Новые вакцины, сплавы, материи — невесомость меняет представления о привычных вещах. И навсегда оставляет свой отпечаток на человеке. Микрогравитация действует на только на организм — наука ждет от нее новых откровений
Что такое невесомость и бывает ли она на Земле
Невесомость — это состояние, при котором отсутствует сила воздействия тела на опору. Однако невесомость не равно антигравитация. Это популярное заблуждение. В 400 км от Земли, где со скоростью почти 8 км/с летит Международная космическая станция (МКС), сила притяжения сохраняется на 90% от привычной. Космонавты и предметы парят в воздухе, потому что вместе с МКС находятся в состоянии свободного падения, одновременно опускаясь и смещаясь в сторону. Наша планета их постоянно притягивает: корабль непременно рухнул бы, но поскольку Земля круглая, сохраняется орбитальное движение и постоянная высота. За счет формы планеты МКС постоянно «промахивается» мимо поверхности и продолжает двигаться по орбите дальше. Иначе говоря, падает и не может упасть.
Эффект свободного падения можно ощутить на аттракционах вроде «американских горок» или в скоростном лифте, который стремительно спускается с высокого этажа. На секунды они дарят состояние невесомости или, как ее еще принято называть, микрогравитации.
Чуть дольше — около 25 секунд — в невесомости можно оказаться в специальном самолете-лаборатории ИЛ-76 МДК. Он поднимается до 6 тыс. метров, после за 15 секунд с резким ускорением под углом 45º набирает высоту до 9 тыс. метров, а потом по плавной дуге (баллистической траектории) при отключенном моторе уходит вниз. В этот момент и наступает невесомость. На высоте 6 тыс. метров двигатели снова заводят и самолет переводится в обычный горизонтальный полет. Пилот выполняет такие «горки» (так называемые параболы Кеплера) 10-15 раз, он удерживает штурвал, не допуская даже малейших отклонений, что физически очень непросто.
Взлетает ИЛ-76 МДК с военного аэродрома «Чкаловский» в Подмосковье. Поучаствовать может любой более-менее здоровый человек, этим занимаются специальные коммерческие агентства, стоимость полета — ₽280 тыс.
В 2016 году альтернативная рок-группа Ok Go из Чикаго сняла в ИЛ-76 МДК клип на песню Upside down and Inside Out. Это первое профессиональное музыкальное видео в условиях невесомости. Самолет-лаборатория имитировал салон пассажирского S7 Airlines, роль стюардесс исполняли многократные призеры чемпионатов по художественной гимнастике Анастасия Бурдина и Татьяна Мартынова.
Для съемок клипа потребовался 21 полет или 2 часа 15 минут невесомости — больше, чем стандартная норма космонавтов в процессе подготовки.
Курение оказывает одно из самых негативных влияний на деятельность сердечно-сосудистой системы. Установлено, что в 25% смертность от этих заболеваний связана именно с курением. Особенно это касается случаев смерти лиц в молодом возрасте – у 80% мужчин, умерших от ишемической болезни сердца в возрасте до 45 лет, она развилась на почве курения. Курение сигарет усиливает риск внезапной смерти. Различные заболевания сердца и сосудов среди курильщиков встречаются значительно чаще, чем среди некурящих людей (например, частота инфаркта миокарда возрастает в два раза.
Что же происходит в сердечно-сосудистой системе во время курения?
Исследования показывают, что при выкуривании одной сигареты сердце человека начинает работать в ускоренном ритме, который сохраняется на протяжении 15 минут. Хватает всего нескольких затяжек, чтобы артериальное давление увеличилось на 5%, пульс участился на 14%. Такая реакция сердечно-сосудистой системы связана с воздействием никотина, который, попадая в кровь, вызывает выброс «гормона стресса» – адреналина. Повышение уровня адреналина запускает целый каскад реакций – мелкие сосуды (капилляры и артериолы) сужаются, повышается уровень артериального давления, а сердце начинает работать в ускоренном ритме. Даже спустя 20-30 минут после выкуривания сигареты, кровеносная система курильщика не возвращается к своему исходному состоянию, а сердце продолжает усиленно биться.
Оксид углерода (угарный газ) является очень токсичным компонентом табачного дыма. Гемоглобин, обычно транспортирующий кислород к тканям, соединяется с оксидом углерода, образуя карбоксигемоглобин. Содержание последнего в крови курильщика составляет 5-15%, но может достигать 20%, то есть концентрации, характерной для легкой степени острого отравления угарным газом. Вследствие этого кровь становится неспособной переносить достаточное количество кислорода из легких к тканям, что существенно нарушает снабжение кислородом сердечной мышцы (миокарда), развивается ишемическая болезнь сердца. Кроме того, этот компонент табачного дыма повреждает эндотелий кровеносных сосудов и увеличивает риск сужения коронарных артерий.
Влияние курения на сердечно-сосудистую систему проявляется также в том, что повышается свёртываемость крови за счёт увеличения уровня фибриногена и повышения вязкости крови, изменения адгезивных свойств тромбоцитов, а это способствует усилению тромбообразования. Как известно, оторвавшийся тромб зачастую приводит к печальным последствиям: инфаркт миокарда, инсульт головного мозга, инфаркт легкого. И самым неприятным фактом является то, что образование тромбов и даже сам момент их отрыва происходит абсолютно бессимптомно. Тромб может попасть в любой орган человеческого организма (сердце курильщика, головной мозг, селезенка и так далее). Основным проявлением данного патологического состояния являются внезапно появившиеся симптомы, связанные с нарушением кровообращения в каком-либо органе.
Также курение способствует увеличению уровня холестерина. Воздействуя на симпатическую нервную систему, никотин усиливает липолиз (расщепление жирных кислот), активирует процессы перекисного окисления липидов, ускоряет высвобождение свободных жирных кислот и повышает их содержание в крови. Это влечет за собой нарушения липидного обмена. Возрастает содержание в сыворотке крови общего холестерина и холестерина липопротеидов низкой плотности, снижается концентрация холестерина липопротеидов высокой плотности, обладающих антиатерогенным действием. В результате повышается вероятность развития атеросклероза, а также прогрессирования уже имеющихся его проявлений.
Обнаружено, что в крови у курящих повышена также концентрация белков острой фазы воспаления (а1-антитрипсин, гаптоглобин, фибриноген, церулоплазмин и др.), имеющих непосредственное отношение к развитию инфаркта миокарда и инсульта.
С курением сигарет связана не только ишемическая болезнь сердца. В ещё большей степени оно является причиной заболеваний периферических сосудов, в частности, эндартериита нижних конечностей (перемежающая хромота или облитерирующий эндартериит). После выкуривания одной сигареты спазм периферических сосудов держится примерно 20 мин, в связи с чем возрастает опасность развития закрытия просвета мелких сосудов. В периферических сосудах повышается тонус гладкой мускулатуры артериол, наблюдается их сужение и снижается температура кожи, образуются тромбы, ухудшается кровоснабжение и транспортировка кислорода к тканям. Сначала это ощущается как различные боли в ногах, а иногда и в руках. По мере увеличения стажа курения разрушительная сила никотина нарастает. Боли становятся всё сильнее и возникают при любом, даже незначительном движении. Пальцы ног и стопы всё время мерзнут, изменённые сосуды не имеют возможности питать их кислородом крови и другими необходимыми веществами. Финалом является развитие так называемой гангрены курильщика. Так часто внешне здоровые люди становятся инвалидами.
Повышенный риск коронарной болезни сердца среди курильщиков резко снижается, как только привычка к табаку оставлена. После примерно трех лет не курения риск умереть от этой болезни становится примерно таким же, как и у некурящих. Продолжая курить после инфаркта, курильщик увеличивает свои шансы на второй инфаркт.
Пассивное курение и его влияние на сердце
Термин «пассивное курение» означает непреднамеренное и нежеланное вдыхание воздуха, отравленного веществами, выделяющимися при курении. Пассивное курение способствует развитию заболеваний, свойственных курильщикам. Вред курения для людей, находящихся в одном помещении с курильщиком, возникает из-за того, что он вынужденно поглощает вещества, выделяемые так называемым «боковым потоком» дыма. Основной поток дыма поступает в легкие курильщика, а та часть дыма, которая выделяется в атмосферу, вдыхается всеми, кто находится поблизости. Во всем мире от последствий пассивного курения ежегодно погибает около 600 000 человек. Такие статистические данные привела Всемирная организация здравоохранения. Около 400 000 человек из этого количества погибают от сердечных недугов. Токсины, содержащиеся в выдыхаемом курящим человеком дыме, негативно влияют на кровеносные сосуды: эластичность сосудов снижается, повышается риск развития атеросклероза и стенокардии, что в свою очередь приводит к ишемической болезни сердца. Недостаточное снабжение тканей головного мозга кислородом вследствие вдыхания токсических продуктов сигаретного дыма ведет к повышенному риску развития инсульта — крайне тяжелого состояния, при котором отмирают клетки головного мозга.
Есть ли польза от невесомости
Практически все исследования на МКС связаны с невесомостью. В конце июля 2021 года к МКС присоединился новый 20-тонный российский модуль «Наука», предназначенный для множества экспериментов: от производства полупроводников до отработки технологий, важных для будущих пилотируемых полетов к дальним планетам.
Например, в эксперименте «Перепел» в условиях микрогравитации россияне попытаются вывести птенцов японского перепела. Если все удастся — птенцы родятся, выживут и сумеют приспособиться к невесомости, это снимет острый вопрос пополнения рациона экипажа свежими продуктами в потенциальных дальних пилотируемых экспедициях, к тому же продолжит исследования размножения живых организмов в космосе.
С растениями все получилось еще в 2015-м, тогда космонавты впервые съели урожай, выращенный в невесомости. Им стал красный салат ромэн. Поскольку понятий верха и низа в космосе нет, корни растут во всех направлениях. Чтобы вода, субстрат и удобрения не разлетались повсюду, их упаковали в специальные пакеты, которые удерживают корни и «выталкивают» побеги. Свет для фотосинтеза дают светодиоды, они же указывают стеблям, в какую сторону расти.
Каждый космический экипаж сначала на советском «Салюте», американском Skylab, российском «Мире», теперь на международной МКС провел больше сотни научных экспериментов. Желающих же гораздо больше. Перед очередным стартом рассматриваются тысячи предложений: получить разрешение на проведение опытов в невесомости мечтает практически каждая отрасль современной науки. Космическая среда уникальна и обладает огромным потенциалом для открытий во многих областях: от исследования раковых клеток и биопечати органов до создания новых сплавов и военной разведки.
Чем же невесомость так привлекательна для исследований? Взять для примера биопечать, с помощью которой человек может создать клеточную ткань (в 2018 году на МКС были напечатаны щитовидная железа грызуна и человеческий хрящ), эксперимент инициировала российская компания 3D Bioprinting Solutions. Если заниматься этим на Земле, то сила тяжести при формировании биообъекта может заставить конструкцию «наклониться» и целостность органа окажется нарушенной. В космосе с влиянием гравитации проблем нет, на МКС «собрать» трехмерный тканевый экземпляр можно идеальной формы, сделать это на Земле пока практически нереально.
Профессиональные заболевания рабочих строительной отрасли
Рассмотрим причины возникновения и особенности течения профессиональных заболеваний, наиболее распространенных у работников рабочих профессий в строительной отрасли.
Исследования, проведенные экспертами Международной организации труда (далее – МОТ) в Европе, показывают, что в настоящее время в среднем около 16 % строительных рабочих подвергаются воздействию вредных химических веществ в течение половины рабочего времени. В этом случае принято говорить о вредном воздействии химического фактора на здоровье работника. Вредные химические вещества содержат краски, смолы, строительные смеси, горюче-смазочные материалы, клеи, продукты горения при проведении электро- и газосварки, выхлопные газы автотранспорта и так далее.
В условиях строительной площадки вредные химические соединения часто попадают в человеческий организм через органы дыхания, кожу или желудочно-кишечный тракт. Попадая в организм, они могут оказывать вредное действие, степень выраженности которого (вплоть до гибели) зависит от концентрации (дозы) и длительности воздействия. Токсичность и характер биологического действия химических веществ разнообразны и обусловлены их химической структурой и физико-химическими свойствами.
К профессиональным заболеваниям, получившим распространение у работников строительной отрасли, связанным с воздействием химического фактора, относят:
– острые и хронические интоксикации и их последствия, протекающие с изолированным или сочетанным поражением различных органов и систем;
– болезни кожи (эпидермоз, контактный дерматит, фотодерматит, онихии и паронихии, токсическая меланодермия, масляные фолликулиты);
– металлическую лихорадку;
– хронический токсико-пылевой бронхит;
– хронический профессиональный бронхит смешанной этиологии;
– хронический токсический (обструктивный) бронхит и так далее.
Верхние дыхательные пути являются источником проникновения вредных промышленных газообразных химических веществ в организм человека.
Прежде всего поступление токсичных веществ через дыхательные пути играет ведущую роль в возникновении профессиональных отравлений работников. Аналогичный характер воздействия и при хроническом отравлении, приводящем к профпатологии.
Вредные химические вещества попадают в воздух рабочей зоны из-за несовершенства или неисправностей технологического оборудования, нарушений работниками требований охраны труда и технологических регламентов, а также в случае возникновения экстремальных ситуаций, аварий и инцидентов.
Наиболее характерным является ингаляционное поступление вредных веществ в организм рабочего. В отдельных случаях путь проникновения в организм токсического реагента определяет конкретное место приложения (орган-мишень) вредного воздействия токсической аэрозоли. Слизистые оболочки верхних дыхательных путей, а также большая всасывающая поверхность бронхолегочного дерева способствует быстрому попаданию токсичных веществ в кровеносное русло, органы и ткани организма работника. Это значительно усиливает общетоксическое резорбтивное воздействие вредных химических веществ.
Вредные химические вещества, оказывающие воздействие на органы дыхания, как правило, имеют различные химические свойства и агрегатное состояние (например, газ, пар, токсический аэрозоль и другие). Действительно, данные реагенты обладают способностью инициировать развитие воспалительной реакции при ингаляционном соприкосновении токсического агента с тканями слизистых оболочек верхних дыхательных путей. Соответственно формируются сходные клинические симптомокомплексы.
Раздражающий эффект вредных химических веществ обычно проявляется не только при ингаляционном воздействии на слизистые оболочки верхних дыхательных путей, но при контакте реагента с кожными покровами, а также при контакте со слизистыми оболочками органов зрения. Учеными-профпатологами описаны случаи сочетанных форм хронических химических интоксикаций, при которых наблюдается одновременное повреждение кожных покровов, глаз и ингаляционное поражение верхних дыхательных путей работников.
Непосредственно химические соединения могут способствовать развитию и утяжелению течения полиэтиологических общесоматических заболеваний. Это выражается в увеличении заболеваемости с временной утратой трудоспособности, приросте частоты хронической патологии, инвалидности, увеличения биологического возраста и смертности.
Термин «пыль» имеет точное определение. Пыль – это частицы вещества в воздухе, полученные в результате механического измельчения данного вещества в твердой фазе. Пылевое загрязнение воздуха очень часто сопровождает строительные работы. Пыльные облака обычно содержат смеси различных видов пыли. Частицы пыли неоднородны по размеру. Размер частиц и другие физические параметры (плотность, форма, поверхностный заряд) определяют аэродинамическое поведение частиц и вероятность их проникновения и осаждения в разных отделах респираторной системы.
К профессиональным заболеваниям, получившим распространение на предприятиях строительной отрасли, связанных с воздействием промышленных аэрозолей и пыли, относят:
– пневмокониозы (силикоз, сидеросиликоз, антракосиликоз, силико-силикатоз, асбестоз, карбокониозы и другие пневмокониозы от слабофиброгенной пыли);
– бериллиоз и другие виды экзогенного аллергического альвеолита;
– хронический бронхит (обструктивный (астматический), пылевой, токсико-пылевой) и другие.
Чаще всего рабочие строительной отрасли страдают от разнообразных форм профессиональных пневмокониозов. Пневмокониоз – это профессиональное заболевание, вызываемое длительным вдыханием промышленной пыли и характеризующееся хроническим диффузным асептическим воспалением легких с развитием пневмофиброза. Пневмокониозы по распространенности занимают ведущее место среди профессиональных заболеваний. Это связано с тем, что до настоящего времени на предприятиях многих отраслей промышленности, включая строительную отрасль, еще велико число производственных процессов, сопровождающихся образованием и выделением пыли.
Зона риска – это процессы, связанные с обработкой, переработкой и монтажом сырья, материалов и деталей из железобетона, силикатного кирпича, изделий из кварца, гранита, волокнистых материалов, а также процессы, которые связаны с электросваркой, и газорезкой металлов, обработкой и отделкой поверхности металлов и так далее. Наибольшее фиброгенное действие оказывает пыль, содержащая свободный диоксид кремния.
Воздействие асбеста является особым фактором риска для здоровья работников строительной отрасли. Несмотря на то, что применение асбеста было запрещено во многих странах, строительные материалы, применявшиеся много лет назад при возведении зданий и сооружений, по-прежнему содержат асбест, и рабочие рискуют подвергнуться воздействию химического фактора во время работ по реконструкции или при демонтаже старых строительных конструкций.
В мировом масштабе силикоз и пневмокониоз широко распространены среди строительных рабочих. Профилактика этих заболеваний должна стать отдельной важной задачей. Ведь уровень загрязнения воздуха рабочей зоны строительных объектов промышленными аэрозолями остается высоким.
У строительных рабочих часто развивается хронический пылевой (профессиональный) бронхит. Это хроническое диффузное неаллергическое воспалительное заболевание бронхов, возникающее в результате длительной работы в условиях высокого содержания во вдыхаемом воздухе умеренно агрессивной смешанной пыли. В этом случае происходит прогрессирующее нарушение легочной вентиляции и газообмена по обструктивному типу, которое проявляется кашлем, одышкой, выделением мокроты. Клиническая картина заболевания характеризуется диффузным воспалением слизистой оболочки трахеи бронхов, которые возникают у работников, длительно подвергающихся воздействию промышленных аэрозолей в повышенных концентрациях.
Хронический пылевой бронхит является полиэтиологичным заболеванием. Это касается не только роли непрофессиональных факторов (пол, возраст, курение, инфекция, заболевание верхних дыхательных путей и так далее), но и особенностей действия промышленных аэрозолей, являющихся основной причиной развития заболевания.
Однако если раньше ведущее значение в развитии пылевого бронхита придавали высоким концентрациям промышленной пыли, то в последние годы стали обращать внимание на отсутствие четкой взаимосвязи между этим фактором и распространенностью хронического бронхита. В современных условиях наряду со снижением концентраций промышленных аэрозолей отмечается усложнение их химического состава, которое часто происходит за счет содержания в них аллергизирующих и токсичных компонентов.
При хроническом пылевом (профессиональном) бронхите возникает и постепенно прогрессирует эндобронхит, способный привести к необратимой обструкции бронхов. Эндобронхит обычно сочетается с неспецифической гиперреактивностью бронхиальной мускулатуры, проявляющейся бронхоспастическим реагированием в ответ на воздействие пылевого фактора.
Для профилактики хронического пылевого профессионального бронхита на промышленных предприятиях должны проводиться мероприятия по устранению запыленности рабочих мест. Работающие в условиях запыленности обязательно должны применять средства индивидуальной защиты органов дыхания от пыли – респираторы. Должен осуществляться действенный контроль своевременной замены пылеуловительных элементов в респираторах.
На этапе предварительного медицинского осмотра должны выявляться и не допускаться на работу в условиях запыленности лица, имеющие отклонения в состоянии органов дыхания. Во время периодических медицинских осмотров выявляются работники с начальными проявлениями пылевого поражения легких, осуществляются мероприятия по их восстановительному лечению, рациональному трудоустройству. Даются рекомендации администрации предприятия о необходимости модернизации защитных пылеуловительных приспособлений на рабочих местах.
В настоящее время бронхит пылевой этиологии чаще развивается в результате воздействия на организм промышленных аэрозолей сложного состава, оказывающих разнообразное патологическое действие на различные системы защиты бронхолегочного аппарата (мукоцилиарный тракт, нервно-рефлекторный аппарат, местный иммунитет, секреторную и эвакуаторную функцию бронхов, эндокринный аппарат легких и так далее).
В связи с возрастающей химизацией работ на строительных объектах особое значение приобретает наличие в составе аэрозоля токсичных и аллергизирующих примесей, изменяющих течение профпатологии. При воздействии на здоровье работника промышленных аэрозолей сложного состава могут возникать разные формы профессиональной патологии бронхолегочного аппарата.
Отдельно следует рассматривать аллергические (конъюнктивит, ринит, ринофарингит, ринофаринголарингит, риносинусит, бронхиальная астма, экзогенный аллергический альвеолит, дерматит, экзема, отек Квинке, крапивница, анафилактический шок и другие) и онкологические заболевания профессиональной природы (опухоли кожи, полости рта и органов дыхания, печени и мочевого пузыря, рак желудка, лейкозы, опухоли костей).
Значительное число профессиональных заболеваний, характерных для рабочих мест строительной отрасли, обусловленных вредным действием физических факторов, представлено такими распространенными патологиями, как нейросенсорная тугоухость, вибрационная болезнь, вегетативно-сенсорная (ангионевроз) или сенсомоторная полинейропатия рук, электрофтальмия, катаракта, невриты, вегетативнососудистая дистония, астенический, астено-вегетативный, гипоталамические синдромы, перегрев (тепловой удар, судорожное состояние), хронический перегрев (вегетативно-сосудистая дисфункция перманентного и пароксизмального течения), облитерирующий эндартериит, вегетативно-сенсорная полиневропатия (ангиопатия), полирадикулоневропатия и так далее.
Развитие стройиндустрии, постоянный рост строительных мощностей, увеличение скорости проведения строительно-монтажных работ ведут к расширению круга рабочих, подвергающихся воздействию такого производственного фактора, как шум. Производственный шум оказывает отрицательное влияние на весь организм человека и особенно на органы слуха. Шум – один из основных производственных факторов, являющихся источниками профессиональных заболеваний.
Одной из важнейших причин отсутствия программ по снижению уровня шума в строительной отрасли является то, что, к сожалению, шум очень часто воспринимается как «неизбежное зло», как неотъемлемая часть проведения строительных работ.
Вредные шумы не вызывают кровотечений, не ведут к переломам, не вызывают повреждения тканей, и, если рабочие перетерпят первые несколько дней или недель, у них очень часто возникает ощущение «привыкания» к шуму. Но в большинстве случаев происходит следующее: у человека начинается временная потеря слуха, которая притупляет его способность слышать во время рабочего дня, но эта способность восстанавливается за ночь. Таким образом, развитие потери слуха таит в себе следующую опасность: человек теряет слух постепенно и, в большинстве случаев, незаметно в течение месяцев и лет пока, ослабление слуха не достигает критической отметки.
Источники шума на строительной площадке – насосы, компрессоры, пневмо- и электроинструмент, молоты, дробилки, станки и так далее. Механизм действия шума на организм сложен и недостаточно изучен. Степень выраженности изменений зависит от параметров шума (интенсивность, спектр), стажа работы, длительности действия шума в течение дня, чувствительности организма. Когда речь идет о влиянии шума, то обычно основное внимание уделяют состоянию органа слуха, так как слуховой анализатор в первую очередь воспринимает звуковые колебания и поражение его является адекватным действию шума на организм.
Основным последствием действия шума является снижение слуха. Профессиональное снижение слуха бывает обычно двусторонним. Лишь в редких случаях, когда источник шума находится сбоку от работающего, поражение соответствующей стороны может быть более выраженным. Изменения, возникающие в органе слуха, ряд исследователей относят за счет травмирующего действия шума на периферический отдел слухового анализатора – внутреннее ухо. Этим обычно объясняют первичную локализацию поражения в клетках внутренней спиральной борозды и спирального (кортиева) органа.
В механизме действия шума на орган слуха существенную роль играет перенапряжение тормозного процесса, которое при отсутствии достаточного отдыха приводит к истощению звуковоспринимающего аппарата и перерождению клеток, входящих в его состав. Длительное воздействие шума вызывает стойкие нарушения в системе кровоснабжения внутреннего уха, которые являются непосредственной причиной последующих изменений в лабиринтной жидкости и дегенеративных процессов в чувствительных элементах спирального органа.
Стойкие изменения слуха вследствие воздействия шума, как правило, развиваются медленно, спустя много лет работы с такими условиями труда. Нередко им предшествует адаптация к шуму, которая характеризуется нестойким снижением слуха, возникающим непосредственно после его воздействия и исчезающим вскоре после прекращения его действия. Более длительное влияние шума со временем может вызывать утомление слухового анализатора, которое, как и при адаптации, сопровождается повышением порога восприятия, однако период восстановления последнего значительно длиннее.
Вторым по значимости источником профессиональной патологии в группе физических производственных факторов является вибрация.
Вибрация – это физический фактор, действие которого определяется передачей человеку механической энергии от источника колебаний. Вибрацию как сложный колебательный процесс характеризуют спектром частот и такими ее кинематическими параметрами, как виброскорость и виброускорение. В зависимости от способа передачи на человека различают общую и локальную вибрацию. Общая вибрация передается через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека, локальная – через руки человека.
Вредному воздействию общей вибрации подвергается миллионы рабочих, занятых в строительстве. К ним в том числе относятся операторы и машинисты самоходных и прицепных машин (экскаваторов, бульдозеров, подъемных кранов и так далее), а также водители грузовых автомобилей.
По-прежнему профессиональные заболевания, вызванные вредным воздействием вибрации на здоровье работников, занимают ведущее место в статистике профессиональной заболеваемости. При этом наиболее часто они развиваются при воздействии вибрации, создаваемой ручными маши¬нами, обрабатываемыми деталями, изделиями и так далее.
Локальная вибрация – это один из самых распространенных в строительной отрасли вредных производственных факторов. Источники вибрации – ручные машины, органы ручного управления, обрабатываемые детали, при работе с которыми возникают механические колебания, передающиеся на руки. Это рубильные, клепальные и отбойные молотки, перфораторы, шлифовальные машины, дрели, гайковерты, бензомоторные пилы и так далее.
Успехи конструкторов электроинструмента, станков и технологического оборудования связаны с возрастанием мощностей образцов, эксплуатационных скоростей, снижением массовых параметров. С одной стороны новации повышают производительность труда, с другой стороны – возрастает виброактивность машин и оборудования.
Воздействие на работников в течение длительного времени высоких уровней вибрации способствует преждевременному утомлению, снижению концентрации внимания, косвенному повышению общей и сопутствующей профессиональной заболеваемости. Это неизбежно приводит к значительному социально-экономическому ущербу и повышению себестоимости производства работодателя.
Когда мы говорим о биологическом воздействии вибрации на организм, прежде всего, следует обратить внимание на характер ее распространения по телу человека, которое рассматривается как сочетание масс с упругими элементами. В одном случае это все туловище с нижней частью позвоночника и тазом (стоящий человек), в другом случае – верхняя часть туловища в сочетании с верхней частью позвоночника, нагибающийся вперед (сидящий человек).
Кроме того, особенности воздействия производственной вибрации определяются частотным спектром и распределением в его пределах максимальных уровней энергии колебания. Например, местная вибрация малой интенсивности может оказывать благоприятное воздействие на организм человека, восстанавливая трофические изменения, улучшая функциональное состояние центральной нервной системы, ускоряя заживление ран и так далее. Однако при увеличении интенсивности колебаний и длитель¬ности их воздействия возникают патологические изменения в организме человека, которые приводят в ряде случаев к развитию такого опасного профессионального заболевания, как вибрационная болезнь.
Многочисленные зарубежные исследования в качестве основного профзаболевания, вызванного воздействием локальной вибрации, рассматривают главным образом синдром, связанный с побелением пальцев рук – так называемый синдром Рейно. В свою очередь, вредное воздействие общей вибрации, например, выявляемая у операторов транспортных и транспортно-технологических средств, характеризуется разнообразными вестибулярными нарушениями, головокружением, головной болью, тошнотой, рвотой, адинамией, брадикардией и так далее. Также часто возникают дегенеративно-дистрофические изменения со стороны опорно-двигательного аппарата.
Особое место в клинике вибрационной болезни занимает патология со стороны опорно-двигательного аппарата. Воздействие общей вибрации приводит к прямому микротравмирующему действию на позвоночник, связанного со значительными аксиальными нагрузками на межпозвоночные диски, которые ведут себя как фильтры низких частот, являясь линейными даже в случае локальных перегрузок в позвоночно-двигательном сегменте в результате перенапряжения познотонических мышц. Воздействие внешних и внутренних нагрузок на позвоночник приводит к дегенерации диска.
Многочисленными исследованиями отечественных и зарубежных специалистов показано, что вибрационная болезнь от локальных и общих вибраций отличается полиморфностью симптоматики, своеобразием клинического течения и нередко может приводить к нарушению трудоспособности больных.
В перечень таких заболеваний входят:
– координаторные неврозы;
– болезни периферической нервной системы и опорно-двигательного аппарата (моно- и полиневропатии, в том числе компрессионные и вегетативно-сенсорные нейропатии, шейные и пояснично-крестцовые радикулопатии, хронические миофиброзы, эпикондилезы плеча, плечелопаточные периартрозы, бурситы, асептические остеонекрозы);
– выраженное варикозное расширение вен на ногах и так далее.
Среди профессиональных заболеваний, которые наиболее часто развиваются у строительных рабочих, значительный удельный вес имеют патологии опорно-двигательного аппарата, обусловленная перенапряжением и микротравматизацией.
Технический прогресс позволил коренным образом улучшить условия труда. Благодаря повсеместному внедрению механизации и автоматизации применение ручного труда резко сократилось. Однако даже в условиях наиболее совершенной формы ведения строительных работ – комплексной автоматизации – двигательная физическая деятельность человека является одним из факторов, определяющих конечный уровень эффективности труда.
Физическая работа в строительстве все еще широко распространена. Здесь преобладают профессии, для которых характерно применение ручного труда, а выполнение работы сопровождается значительным перенапряжением различных органов и систем организма. Часто одни работники длительное время пребывают в вынужденной позе (например, работают стоя), другие вынуждены много передвигаться, третьи – вручную переносить тяжести. Мышечные усилия необходимы также при наладке оборудования и выполнении отдельных ручных операций. Одна из причин заболеваний опорно-двигательного аппарата – полумеханизированная и полуавтоматизированная работа, требующая быстроты движений и физического напряжения.
Возникновение и развитие профессиональных заболеваний опорно-двигательного аппарата часто связано с вынужденным положением тела во время работы, неравномерным ритмом работы, перенапряжением отдельных мышечных групп, монотонностью движений, неправильными приемами работы, давлением и трением инструментов или изделий, сопровождающимся физическим перенапряжением и микротравматизацией тканей.
В то же время данные профессиональные факторы часто имеют условный характер. В зависимости от индивидуальной реакции организма одна и та же нагрузка для одного работника будет нормальной, а для другого чрезмерной, превышающей его возможности. В этом отношении особую роль играет достаточная тренировка.
Следовательно, при неблагоприятных условиях (неправильные приемы в работе, отсутствие тренировки, недостаточное развитие двигательного аппарата и так далее) эти факторы могут стать причиной развития разнообразных профзаболеваний опорно-двигательного аппарата. Поскольку аналогичные заболевания встречаются при воздействии различных, в том числе и непроизводственных факторов, отнесение их к профессиональным может считаться обоснованным лишь после тщательного анализа данных анамнеза, клинических проявлений, а также санитарно-гигиенических и производственных условий труда больного.
Также следует учитывать, что не все изменения костно-суставного аппарата и мышечной системы, характерные для той или иной профессии, могут быть отнесены к разряду профзаболеваний. Как известно, костная система человека чрезвычайно пластична и обладает способностью перестраиваться в зависимости от функциональной нагрузки. Например, такие изменения встречаются у лиц, занимающихся физическим трудом, у которых скелет правой кисти развит больше, чем левой, причем рабочая гипертрофия вследствие функциональной нагрузки закономерна. Изменения такого характера не оказывают влияния на трудоспособность и рассматриваются как физиологические, приспособительные.
Среди профессиональных заболеваний опорно-двигательного аппарата, характерных для рабочих строительной отрасли, вызванных перенапряжением и микротравматизацией, преобладают заболевания верхних конечностей. Это объясняется анатомическими особенностями плечевого пояса и рук, многообразием функций рук, способных к выполнению и очень точных, и силовых движений. Причем и те, и другие иногда совершаются в большом объеме.
Важными мерами предупреждения развития профессиональных поражений нервно-мышечной системы являются максимальная механизация наиболее трудоемких работ и автоматизация производственных процессов, исключающие ручной труд. В первую очередь это касается следующих операций:
– механизации тяжелых операций, например, подъема, переноски тяжелых предметов, удержания их на весу;
– автоматизации процессов, связанных с выполнением работ, требующих быстрых, мелких и однотипных движений рук и пальцев;
– устранения длительного вынужденного положения туловища и конечностей во время работы.
Профессиональный периартрит плечевого сустава возникает в результате длительного перенапряжения мышц плечевого пояса и усиленных движений в области плечевого сустава. Заболевание часто встречается, например, у маляров, каменщиков и грузчиков. Характер их работы требует значительной функциональной нагрузки плечевого пояса, длительное отведение и поднимание работающей руки, совершением ротации плеча в большом объеме.
Врачи-профпатологи отмечают односторонность проявления заболевания и, в частности, преобладание поражения правой верхней конечности. Это может рассматриваться как одно из доказательств влияния профессионального фактора на возникновение и развитие заболевания. Заболевание начинается постепенно, с ощущения болей в плечевом суставе, усиливающихся при поворотах плеча, поднимании руки выше горизонтального уровня. В покое и при ограниченных движениях боли отсутствуют или незначительны, и больные не придают им большого значения и не обращаются к врачу. В дальнейшем боли усиливаются и становятся отчетливыми не только во время работы, но и после нее, при полном покое, особенно по ночам. Боли носят характер ноющих, грызущих, сверлящих. Они мешают работать и выполнять обычные домашние дела. Иногда отмечается иррадиация болей в лопатку, шею.
При объективном осмотре обычно выявляется небольшая припухлость, умеренная болезненность при пальпации плечевого сустава. Даже при резко выраженных болях и значительном ограничении отведения плеча маятникообразные движения руки вперед и назад вдоль туловища сохраняются в полном объеме. При любом, даже незначительно выраженном периартрите плечевого сустава затруднено закладывание руки за спину. Движения в плечевом суставе, как правило, сопровождаются хрустом различной звучности и длительности.
В далеко зашедших случаях может возникнуть тугоподвижность в плечевом суставе. При этом даже незначительное отведение плеча удается осуществить только при условии одновременного отведения лопатки, которая представляется как бы слившейся с плечом, фиксированной к нему. Длительное нарушение функции плечевого сустава приводит к гипотрофии и атрофии дельтовидной мышцы и остеопорозу головки плечевой кости, видимому на рентгенограмме.
Нередко в комплексе патологии опорно-двигательного аппарата встречаются заболевания нервно-мышечной системы в виде миозитов, миалгий, фибромиофасцитов. Чаще всего они наблюдаются у лиц, труд которых сопровождается значительным напряжением верхних конечностей, выполнением часто повторяющихся движений. Среди факторов, способствующих возникновению этих заболеваний, отмечаются вибрация и переохлаждение. Заболевания мышц чаще наблюдаются у лиц, недостаточно приспособленных к физическому труду или пользующихся неправильными, нерациональными методами работы (неправильная постановка руки, повышенная нагрузка и так далее). Эти явления возникают незаметно и имеют характерное клиническое проявление.
В начале заболевания появляются ощущение тяжести, стягивания в руках, чувство усталости, в дальнейшем беспокоят боли ноющего характера в определенной группе мышц, больше подвергавшихся напряжению (профессиональной нагрузке). Чаще всего страдает мышца предплечья, но нередко наблюдается и поражение трапециевидной, дельтовидной мышц, реже двуглавой. Боли носят постоянный характер, однако усиливаются при выполнении каких-то определенных профессиональных движений. Особенно резкое нарастание болей отмечается к концу рабочего дня.
При объективном осмотре обращает на себя внимание некоторая скованность движений, особенно проявляющаяся на больной стороне. Во время пальпации выявляются болезненность определенной мышцы или группы мышц, изменение ее консистенции и ослабление силы пораженных мышц. Один из важных диагностических критериев при профессиональных миозитах – снижение выносливости к статическому усилию мышц кисти.
Клинические проявления большинства профессиональных заболеваний не имеют строго специфических признаков. Поэтому зачастую только сведения о конкретных условиях труда заболевшего работника позволяют с достаточной точностью установить этиологическую роль того или иного вредного производственного фактора (или совокупности факторов) в развитии выявленной патологии. В большинстве случаев профессиональные заболевания, получившие распространение в строительной отрасли, являются результатом воздействия на организм рабочего той или иной производственной вредности.
Решение вопросов сохранения жизни и здоровья работников – одна из важнейших задач, которая стоит перед всеми организациями строительной отрасли. При принятии управленческих решений, направленных на обеспечение безопасных условий труда, работодатели должны учитывать, что из-за особенностей работы на строительной площадке наличие тех или иных профессиональных вредностей, воздействию которых подвергается персонал, в рабочей зоне очень часто меняется. Кроме того, велико число лиц, принимающих участие в строительных работах. Это работодатели и подрядчики, работники, архитекторы, дизайнеры, клиенты, поставщики оборудования и многие другие. Работа в таких условиях может представлять собой источник стресса, увеличить частоту случаев возникновения психосоциальных проблем, ведущих к увеличению рисков травмирования, возникновения и развития профессиональных заболеваний.
Какие секреты хранит микрогравитация
В 2019 году космическое агентство NASA на мышах изучало влияние невесомости на биологические объекты. На МКС грызуны быстро адаптировались к новой среде обитания и неожиданно начали «плавать» компанией по периметру клетки, будто развлекаясь. Такое нетипичное поведение ученые связывают с двумя причинами: тренировкой равновесия в условиях невесомости и игрой. Стресс, как одно из объяснений, исключили сразу, потому что после возвращения в земную лабораторию вес подопытных практически не изменился, шерсть была в отличном состоянии, а сами грызуны не демонстрировали никаких признаков волнения.
В космосе мыши провели 37 дней, что с учетом средней продолжительности жизни грызунов в неволе (2-3 года) — долгая миссия
И хотя вроде бы влияние невесомости на человеческий организм изучено достаточно глубоко, космонавты сами иной раз удивляются некоторым результатам пребывания в космосе. «Невесомость оказывает самое благоприятное воздействие на кожу. Космонавты говорят, старая кожа слезает практически слоями, на ее месте появляется новая, молодая, и она остается гладкой, так как в космосе влияние силы тяжести на нее гораздо меньше. Прилетаешь с МКС — кожа, как у младенца. — говорит Виталий Егоров, — Но потом под воздействием земных факторов все возвращается на место. Хотя я предполагаю, что эффект молодой кожи может быть связан с тем, что космонавты гораздо меньше подвержены солнечному свету, чем дома».
Невесомость еще способна удивить человечество и отворить ему двери в мир новых, возможно, неожиданных открытий. И пусть еще не придумали, как воссоздать длительную микрогравитацию на Земле, зато предложили решение, как в 10 раз удешевить доставку к ней в космос. С €1 млн до €100 тыс. снизил присутствие на МКС американский стартап Yuriy Gravity, который для исследований предлагает клиентам использовать многоразовую коробочку размером всего 10 кубических см., представляющую собой миниатюрную лабораторию. Ее вместе с материалом внутри (например, опухолевыми клетками) астронавты возьмут с собой на космическую станцию. Так опытным путем будет выяснено, как поведет себя определенное вещество или материя в невесомости. Участие экипажа не предполагается, все опыты осуществляются автоматически.
Как невесомость меняет человека
Невесомость — состояние из малоприятных. Отсутствие привычной силы тяжести для человеческого тела большой стресс. Начинается «космическая» болезнь: тошнота, головокружение, головная боль, дезориентация. На Земле человек всегда знает, где верх, а где низ. Данные об ориентации тела в пространстве мозгу подсказывают «датчики» во внутреннем ухе, которые являются частью вестибулярной системы. В космосе «прицел» сбивается, организм не чувствует знакомой силы тяжести и не может определить где стоят ноги — на полу или на потолке. Поэтому на МКС все надписи нанесены в одном направлении.
«Я чувствовал, что падаю, — делится впечатлениями астронавт NASA Майк Хопкинс (провел на МКС 166 дней в 2013-2014 гг.) — Это было, как если бы вы висели на стропилах в здании 24 часа. Моему мозгу потребовалось время, чтобы привыкнуть, что теперь так будет всегда. Это почти как заново научиться ходить. Однако довольно быстро это прошло».
В невесомости человек вырастает на 2-5 см, что объясняется низкой гравитацией. После возвращения земная сила притяжения возвращает все обратно, однако в самом полете новый рост может стать проблемой, он вызывает мышечные и суставные боли.
Основной дискомфорт причиняет изменение давления жидкости в организме, кровь приливает к груди и голове, сердце увеличивается в размерах, почки работают так, как будто человек выпил много воды. Лицо становится опухшим и одутловатым, а поскольку стоять или ходить в космосе не нужно, мышцы спины и ног начинают терять силу и уменьшаются в размерах.
Средняя продолжительность полета на МКС — 6 месяцев. За это время человек теряет в весе, снижается работоспособность, а утомляемость, наоборот, повышается. Кости истончаются примерно на 1% каждый месяц, проведенный в невесомости, идет потеря мышечной массы. Например, антигравитационные мышцы практически не используются, т.к. поддерживать осанку ни к чему, большую часть времени тело находится в позе зародыша: человек немного сгибается, руки и ноги в полусогнутом состоянии.
Проблемы со здоровьем могут вызвать даже несколько дней в невесомости. В 2006 году американская астронавт Хайдемари Стефанишин-Пайпер побывала 2 недели в космосе. После приземления Пайпер давала пресс-конференцию, во время которой дважды падала, т.к. организм не справился с земной гравитацией.
Невесомость гораздо вреднее, чем космическая радиация, о которой ходит много мифов и слухов, — говорит Виталий Егоров, популяризатор космонавтики, известный как блогер Zelenyikot. — Медицинские исследования показывают, что после длительного пребывания в невесомости 100%-го возвращения организма в прежнее состояние нет, т.е. изменения, которые происходят в организме даже после недели нахождения в космосе практически необратимы. Но в целом они настолько незначительны, что человек не замечает разницы, что было до и стало после. По рассказам космонавтов, возвращение организма к земной норме происходит примерно за то же самое время, которое проведено наверху: был неделю, восстанавливаешься неделю, был год — год и адаптируешься».