczyznach, stanowią one narząd równowagi. Wypełnione sąendolimfą, w której zawieszone są otolity (skupienia kryształków węglanu i fosforan u wapnia). W zależności od położenia ciała, otolity pobudzają receptory równowagi w kanałach półkolistych skąd impulsy nerwowe przekazywane są do ośrodka równowagi i koordynacji ruchów w móżdżku. Orientuje to organizm o jego położeniu. Kanały półkoliste zaczynają się i kończą w przedsionku.
Właściwości narządu słuchu
1. Słyszenie obu uszne jest realizowane w ośrodkowym systemie nerwowym, gdzie następuje synteza impulsów przesyłanych z każdego ucha oddzielnie:
* podnosi komfort słyszenia (na poziomie 0 fonów o 3dB, a już na poziomie 35 fonów - o 6dBb),
* umożliwia określenie kierunku źródła stacjonarnego i położenia źródła będącego w ruchu (zjawisko Dopiera),
2. Zdolność wyławiania interesujących odbiorcę sygnałów akustycznych z zakłócającego tła.
3. Zdolność adaptacyjna słuchu polegająca na stopniowym zmniejszeniu wrażliwości narządu na bodziec akustyczny wraz ze wzrostem czasu jego działania. Występuje już po 5 min., dotyczy zwłaszcza niskich i średnich częstotliwości. Miarą adaptacji jest stopień i rozciągłość podwyższenia progu słyszenia.
Zdolność analizowania i rozróżniania dźwięków złożonych, zależy od treningu. W dźwięku złożonym nie słyszymy oddzielnie każdej częstotliwości. Wysokość dźwięku ocenia się wg. częstotliwości tonu podstawowego, nawet wówczas, gdy nie ma składowej podstawowej lub jej poziom jest niższy niż tonów harmonicznych.
5. Subiektywne odczucie głośności zmieniają sygnały o czasie trwania krótszym niż 0,5 sek.
6. Czułość ucha zmienia się wraz z częstotliwością.
Parametry określające wrażenia słuchowe Odbiór dźwięku jest funkcją:
* poziomu ciśnienia fali akustycznej, L,
• jej częstotliwości, f,
• czasu trwania bodźca,
* szybkości narastania.
Głośność, S, wyrażona w sonach, określa ile razy jeden dźwięk jest silniejszy od drugiego. Ujmuje ona zależność od jej poziomu Ps
> Wysokość dźwięku, w melach. 1000 meli ma ton P= 40 fonów i f=1kHz. s Parametr ten uwzględnia łączny wpływ częstotliwości i intensywności źródła na wrażenie słuchowe
> Barwa dźwięku, czyli procentowa zawartość wyższych harmonicznych.
Działanie bodźców akustycznych na narząd słuchu może przyjmować różne formy:
> adaptacji, czyli takie podwyższenie progu słyszenia, które ustępuje tuż po zaprzestaniu działania bodźca (do 5 min.),
> zmęczenia - podwyższenie progu słyszenia utrzymuje się jeszcze przez pewien czas po zaprzestaniu bodźca,
> czasowego podniesienia progu słyszenia (TTS), charakteryzującego się powrotem do stanu wyjściowego po czasie 8 do 12 godzin od zaprzestania działania bodźca,
> trwałego podniesienia progu słyszenia (PTS),
> urazów akustycznych (obejmujących komórki rzęsate narządu spiralnego) typu:
• przewlekłego, wywołane długotrwałą ekspozycją na bodziec akustyczny o poziomie niewygodnego słyszenia, w szerokim paśmie częstotliwości, na ogół obustronne,
• nagłego, ostrego, wywołane przez jednorazowe, krótkotrwałe działanie bodźca akustycznego o poziomie większym od progu bólu. Tj. proces nieodwracalny ze względu na mechaniczne uszkodzenie błony bębenkowej, może dotyczyć zarówno części przewodzeńiowej jak i odbiorczej.
> fizjologicznego ubytku słuchu - zmiany dotyczą wszystkich struktur ucha cechą najbardziej charakterystyczną jest utrudnienie zrozumiałości mowy Przyczyną fizjologicznego ubytku słuchu jest zanik elastyczności błon układu transmisyjnego ucha oraz procesy zwyrodnieniowe w komórkach rzęsatych i w ośrodkowym systemie
Zmysł dotyku
W procesie informacji wykorzystywane są receptory: cielesnoczuciowe i trzewnoczuciowe. W ich skład wchodzą zarówno systemy czucia:
> świadomego o różnym stopniu różnicowania bodźców (bardzo duże - dla dotyku, mniejsze - dla czucia cieplnego i bólu),
> nieświadomego- większość wrażeń proprioceptywnych i interoceptywnych.
Zmysł dotyku obejmuje 5 rodzajów mechanoreceptorow
Smak jest to zdolność oceny pewnych chemicznych właściwości substancji wprowadzonych do jamy ustnej.
otwór smakowy nabłonek języka
Receptory tego zmysłu
zlokalizowane są w błonach
śluzowych jamy ustnej w tzw.
kubkach smakowych. Przekazują
wrażenia smakowe do nerwu
twarzowego, językowo - gardłowego,
błędnego i dalszych pięter systemu
nerwowego, aż do kory mózgowej. U
człowieka analizator ten jest mniej
czuły od węchowego i mniej istotny
niż dla innych stworzeń dla potrzeb komórka
orientacji.
Człowiek rozróżnia4smaki:
> słony (3),
> słodki (4),
> kwaśny (2),
> gorzki (1).
Wiele innych wrażeń smakowych stanowi mieszaninę wrażeń podstawowych lub połączenie tej mieszaniny z wrażeniami powstającymi w skutek podrażnienia zakończeń nerwowych czucia ogólnego i czucia zapachu. Pobudzenie receptorów smakowych odgrywa ważną rolę w pobieraniu pokarmu i w procesach trawienia.
Zmysł węchu należy do grupy zmysłów chemicznych, jego cechą charakterystyczną jest zdolność rozpoznawania obecności (oraz stężenia) związków chemicznych w powietrzu.
U człowieka narząd węchu znajduje się w górnej części jamy nosowej. Tworzy go nabłonek węchowy zawierający komórki receptorowe, których ilość u dorosłego człowieka wynosi około 5 milionów (dla porównania u psa wynosi około 200 milionów).
Jedna wypustka takiej komórki zaopatrzona we włoski węchowe zwrócona jest na powierzchnię błony śluzowej, a druga jako neuryt (akson) przechodzi do mózgu.
Pęczki tych ostatnich tworzą tzw. nitki węchowe przechodzące przez blaszkę sitową kości sitowej do jamy czaszki, gdzie kończą się w ośrodkach węchowych w mózgu.
Podczas wysiłku energia uzyskiwana jest w fazie:
> początkowej-z glikogenu mięśniowego, głównie z metabolizmu:
• węglowodanów: glikogen mięśniowy, glukoza z osocza, glikogen z wątroby, glukoza syntetyzowana na bieżąco w wątrobie z kwasu mlekowego i inne.
• wolnych kwasów tłuszczowych (tkanka tłuszczowa)
> dalszej:
• glukoza z krwi,
• kwas mlekowy wytworzony w kurczących się mięśniach jako substrakt może być zużywany przez mięśnie szkieletowe, mięsień serca i do syntezy glukozy w wątrobie,
• bardzo dalekiej, przy długotrwałych wysiłkach, występuje tzw. dług tlenowy, organizm pozostaje pod kontrolą hormonalną.
W zależności od płci różnie jest czerpana energia:
> u mężczyzn, którzy preferują wysiłki krótkie o dużej intensywności -z glikogenu mięśniowego, a potem z wątroby,
> u kobiet, które preferują wysiłki długotrwałe ale o mniejszej intensywności, występuje duży udział wolnych kwasów tłuszczowych iglukozyzkrwi.
Wysiłek o dużej intensywności mobilizuje zasoby energii tkanki tłuszczowej w mniejszym stopniu niż zwykle wysiłek łagodniejszy ze względu na:
> zwiększenie stężenia kwasu mlekowego we krwi,
> zmniejszone uwalnianie wolnych kwasów tłuszczowych i trój-glicerydów na tkanki tłuszczowej.
Wydatek energetyczny (WE) często jest stosowany jako energetyczne kryteria ciężkości pracy fizycznej. Do oceny jakości pracy wykorzystywana jest wielko wydatku energetycznego w ciągu zmiany roboczej.
Miarą wysiłku fizycznego są wskaźniki fizjologiczne, gdyż WE jest do nich proporcjonalny. Są to: ilość zużywanego tlenu (02), częstość skurczu serca, ciśnienie krwi, temperatura ciała i skóry. Można zatem oprzeć się na wentylacji minutowej płuc: ilości wdychanego powietrza (zużycie w trakcie pracy i maksymalne zapotrzebowanie organizmu na 02), ilości wydalanego dwutlenku węgla (C02). Badania WE wykonuje się jedynie dla wysiłku fizycznego typu dynamicznego. W tym celu można stosować jedną z trzech poniższych metod:
> tabelaryczno-chronometrażową można stosować dla każdych warunków pracy, gdyż nie pociąga ona za sobą konieczności użycia jakiejkolwiek aparatury, nie ma zatem wpływu na przebieg czynności wykonywanych przez pracownika.
> gazometryczną należy stosować dla prac mało ruchliwych o stałym, niezbyt duży wysiłku, gdyż pracownik obarczony jest ciężarem aparatury.
> telemetryczną powinno się stosować przy pracach ruchliwych, niecyklicznych.
Metoda tabelaryczno-chronometrażowa polega na:
> wyodrębnieniu czynności elementarnych,
> posegregowaniu ich wg określeń zawartych w tabelach (opracowanych przez fizjologów), w których określono wartości jednostkowego WE, właściwe dla czynności składowych całego procesu ruchowego,
> przeprowadzeniu dokładnego chronometrażu czasu czynności wykonywanych przez pracownika,
> wyliczeniu łącznej wartości WE przypadającej na zmianę roboczą,
> skonfrontowaniu wyniku z wartościami przypisanymi dla danej kategorii stopnia ciężkości pracy oraz dokonanie zakwalifikowania badanego typu obciążenia.
Metoda gazometryczna oparta jest na pomiarach wskaźników wymiany gazowej jaka zachodzi w procesie pracy między człowiekiem a otoczeniem. Przy jej pomocy określa się ilość 62 lub C02, względnie pobieranego, czy wydalanego powietrza. Przy pomocy tej metody można określić wartość:
> tlenu pobieranego dla wykonywania konkretnych czynności,
> maksymalnego poboru tlenu dla danego osobnika w dniu pomiaru.
Ilość 02, jaką człowiek jest zdolny przyjąć zależna jest m.in. od: jego stanu fizycznego, stopnia wytrenowania i przystosowania do dalszej pracy. Uzyskane wyniki badań konfrontuje się z wartościami przyjętymi dla danego stopnia ciężkości pracy. Występuje także możliwość dokonania oceny wydolności organizmu. Badania gazometryczne można wykonywać sposobem pośrednim i bezpośrednim, stosując specjalistyczną aparaturę, którą pracownik winien nosić w trakcie wykonywania czynności roboczych.
Metoda telemetryczna oparta jest na proporcjonalności skurczów serca do WE. Możliwość zapisywania ich na taśmie EKG, czy magnetofonowej zwiększa jej wierność interpretacji. Na podstawie wartości częstotliwości skurczów serca oblicza się WE, w czym pomocne są odpowiednie tablice. Dla prac przekraczających fizyczne możliwości człowieka należy dodatkowo wykonywać pomiar czasu restytucji tr, czyli czasu powrotu parametrów fizjologicznych do stanu wyjściowego. Na podstawie tej metody można również określić stopień uciążliwości i ciężkości pracy, odnosząc wyniki do wartości granicznych
Na podstawie uzyskanych wartości z każdej z ww. metod można określić:
> wydolność organizmu,
> stopień wytrenowania,
> stopień ciężkości pracy.
Ogólna wydolność fizyczna jest to zdolność organizmu do ciężkiej i długotrwałej pracy bez głębszych zmian w środowisku wewnętrznym (homeostazy). Miarą jej jest maksymalne pochłanianie tlenu przez ustrój tzw. pułap tlenowy. Czynnikami decydującymi o wydolności fizycznej człowieka są:
> energetyka wysiłku (metabolizmtlenowy i beztlenowy),
> koordynacja nerwowo-mięśniowa rożnych grup mięśniowych,
> termo reg ulać ja ustroju,
> czynniki psychologiczne (motywacja, subiektywna tolerancja zmian wywołanych zmęczeniem), charakterologiczne i zdrowotne.
Wydolność fizyczna kobiet jest mniejsza o 30% od wydolności
fizycznej mężczyzn o siedzącym trybie pracy.
Wysiłkiem maksymalnym określa się ten stan organizmu, kiedy dochodzi do maksymalnego nasilenia funkcji pobierania i dostarczenia do mięśni 02.
Wysiłkiem submaksymalnym nazwany jest wysiłek o niższej intensywności niż maksymalny.
Supramaksymalnym - jeżeli ma miejsce wysiłek o intensywności większej niż maksymalny.
Najkorzystniejszym przypadkiem stopnia ciężkości jest praca umiarkowana, gdyż wówczas zaopatrzenie w O2 jest wystarczające dla mięśni biorących udział w procesie pracy. Organizm osiąga wtedy stan równowagi pomiędzy powstawaniem, a wydalaniem produktów przemiany materii. Występująca tu oszczędność kosztów energii pozwala na znaczne przedłużenie czasu pracy.
Ocena obciążenia statycznego oparta jest na znajomości takich czynników jak:
> rodzaju przyjętej postawy ciała w trakcie wykonywanych czynności,
> stopnia wymuszenia zajmowanej pozycji i pochylenia ciała,
> możliwości zmiany przyjętej pozycji ciała,
> położenia kończyn i ich czynności ruchowych,
> chronometrażu czasu pracy pracownika.
Do oceny przyjąć należy pozycję ciała o największym obciążeniu statycznym, jeżeli utrzymywana jest w czasie dłuższym od 3 godz./zmianę roboczą.
Ocenę wykonuje się wg 3 stopniowej skali: małe, średnie lub duże, uwzględniając równocześnie wartość WE oraz monotypowosc
ruchów.
Skutki obciążenia człowieka wysiłkiem statycznym:
> wywołuje szybki rozwoju zmęczenia (szybszy niż wysiłek dynamiczny),
> występuje zmniejszony przepływ krwi przez napięte mięśnie, przy towarzyszących reakcjach hemodynamicznych jak: wzrost ciśnienia krwi, i przyspieszenie pracy serca,
> ma miejsce ucisk mechaniczny na naczynia krwionośne,
> złe jest zaopatrzenie komórek w tlen i odprowadzenie z nich szkodliwych substancji pochodzących z przemiany materii (ich lokalne gromadzenie się i ucisk na nerwowe zakończenia bólowe),
> szybki ubytek mięśniowych zapasów,
> lokalne zakłócenie homeostazy.
W tym celu stosuje się metodę szacunkową. Ponieważ w tego typu pracy biorą udział jedynie niektóre grupy mięśni, występuje więc stan miejscowego zmęczenia, dając efekt uciążliwości pracy.
W analizie brane są pod uwagę:
> stopień ograniczenia ruchowego,
> liczba powtórzeń,
> wielkość rozwijanych sił przez mięśnie będące w trakcie pracy.
Dużą rolę w procesie pracy odgrywa stopień angażowania systemu nerwowego człowieka. Istnieje granica jego możliwości. Na wielkość obciążenia tego systemu (zwanego psychicznym) mają wpływ rożne czynniki w zależności w jakim etapie procesu pracy się człowiek znajduje.
Itak:
> dla zjawisk percepcyjnych istotna jest ilość napływających informacji, ich złożoność, zmienność, czy jednoznaczność,
> gdy nie ma jednoznacznego przyporządkowania między sygnałem a reakcją, wysiłek psychiczny zależy od wagi podjętych decyzji,
> w procesach wykonawczych, mimo, że zależą one od wielkości wysiłku fizycznego, to może być też widoczny udział systemu nerwowego w przypadku złożoności wykonywanej czynności i jej stopniu identyfikacji.
Obciążenie psychiczne jest więc sumą wszystkich etapów pracy, a badania jego powinny być prowadzone zwłaszcza, gdy występuje: monotypia (powtarzające się czynności), monotonia (napływ tych samych informacji), czuwanie, konieczność podejmowania częstych i trudnych decyzji lub precyzyjne czynności motoryczne.
W badaniach mogą być stosowane metody oparte na wskaźnikach fizjologicznych lub psychologicznych. Badania fizjologiczne dot. tak małych zmian wartości, że sprawiają trudności w powszechnym użyciu, dlatego też raczej stosuje się psychologiczne takie jak:
> liczba wysyłanych informacji w jednostce czasu - analiza ilościowa,
> liczba błędów-analiza jakościowa pracy,
> czas reakcji,
> w tzw. zadaniu dodatkowym, co jest miarą rezerwowej zdolności do pracy.
Ocenę przeprowadza się wg 5 stopniowej skali, uwzględniając wcześniej stopień uciążliwości pracy, analizując jej następujące cechy:
> niezmienność (jednostajność) procesu pracy,
> niezmienność warunków pracy- środowiska,
> konieczność zachowania stałego napięcia uwagi.
> stopień skomplikowania wykonywanych operacji.
O stopniu monotonii świadczy ilość występujących cech:
> duża, gdy występują wszystkie 4-ry,
> średnia, gdy występują 3,
> mała, gdy występują 2 lub 1 z nich.
Zmęczenie jest to spadek zdolności do pracy, które rozwinęło się podczas pracy i jest jej następstwem. W zależności od przebiegu rozróżnia się następujące postacie zmęczenia:
> znużenie, które występuje przy nie dużym wysiłku, zwłaszcza w przyp. monotonii, monotypii i przy braku zaangażowania emocjonalnego,
> podostre, występuje przy krótkotrwałym, o średnim stopniu obciążenia, nie zagraża zdrowiu, szybko ustępuje,
> ostre, występuje po bardzo intensywnych a krótkich wysiłkach,
> przewlekłe, jest wynikiem kumulowania się mniejszych zmęczeń, rozciągnięte jest w czasie, trudne do rozpoznania,
> wyczerpanie - wysiłek przewyższa możliwości człowieka, typowe objawy to: drżenie mięśniowe, nudności, powiększenie wątroby.
Czynniki wpływające na proces zmęczenia:
> rodzaj i intensywność wysiłku,
> rodzaj wykonywanej czynności i czas ich wykonywania,
> ilość i długość przerw oraz moment ich wprowadzenia w czasie pracy,
> czynniki organizacyjne,
> motywacja i stopień zaangażowania pracownika,
> warunki: zdrowotne i adaptacyjne pracownika, jego sposób odżywiania,
> warunki środowiskowe,
> długość i sposób wykorzystanie czasu odpoczynku między poszczególnymi zmianami oraz wypoczynku wakacyjnego
Zmęczenie fizyczne charakteryzują następujące objawy:
> zmiany w układzie biochemicznym mięśnia,
> wzrost produktów przemiany materii,
> wyczerpanie zapasów energetycznych organizmu (m.in. pojawienie się długu tlenowego),
> pocenie się (odwodnienie organizmu, utrata elektrolitów, co znacznie przyspiesza rozwoju zmęczenia),
> pogorszenie koordynacji ruchowo-wzrokowej (spowolnienie ruchów, spadek sił mięśni i dokładności ruchu),
> spadek wydajności (wzrost liczby błędów, czasu reakcji),
> wzrost zagrożenia urazowego czy wypadkowego.
Zmęczenie psychiczne charakteryzująnastępujące objawy:
> zmniejszenie stopnia koncentracji,
> utrudnione myślenie,
> spowolnienie i osłabienie postrzegania,
> spadek motywacji,
> zaburzenia emocjonalne (apatia lub rozdrażnienie),
> nastawienie systemu nerwowego na odpoczynek (ziewanie, senność),
> spadek wydajności pracy (wzrost: tR, liczby błędów),
> spadek formy fizycznej, energii organizacyjnej,
> wzrost zachorowań, urazów i wypadków.