Текст книги "Общая и военная гигиена"

Физическое развитие

Под физическим развитием понимают совокупность морфологических признаков (роста, массы тела, ее составляющих и др.), характеризующих развитие организма в процессе жизнедеятельности (адекватность питания, водопотребления, физических нагрузок и др.).

Средние величины показателей физического развития используются как одни из критериев оценки здоровья. Они могут быть косвенными критериями мобилизационных ресурсов организма. Рост и масса тела учитываются при призыве на военную службу, в частности, не подлежат призыву лица ростом менее 150 см. Имеется ряд ограничений для отдельных видов Вооруженных Сил по показателям физического развития, что связано со спецификой военного труда танкистов, подводников, десантников, пограничников и пр.

Физическое развитие и его показатели, особенно масса тела и ее основные составляющие (мышечная масса, жир), зависят от фактического питания. Значительные отклонения от обычного статуса питания отрицательно сказываются на военно-профессиональной работоспособности и общей заболеваемости военнослужащих.

Оценка физического развития военнослужащих на индивидуальном уровне имеет целью выявление лиц с недостаточной и избыточной массой тела (группа риска), ведение динамического медицинского наблюдения за ними и осуществление соответствующих лечебно-профилактических мер.

Оценка физического развития на коллективном уровне производится с целью обоснования и проведения профилактических мероприятий по оптимизации питания и регулированию условий учебно-боевой деятельности воинского контингента.

Функциональное состояние

Под функциональным состоянием организма человека понимают совокупность физиологических функций, определяющих уровень функционирования и работоспособности организма. Показатели функционального состояния косвенно отражают пригодность индивидуума к выполнению социальных функций, для военнослужащих – уровень боеспособности.

На функциональное состояние организма оказывает воздействие множество экзогенных и эндогенных факторов. Оно изменяется под влиянием:

– физических, химических и биологических факторов окружающей среды;

– особенностей трудового процесса (тяжесть, напряженность, дискретность, непрерывность, ритмичность и др.);

– характера взаимодействий человека с орудиями труда;

– социальных факторов (мотивация, межличностные отношения);

– биологических ритмов;

– геофизических воздействий и пр.

Функциональное состояние зависит от возраста, психофизиологических и личностных особенностей, физиологических резервов, степени тренированности и профессиональной подготовленности. Оно подвержено воздействию характера труда, режима труда и отдыха, состояния питания и коммунально-бытового обслуживания, температурного режима, утомления и переутомления. Реагирование функционального состояния на воздействие многообразных факторов не позволяет использовать его показатели для обособленной конкретной оценки какого-либо отдельного фактора или группы причин, например физического развития. В то же время достоинством показателей функционального состояния является то, что каждый из них интегрально отражает взаимодействие среды и организма, а также готовность и пригодность последнего к выполнению социальных и других жизненно важных функций. Поэтому показатели функционального состояния удобны для интегрального изучения уровня здоровья и дееспособности личного состава.

В практической деятельности врачу важно оценить основные функции организма, обусловливающие его работоспособность. К их числу относится состояние кардио-респираторной и двигательной систем, а также психофизиологические показатели, характеризующие состояние центральной нервной системы и анализаторов.

Кардиореспираторная система определяет состояние физической работоспособности, поскольку обычные физические нагрузки имеют аэробный характер и зависят от функционирования системы транспорта кислорода к тканям организма.

Интегральным показателем аэробной мощности организма является максимальное потребление кислорода (МПК), которое человек способен усвоить в течение одной минуты. Аэробная мощность обусловливает основную составляющую физической работоспособности – общую выносливость, характеризующую навыки выполнения длительных физических нагрузок (бег на большие расстояния, маршевые переходы, переноска тяжестей и т. п.).

Суждение о функциональном состоянии делается на основании соотношения выполненной работы и частоты сердечных сокращений (ЧСС), связанных линейной зависимостью с интенсивностью выполняемой физической работы. Линейная зависимость между ЧСС, количеством выполняемой работы и потреблением кислорода служит критерием оценки аэробной мощности организма, в частности по показателю PWC₁₇₀ (physical work capacity) – объема физической работоспособности, которая выражается различными единицами: килограммометрами, килокалориями, ваттами и др.

В качестве показателя работоспособности человека при физических нагрузках, наряду с МПК и PWC₁₇₀, используют так называемый ватт-пульс, хорошо коррелирующий с этими показателями. Ватт-пульс представляет собой отношение мощности выполняемой работы к ЧСС на последней минуте нагрузочного теста. Для легкой работы ватт-пульс/мин составляет 1,21—0,18; для умеренной – 1,34—0,20; для тяжелой – 1,40—0,17.

Таким образом, с помощью нагрузочных проб по показателю отношения ЧСС к величине выполняемой физической работы оцениваются функциональное состояние кардиореспираторной системы, возможность выполнения военнослужащим тяжелой и напряженной работы, а также его общая выносливость. Снижение этих показателей отражает степень некомпенсированного утомления и переутомления у военнослужащих, что при значительной их доле в воинском коллективе является основанием для решения вопроса о боеспособности последнего и целесообразности дальнейшего боевого использования.

Мышечная сила. Силой мышц обозначают максимальное проявление произвольного усилия, которое может развить группа мышц в определенных условиях. Мышечная сила наряду с аэробной мощностью является важным показателем функционального состояния и работоспособности человека. Этот показатель в большей степени, чем кардиореспираторная система, зависит от мотивации индивидуума и отражает уровень его мышечной тренированности, характер питания, образ жизни и др., поэтому занимает важное место в гигиенической диагностике.

Сила идентичных групп мышц у разных людей неодинакова, она пропорциональна площади поперечного сечения мышцы. Если исходить из того, что геометрическая форма мышц у людей разного роста одинакова, то сила изменяется пропорционально квадрату роста. Следовательно, увеличение роста на 20 % дает увеличение силы на 44 %. Это дает определенные преимущества высокорослым людям при перемещении тяжестей руками, метании спортивных снарядов и т. п. Однако при преодолении массы собственного тела (например, при подтягивании на перекладине и т. д.) у них преимущества нет, так как масса тела увеличивается пропорционально кубу роста.

Сила зависит от пола и возраста. Половые различия мало выражены до полового созревания. Однако показатели силы у взрослых женщин ниже на 30–35 % по сравнению с мужчинами. Частично это объясняется различием роста. Но после соответствующей коррекции силовые показатели у женщин, в среднем, составляют только 80 % от показателей мышечной силы у мужчин. Взрослые мужчины достигают максимума изометрической силы в возрасте около 30 лет, потом сила уменьшается. Этот процесс быстрее идет в крупных мышцах нижних конечностей и туловища. Сила рук сохраняется дольше.

Обычно у человека, имеющего сильные руки, хорошо развиты мышцы туловища и ног. Однако между силой различных мышечных групп высокой степени корреляции нет. Тесная положительная корреляция (около 0,8) существует между симметричными контралатеральными мышцами.

При антропометрии обычно измеряются показатели силы кисти и разгибателей спины (становой силы), но с точки зрения здоровья особое значение имеет состояние мускулатуры спины. Слабость этих мышц чаще всего является причиной болевых симптомов и снижения работоспособности человека.

Таким образом, по показателям мышечной силы можно косвенно судить о состоянии физической подготовленности и пригодности, явлениях утомления и переутомления, а в отдельных случаях о воздействии вредных факторов среды обитания.

Физическая подготовленность и работоспособность

Физическая подготовленность является одним из основных показателей здоровья военнослужащих. Высокая степень физической подготовленности обеспечивает успешное овладение боевой техникой и ее эффективное использование. Физически крепкие военнослужащие стойко переносят повышенные нагрузки, нервно-психическое напряжение и действие других неблагоприятных факторов учебно-боевой деятельности. Физическая подготовленность в значительной степени обусловливает боевую готовность личного состава, которая характеризует «человеческий» фактор боеспособности воинских частей и отражает сложный комплекс физиологических, психологических и моральных качеств.

Физическая пригодность – один из основных критериев отбора на военную службу, контроля за боевой и физической подготовкой, за отношением военнослужащего к поддержанию и сохранению своего здоровья. Независимо от специальности у личного состава необходимо вырабатывать и поддерживать на высоком уровне такие основные качества, как общую, силовую и скоростную выносливость, ловкость, быстроту действий и др.

Различные уровни физической подготовленности человека обусловливаются развитием и тренированностью определенных систем организма. Так, развитие общей выносливости требует преимущественного повышения функционального состояния кардиореспираторной системы, скоростная выносливость улучшается благодаря тренировке анаэробного дыхания, быстрота, ловкость, пространственная ориентация зависят от состояния психофизиологических качеств и т. д.

Для комплексной оценки физической подготовленности целесообразно использовать 2–3 упражнения, причем обязательно включать в их число показатель, характеризующий общую выносливость. В качестве такового наиболее распространен бег на 1000 м.

Таким образом, по состоянию физической подготовленности оценивается уровень физической пригодности военнослужащего, адекватность физической подготовки, наличие явлений некомпенсированного утомления и переутомления, воздействия других вредных факторов среды обитания.

Адаптационные резервы

Условия, в которых организм человека может функционировать, весьма ограничены. Достаточно повышения или понижения температуры тела всего на один градус, как человек начинает чувствовать себя некомфортно. Обычно это состояние принято называть болезненным, поскольку в обычных условиях оно в большинстве случаев обусловлено болезнью. А если изменить температуру тела на пять – шесть градусов, то могут начаться необратимые процессы, приводящие к смерти организма.

Параметры окружающей среды также имеют весьма незначительный интервал изменения характеристик, в рамках которых человеческий организм может нормально функционировать. На протяжении всей своей жизни человек постоянно сталкивается с ситуациями, которые грозят ему гибелью. Многие из этих ситуаций обусловлены природными явлениями. Другие возникают при неразумной деятельности или поведении самого человека. Однако, несмотря на всю хрупкость своего организма, человек живет, действует и созидает.

Можно говорить о разных факторах, обусловливающих выживание человека как вида, но все они связаны, с одной стороны, со способностью организма регулировать параметры внутренней среды, а с другой, – со способностью опосредованного отражения человеком окружающей действительности. Этой способностью человек обладает благодаря нервной системе и психике. Именно они в значительной степени определяют возможность выживания человека как вида, поскольку обеспечивают процесс адаптации человека к условиям среды.

Понятие адаптации – одно из основных в научном исследовании организма, поскольку именно механизмы адаптации, выработанные в процессе эволюции, обеспечивают возможность существования организма в постоянно изменяющихся условиях окружающей среды. Благодаря процессу адаптации достигается оптимальное функционирование всех систем организма и сбалансированность в системе «человек – окружающая среда».

В процессе профессиональной деятельности человек никогда не работает на пределе своих возможностей. Обычная нагрузка работающего в нормальных условиях специалиста составляет лишь 30–50 % от максимальной нагрузки, которую он может выполнять, мобилизуя свои физиологические резервы.

Мобилизация адаптационных резервов связана с биологической значимостью реакций для организма. Заметное увеличение самих резервных возможностей основано на согласованных в интересах целостного организма реакциях отдельных органов и систем. Так, торможение деятельности пищеварительных желез и органов выделения при тяжелой мышечной работе или гипоксии играет положительную роль, сохраняя резервные силы для усиления функций дыхания и кровообращения, непосредственно обеспечивающих транспорт кислорода тканям организма. Мобилизация функциональных резервов идет по пути изменения интенсивности энергетических реакций, увеличения доли гормональных влияний, перестройки биохимических реакций, увеличения взаимодействия сопряженных функционирующих систем и т. д.

Практические мероприятия, направленные на повышение устойчивости человека к профессиональным нагрузкам и экстремальным факторам, заключаются в расширении диапазона физиологических резервов организма. Оно может обеспечиваться путем закаливания организма, общей и направленной физической подготовки, специальной тренировки к неблагоприятным факторам (термобарокамеры, экспериментальные стенды, тренажеры), в процессе трудовой деятельности и путем использования фармакологических средств и адаптогенов.

Наличие хороших адаптационных резервов позволяет человеку в ряде случаев переносить без отрицательных последствий и при сохранении высокой работоспособности воздействие таких величин экстремальных факторов, которые значительно превышают принятые предельно допустимые уровни. Различные данные о пределах устойчивости здорового человека к необычным факторам, составляющим специфику условий военного труда, в значительной степени объясняются различным диапазоном физиологических резервов у отдельных людей.

Максимально достижимое напряжение функции – понятие весьма условное, его величина изменяется в широких пределах в зависимости от индивидуальных особенностей человека и конкретных условий работы органа, системы, организма в целом (нагрузка, темп работы и т. д.). Кроме того, физиологический резерв в значительной степени обусловлен фактором времени (продолжительностью работы), возрастными особенностями человека, сезонными и циркадными ритмами. Все эти обстоятельства следует учитывать при оценке физиологических резервов организма. Мерой физиологических резервов организма и его выносливости к физической нагрузке может служить величина, которая характеризует способность человека к выполнению физической нагрузки.

Для выявления диапазона физиологических резервов организма человека применяют интенсивные, кратковременные, строго дозированные физические и умственные нагрузки, так называемые функциональные пробы.

Оценка изменений исследуемых функций при функциональных пробах на различных этапах трудовой деятельности человека позволяет составить представление об адаптационных резервах организма и их изменениях в процессе работы.

При снижении адаптационных резервов организма под влиянием длительной и напряженной работы период восстановления физиологических показателей при функциональной пробе может извращаться или затягиваться (больше 15 мин). В норме восстановление показателей газообмена, ЧСС и других протекает по экспоненте, т. е. эффективность восстановления уменьшается по мере удаления от момента окончания физической нагрузки. При снижении физиологических резервов после дозированной физической нагрузки значительно увеличивается валовое и избыточное потребление кислорода. Одновременно заметно снижается работоспособность человека по прямым показателям эффективности работы.

При оценке функционального состояния человека и его работоспособности в процессе профессиональной деятельности выявление физиологических резервов организма должно быть непременным условием.

При функциональных пробах величина нагрузки определяется временем, количеством выполненных движений, темпом и характером изменений физиологических показателей.

Чтобы судить о происшедших в организме сдвигах, каждая функциональная проба должна выполняться по меньшей мере 2 раза: до нагрузки и после ее окончания. Пробы могут также применяться на различных этапах трудового процесса.

Таким образом, оценка физиологических резервов организма позволяет выявить процесс изменения функционального состояния и физической работоспособности, прогнозировать негативные изменения здоровья и дееспособности личного состава. Снижение функциональных резервов индивидуума и коллектива свидетельствует о необходимости проведения разноплановых профилактических мероприятий, в том числе направленных на оптимизацию среды обитания.

Биохимический статус

При действии физических, химических и биологических факторов на военнослужащих в процессе учебно-боевой деятельности большинство биохимических изменений в организме носит адаптационный характер и свидетельствует о неблагополучии во взаимоотношениях системы «человек – окружающая среда». Существенные отклонения в биохимическом статусе являются основанием для проведения первичных профилактических мер, направленных на коррекцию данной системы организма.

По биохимическим изменениям можно судить не только о патогенезе предболезни и болезни, но и рассматривать их как показатель причинно-следственных отклонений в системе «человек – окружающая среда», и как основание для проведения профилактических мероприятий.

Иммунорезистентность организма

Функционирование организма как единого целого возможно только при поддержании антигенного гомеостаза, т. е. эффективного уничтожения и выведения из организма генетически чужеродных высокомолекулярных веществ, клеток, тканей (антигенов). Защита организма человека от антигенов осуществляется с помощью разных по своей природе факторов.

К факторам и механизмам неспецифической защиты, являющимися филогенетически наиболее древними, передающимися по наследству анатомическими и физиологическими признаками, относятся кожные и слизистые барьеры, цитолитические и цитостатические свойства секретов и сыворотки крови, фагоцитирующие клетки, система комплемента и др. От целостности и эффективности этой «первой линии обороны» во многом зависит невосприимчивость организма к инфекциям. Проявление этих факторов не зависит от природы антигена.

Образование факторов специфической иммунной защиты обусловлено взаимодействием организма человека с антигенами. Генетически чужеродные тела, имеющие соответствующие антигены, взаимодействуют с клетками иммунной системы, индуцируя при этом разные формы иммунного ответа, которые определяются участием соответствующих субпопуляций иммунокомпетентных клеток.

Как врожденная, так и приобретенная недостаточность специфических и неспецифических механизмов защиты от генетически чужеродных антигенов, срыв в регуляции иммунного гомеостаза ведет к несбалансированному функционированию отдельных ее звеньев и может обусловить появление различных инфекционных осложнений, аутоиммунной патологии, злокачественных опухолей, аллергических заболеваний.

Кроме того, известно, что влияние иммунной системы сказывается на функционировании многих других систем и органов. В свою очередь, иммунная система организма, ее анатомическое строение и функциональная активность в большой степени зависят от состояния нервной и эндокринной систем, условий окружающей среды, уровня физической и психоэмоциональной нагрузки.

Таким образом, состояние иммунитета в значительной степени определяет уровень здоровья человека.

В настоящее время для характеристики системы резистентности применяется понятие иммунный статус, который характеризуется комплексом информативных показателей, отражающих состояние различных звеньев системы иммунитета и неспецифической резистентности в момент исследования.

Современная иммунология оперирует множеством методов исследования, при помощи которых можно установить локализацию дефекта иммунитета. Большинство этих методов чрезвычайно трудоемки и требуют высококвалифицированного выполнения. Поэтому целесообразно использовать двухэтапный принцип оценки иммунного статуса.

На первом этапе, особенно если предполагается массовое обследование с помощью простых ориентирующих методов, дается общая характеристика активного иммунитета. К тестам первого уровня могут быть отнесены следующие:

– подсчет абсолютного и относительного числа лейкоцитов и лимфоцитов в периферической крови;

– определение реакции гиперчувствительности замедленного типа к туберкулину – реакция Манту;

– определение бактерицидных свойств кожи.

При анализе результатов, полученных при помощи тестов первого уровня, следует учесть, что как специфическая, так и неспецифическая резистентность организма может быть транзиторно снижена как следствие перенесенного заболевания (особенно вирусной этиологии), употребления некоторых лекарственных средств, недосыпания и т. п. Если на первом этапе выявлено снижение показателей иммунореактивности, тесты следует повторить через 3–4 нед. Когда снижение оказывается стойким, переходят ко второму этапу анализа. Тесты первого уровня могут быть выполнены в клинической лаборатории врачом-лаборантом, тесты второго уровня – врачом-иммунологом.

Тесты второго уровня позволяют, во-первых, подтвердить результаты, полученные на первом этапе, и, во-вторых, более точно определить локализацию дефекта в системе регуляции антигенного гомеостаза. Для этих целей в системе первичного звена медицинской службы наиболее приемлемы следующие методы:

– определение относительного и абсолютного количества Т– и В-лимфоцитов крови (у здоровых лиц эти показатели равны);

– определение дифференцировочных антигенов Т-лимфоцитов;

– реакция торможения миграции лейкоцитов;

– количественное определение иммуноглобулинов методом радиальной иммунодиффузии;

– определение параметров фагоцитарной реакции нейтрофилов крови;

– определение лизоцима в сыворотке крови и др.

Различные показатели, характеризующие иммунный статус здоровых лиц, могут иметь объективные отклонения в зависимости от пола, возраста, особенностей конкретного региона, характеристик используемых реактивов. Отклонения от нормы каких-либо показателей иммунореактивности у обследуемых могут носить транзиторный характер и требуют подтверждения. По одному какому-либо тесту не представляется возможным с полной уверенностью судить о состоянии иммунной системы, поэтому обследование должно носить комплексный характер. Если при обследовании вышеприведенными методами определено стойкое изменение показателей иммунореактивности, то пациент должен быть направлен в специализированное лечебно-профилактическое учреждение для окончательной диагностики и лечения.