Анализаторы и иммунитет бжд
Зрительный анализатор.В жизни человека зрение играет главную роль. Достаточно сказать, что более 90% информации о внешнем мире мы получаем благодаря зрительному анализатору. Ощущение света возникает в результате влияния электромагнитных волн длинной 380-780 нанометров (нм) на рецепторные структуры зрительного анализатора, т.е. первым этапом в формировании светоощущения есть трансформация энергии раздражителя в процесс нервного возбуждения. Это происходит в сетчатой оболочке глаза. Характерной чертой зрительного анализатора являются ощущения света, т.е. спектрального состава светового (солнечного) излучения.
Волны, которые находятся внутри указанного диапазона (380-780 нм), отличаются длинной и создают, в свою очередь, ощущение разного цвета (380-450 нм — фиолетовый, 480- синий, 521- зеленый, 573- желтый, 650- оранжевый, 650-780- красный).
Следует отметить, что зрительный анализатор имеет некоторые своеобразные характеристики, такие как инерция зрения, зрительное отображение (миражи, гало, иллюзии), видимость. Последнее свидетельствует о сложности процессов, которые протекают в зрительной системе по восприятию реальной действительности и безусловное участие в этой деятельности нашего мышления.
Слуховой анализатор— является вторым по значению для восприятия человеком окружающей среды и безопасности жизнедеятельности. В то время как глаз чувствителен к электромагнитной энергии, ухо реагирует на механические воздействия, связанные с периодическими изменениями атмосферного давления в соответствующем диапазоне. Колебания воздуха, которые действуют с определенной частотой и периодическим появлением областей высокого и низкого давления, воспринимаются нами как звуки.
Слуховой анализатор представляет собой специальную систему для восприятия звуковых колебаний, формирования слуховых ощущений и опознавания звуковых образов. Вспомогательный аппарат периферической части анализатора — ухо. Различают внешнее ухо (ушная раковина, внешняя слуховая и барабанная перепонки), среднее ухо (молоточек, наковальня и стремя) и внутреннее ухо (где расположенные рецепторы, которые воспринимают звуковые колебания). Физическая единица, с помощью которой оценивается частота колебаний воздуха в секунду — герц (Гц), численно равняется одному полному колебанию, которое осуществляется за одну секунду.
Для оценки субъективной громкости воспринимаемого звука предложена специальная шкала, единицей измерения которой есть децибел.
Кожный, или тактильный анализаториграет исключительную роль в жизни человека, особенно при его взаимодействии со зрительным и слуховым анализаторами при формировании целостного восприятия окружающего мира. При потере зрения и слуха человек с помощью тактильного анализатора за счет тренировки и разнообразных технических приспособлений может «слышать», «читать», т.е. действовать и быть полезным обществу.
Тактильной чувствительностью человек обязан функционированию механорецепторов кожного анализатора. Источником тактильных ощущений являются механические воздействия в виде прикосновения или давления.
В коже различают три прослойки: внешнюю (эпидермис), соединительно-тканевую (собственно кожа — дерма) и подкожную жировую клетчатку. В коже очень много нервных волокон и нервных окончаний, которые распределены крайне неравномерно и обеспечивают разным участкам тела различную чувствительность. Наличие на коже волосяного покрова значительно повышает чувствительность тактильного анализатора.
Температурно-сенсорную систему обычно рассматривают как часть кожного анализатора, благодаря совпадению расположения рецепторов и проводниковых путей. Поскольку человек является теплокровным существом, то все биохимические процессы в его организме могут протекать с необходимой скоростью и направлением при определенном диапазоне температур. На поддержку этого диапазона температур и направлены терморегуляционные процессы (теплопродукция и теплоотдача). При высокой температуре внешней среды — сосуды кожи расширяются и теплоотдача усиливается, при низкой температуре — сосуды суживаются и теплоотдача уменьшается.
Анализатор внутренних органов, иливисцеральный анализатор, играет чрезвычайно важную роль в здоровье и жизни человека. Если внешние анализаторы предупреждают человека о явной опасности, то этот анализатор определяет опасности скрытого, неявного характера. Эти опасности серьезно влияют на жизнедеятельность человеческого организма. Для понимания биологической значимости внутреннего анализатора необходимо определить понятие «внутренняя среда организма». Когда мы говорим о плохом состоянии здоровья, то это касается, прежде всего, нарушения равновесия внутренней среды организма.
Внутренняя среда (кровь, лимфа, тканевая жидкость, с которыми контактирует каждая клетка живого организма), несмотря на все изменения внешней среды, сохраняет относительное постоянство.«Постоянство среды допускает такое совершенство организма, чтобы внешние изменения в каждый миг компенсировались и уравновешивались»,— американский физиологУ. Кеннон (1871-1945гг.) назвал это свойство гомеостазом.
Гомеостаз — состояние внутреннего динамического равновесия природной системы, которая поддерживается регулярным возобновлением основных ее структур, материально-энергетического состава и постоянной функциональной саморегуляцией во всех её звеньях.
Внешняя и внутренняя среды диалектически едины. Когда на организм действуют чрезвычайные раздражители, он сам активно формирует такую внутреннюю среду, которая позволяет оптимизировать физиологические процессы в новых условиях существования.
1.4.2. Характеристика анализаторов человека
Для поддержания системы «Человек — Среда обитания»
в безопасном состоянии необходимо согласовывать действия человека с
элементами окружающей среды. Человек осуществляет непосредственную связь
с окружающей средой при помощи органов чувств.
Органы чувств
– это сложные сенсорные системы (анализаторы), включающие воспринимающие
элементы (рецепторы), проводящие нервные пути и соответствующие
отделы в головном мозге, где сигнал преобразуется в ощущение.
Основной характеристикой анализатора является чувствительность,
которая характеризуется величиной порога ощущения. Различают
абсолютный и дифференцированный пороги ощущения.
Абсолютный порог
ощущения – это минимальная сила раздражения, способная вызвать
появление реакции.
Дифференциальный
порог ощущения – это минимальная величина, на которую нужно
изменить раздражение, чтобы вызвать изменение ответа.
Психофизическими опытами установлено, что величина
ощущений изменяется медленнее, чем сила раздражителя.
Время, проходящее от начала воздействия раздражителя
до появления ощущений, называют латентным периодом.
Рассмотрим некоторые анализаторы, влияющие на условия
безопасной деятельности человека.
ЗРИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗАТОР
Примерно от 70 до 90% информации о внешнем мире
человек получает через зрение. Орган зрения — глаз — обладает высокой
чувствительностью. Изменение размера зрачка от 1,5 до 8 мм позволяет
глазу менять чувствительность в сотни тысяч раз. Сетчатка
глаза воспринимает излучения с длиной волн от 380 (фиолетовый
цвет) до 760 (красный цвет) нанометров (миллиардных частей метра).
При обеспечении безопасности необходимо учитывать время,
требуемое для адаптации глаза. Приспособление зрительного анализатора
к большей освещённости называется световой адаптацией. Она требует
от 1-2 до 8-10 минут. Приспособление глаза к плохой освещённости (расширение
зрачка и повышение чувствительности) называется темновой адаптацией
и требует от 40 до 80 минут.
В период адаптации глаз деятельность человека связана
с определённой опасностью. Чтобы исключить необходимость
адаптации или уменьшить её влияние, в производственных условиях не разрешается
использовать только одно местное освещение. Необходимо применять
меры для защиты человека от слепящего действия источников света и различных
блестящих поверхностей, устраивать тамбуры при переходе из тёмного
помещения (например, в фотолабораториях) в нормально освещённое и др.
Зрение характеризуется остротой, то есть минимальным
углом, под которым две точки ещё видны как раздельные. Острота
зрения зависит от освещённости, контрастности и других факторов.
В основе расчёта графической точности лежит физиологическая острота
зрения.
Бинокулярное поле зрения охватывает в горизонтальном
направлении 120-160 градусов, по вертикали: вверх —
55-60 градусов, вниз — 65-72 градуса. Зона оптимальной
видимости (учитывается при организации рабочего места) ограничена полем:
вверх — 25 градусов, вниз — 35 градусов, вправо и влево – по 32 градуса.
Ошибка оценки расстояния до 30 метров в среднем
составляет 12%, при увеличении расстояния ошибка возрастает.
Ощущение, вызванное световым сигналом, сохраняется
в глазу за счёт инерции зрения до 0,3 секунды. Инерция зрения
порождает стробоскопический эффект:
1) восприятие в условиях прерывистого
наблюдения быстродвижущегося предмета неподвижным;2) восприятие быстрой смены изображений отдельных
моментов движения тела как непрерывного его движения.
Стробоскопический эффект может быть опасным. Например,
опасную ситуацию могут создать газоразрядные лампы освещения. Колебания
электрического напряжения создают колебания светового потока. Кажущаяся
остановка вращающегося предмета наблюдается при равенстве частот вращения
объекта и колебаний света. Когда частота вспышек света больше числа
оборотов вращающегося предмета, создаётся иллюзия вращения в противоположную
от реальности сторону.
Светочувствительные клетки (анализаторы) глаза по форме
напоминают маленькие палочки и колбочки. В сетчатке человека имеется
около 130 миллионов палочек и 6-7 миллионов колбочек. Благодаря палочкам
человек видит ночью, но зрение бесцветное (ахроматическое), почему
и возникло выражение: “Ночью все кошки серые”. И наоборот — днём
главная роль принадлежит колбочкам, соответственно днём, зрение цветное
(хроматическое).
С позиции безопасности должны учитываться все
отклонения от нормы в восприятии цвета. К этим отклонениям относятся:
цветовая слепота, дальтонизм и гемералопия (“куриная слепота”).
Человек, страдающий цветовой слепотой, воспринимает все
цвета как серые. Дальтонизм — частный случай цветовой
слепоты. Дальтоники обычно не различают красный и зелёный
цвета, а иногда жёлтый и фиолетовый. Им эти
цвета кажутся серыми. Статистически примерно 5% мужчин и
0,5% женщин являются дальтониками. Люди, страдающие дальтонизмом, не
могут работать там, где в целях безопасности используются сигнальные
цвета (например, водителями). Человек, страдающий гемералопией,
теряет способность видеть при ослабленном (сумеречном, ночном) освещении.
Цвета оказывают на человека различное психофизиологическое
воздействие, что необходимо учитывать при обеспечении безопасности и
в технической эстетике.
СЛУХОВОЙ АНАЛИЗАТОР И ВИБРАЦИОННАЯ
ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ
Мир наполнен звуками. Звуковая волна характеризуется
уровнем интенсивности и частотой, что субъективно воспринимается как
громкость и высота звука. Звуки доставляют человеку многочисленную информацию.
Некоторые звуки исполняют роль сигналов, предупреждающих об опасности.
Человеческое ухо очень чувствительно и по своему
строению делится на три части: наружное, среднее и внутреннее,
и выполняет две функции: восприятие звуков и сохранение
равновесия тела.
Ушная раковина способствует улавливанию и определению
направления звуков. Барабанная перепонка имеет толщину около 0,1 миллиметра.
Под влиянием звукового давления перепонка колеблется. За перепонкой
находится среднее ухо и далее внутреннее ухо, заполненное особой жидкостью,
с двумя органами — органом слуха и вестибулярным аппаратом, обеспечивающим
возможность сохранения равновесия тела.
Орган слуха имеет около 23 тысяч клеток
— анализаторов, в которых звуковые волны превращаются в нервные
импульсы, идущие в мозг. Человеческое ухо воспринимает звуки частотой
от 16-20 герц (Гц) до 20-22 кГц. Интенсивность звуков принято
измерять в таких относительных единицах, как белы и децибелы (дБ).
Важная особенность слуха — бинауральный эффект
– возможность определения направления звука. Звук доходит до ушной раковины,
обращённой к источнику звука, быстрее, чем до другой, более удалённой.
У людей, глухих на одно ухо, бинауральный эффект отсутствует. Бинауральный
эффект мало помогает при поступлении звука сверху.
Пороги восприятия звука человеком показаны на рисунках
1.4 и 1.5.
Рис. 1.4. Восприятие звука по частоте
Рис. 1.5. Восприятие звука по интенсивности (громкости)
Вестибулярный аппарат — орган,
обеспечивающий сохранение равновесия тела. Для ряда профессий
состояние вестибулярного аппарата имеет особенно важное значение (моряки,
лётчики, работы на высоте и др.).
Вредное влияние вибраций на человека заключается в
их локальном раздражающем и повреждающем воздействии на ткани и содержащиеся
в них рецепторы. Поскольку эти рецепторы связаны с центральной нервной
системой, их рефлекторное действие оказывает влияние на различные системы
организма.
При низких частотах механических колебаний (до 10 Гц),
вибрации охватывают весь организм независимо от расположения их источника.
Систематическое воздействие низкочастотных вибраций обычно поражает
мышцы человека.
При воздействии высокочастотных вибраций зона их распространения
ограничивается местом контакта, что вызывает изменения в стенках кровеносных
сосудов и приводит к нарушению сосудистой системы.
Воздействие общей вибрации с частотой от 4-5
до 8-12 Гц связано с явлением резонанса (увеличением амплитуды колебаний
отдельных органов тела человека), поэтому воздействие этих частот имеет
наиболее негативные последствия.
Вибрации воздействуют на сенсорную систему. Общие вибрации
ухудшают остроту и сужают поле зрения, снижают светочувствительность
глаз и нарушают вестибулярную функцию. Воздействие локальных вибраций
снижает вибрационную, тактильную, температурную, болевую и проприоцептивную
чувствительность.
Интенсивная вибрация при продолжительном воздействии
приводит к серьёзным изменениям деятельности всех систем организма
и, при определённых условиях, может вызвать тяжёлое заболевание — виброболезнь.
Вибрация ощущается в диапазоне частот от 1 до 10 000
Гц. Наиболее высокая чувствительность к частотам от 200 до 250
Гц. При увеличении или уменьшении частоты вибрации чувствительность
снижается. Пороги вибрационной чувствительности неодинаковы для различных
участков тела.
ОСЯЗАНИЕ
Кожа — сложный орган, выполняющий множество защитно-оборонительных
функций. Она защищает кровь от проникновения в неё химических
веществ, предотвращая отравление организма, исполняет роль регулятора
температуры тела, охраняя организм от перегрева и переохлаждения.
Кожа служит первым защитным барьером в момент
прикосновения токоведущего проводника к телу.
Обладая большим электрическим сопротивлением, достигающим иногда
десятки тысяч Ом, кожа, в первый момент, препятствует
прохождению электрического тока через внутренние органы, что позволяет
включиться другим видам защиты организма.
Функциональное нарушение 30-50% кожного
покрова, при отсутствии специальной медицинской помощи,
приводит к гибели человека.
На 1 см2 кожи имеется примерно 25 точек
— тактильных анализаторов, воспринимающих ощущения, возникающие
при воздействии на кожную поверхность различных
механических стимулов (прикосновение, давление). Кроме этого на коже
имеются неравномерно распределённые анализаторы, воспринимающие
боль, тепло и холод.
Тактильный анализатор обладает высокой способностью
к пространственной локализации. Характерная его особенность
– быстрое развитие адаптации (привыкания), т.е. исчезновение
чувства прикосновения или давления. Время адаптации зависит от
силы раздражителя, для различных участков тела оно колеблется
от 2 до 20 секунд. Благодаря адаптации мы не чувствуем прикосновение
одежды к телу.
ТЕМПЕРАТУРНАЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ
Температурная чувствительность свойственна организмам,
обладающим постоянной температурой тела, достигаемой терморегуляцией.
Температура кожи ниже внутренней температуры тела (примерно 36,6оС)
и различна для отдельных участков (на
лбу 34-35, на лице 20-25, на животе 34, на стопах ног 25-27оС).
В коже человека находятся два вида анализаторов температуры:
одни реагируют только на холод, другие — только на тепло. Всего
на коже около 30 тысяч тепловых точек и примерно 250 тысяч точек
холода.
Порог различительной чувствительности изменения температуры
составляет примерно 1оС. Время, необходимое для ощущения
температуры, находится в диапазоне от 0,28 до 1,60 секунды. Температурные
анализаторы, защищая организм от перегрева и переохлаждения,
помогают сохранять постоянную температуру тела.
ОБОНЯНИЕ
Запах может служить сигналом, предупреждающим
об опасности. Всем известно, как опасны газы. Для распознавания опасных
газов, не имеющих запаха, к ним добавляют специальные сильно пахнущие
вещества — одоранты. Широко распространённых приборов
для измерения силы запаха пока нет. Однако наш нос мгновенно чувствует
даже самые малые доли пахучих веществ.
У человека около 60 миллионов обонятельных клеток,
расположенных в слизистой оболочке носовых раковин. Клетки
покрыты огромным количеством волосков длиной 30-40 ангстрем (3-4 нанометра).
Площадь их соприкосновения с пахучими веществами — 5-7 м2.
От обонятельных клеток отходят нервные волокна, посылающие
сигналы о запахах в мозг.
Если на анализаторы попадает вещество, опасное для
жизни или угрожающее здоровью человека (эфир, нашатырный спирт, хлороформ
и т.д.), рефлекторно замедляется или кратковременно задерживается
дыхание.
ВОСПРИЯТИЕ ВКУСА
В физиологии и психологии принята четырёхкомпонентная
теория вкуса, согласно которой вкус имеет четыре основных вида: сладкий,
солёный, кислый и горький. Все остальные вкусовые ощущения — комбинация
основных видов.
Вкус воспринимается специальными клеточными
образованьями (похожими на луковицы), находящимися в слизистой оболочке
языка.
Различительная чувствительность вкусового
анализатора довольно груба, тем не менее, вкусовые ощущения
играют предупредительную роль в обеспечении безопасности.
Вкусовой анализатор примерно в 10 тысяч раз грубее
обоняния, индивидуальное восприятие вкуса может различаться до 20%.
Попавшим в экстремальную ситуацию можно воспользоваться
рекомендацией йогов: пробуя незнакомую пищу, постарайтесь,
как можно дольше держать её во рту, медленно пережёвывая
и прислушиваясь к своим ощущениям. Если появится
явное желание проглотить, тогда попробуйте рискнуть.
МЫШЕЧНОЕ ЧУВСТВО
В мышцах человека есть специальные рецепторы.
Их называют проприоцепторами (от латинского proprius —
собственный). Они посылают сигналы в мозг, сообщая о том, в каком
состоянии находятся мышцы. В ответ мозг направляет импульсы, координирующие
работу мышц. Мышечное чувство, учитывая воздействие гравитации,
“работает” постоянно. Благодаря мышечному чувству человек принимает
более удобную позу.
В определённой степени от удобного положения
тела человека зависит его работоспособность, а в некоторых случаях
– здоровье и безопасность.
БОЛЕВАЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ
Боль — сигнал тревоги для организма, призыв
к борьбе с опасностью. Боль воспринимают любые анализаторы, если превышен
верхний порог чувствительности, например, болевые
ощущения появляются при неожиданном ярком свете, при воздействии звука
интенсивностью более 130-140 дБ, воздействии тепла с температурой
более 45 или ниже 17оС. Кроме этого есть и специальные рецепторы
в слое кожи — болевые. На одном квадратном сантиметре кожи имеется порядка
100 болевых точек — оголённых окончаний нервов.
Боль может быть опасной, например, при болевом
шоке, который осложняет деятельность организма по самовосстановлению.
Болевые ощущения вызывают оборонительные рефлексы,
в частности, рефлекс удаления от раздражителя. Под влиянием
боли перестраивается работа всех систем организма.
Пример порога болевой чувствительности:
1) кожа живота
— 20 г/мм2;2) кончики пальцев
— 300 г/мм2.