Аналізаторів безпеки життєдіяльності

Отже, ми з'ясували загальні властивості аналізаторів, а тепер корот­ко розглянемо деякі характеристики чотирьох аналізаторів, що мають найбільше значення у забезпеченні безпеки життєдіяльності.

Зоровий аналізатор

Зоровий аналізатор має виняткове значення в житті людини та у її відносинах з навколишнім світом. Завдяки зору людина розрізняє форму, розміри, колір предмета, відстань, на котрій він знаходиться. Зоровий аналізатор складається з ока, зорового нерва та зорового центру, розташованого в потиличній частині кори головного мозку.

Око є складною оптичною системою (рис. 1). Воно має форму кулі з трьома оболонками. Зовнішня товста білкова оболонка (6)називається склерою, а її передня прозора частина (1) — рогівкою. За склерою розташована друга, судинна (7) оболонка. Передня частина судинної оболонки, котра лежить за рогівкою, називається райдужною (4), вцентрі якої є отвір, що називається зіницею. Райдужна оболонка виконує функцію діафрагми.

За райдужною оболонкою, навпроти зіниці, розташований кришталик (3), котрий можна порівняти з двоопуклою оптичною лінзою. За кришталиком, заповнюючи всю порожнину ока, розташоване скловидне тіло (9).

Промені світла, проникаючи в око, проходять через рогівку, кришталик та внутрішню оболонку ока — сітківку 8. Вона вистилає задню половину ока. В ній знаходяться світлочутливі рецептори — палички та колбочки. Палички є апаратом ахроматичного зору, а колбочки — хроматичного. Від кожної колбочки та від декількох паличок відходить одне нервове зорове волокно, котре в складі зорового нерва досягає зорового центру головного мозку.

 

 

Рис. 1. Будова ока (в розрізі):

1 — рогівка; 2 — передня камера; 3 — кришталик; 4 — райдужна оболонка; 5 — війкове (целіарне) тіло; 6 — склера; 7 — судинна оболонка; 8 — сітківка; 9 — скловидне тіло; 10 — центральна ямка жовтої плями сітківки; 11 — зоровий нерв

Світло, котре проникло в око, впливає на фотохімічну речовину елементів сітківки і розкладає її. Продукти розкладу подразнюють нервові закінчення, які містяться в паличках та колбочках. Імпульси, які при цьому виникають, надходять по волокнах зорового нерва в нервові клітини зорового центру, і ми можемо бачити колір, форму та величину предметів.

Для того, щоб бачити предмети, необхідно чітко розрізняти їх контури. Така здатність ока називається гостротою зору. Гострота зору вимірюється мінімальним кутом (від 0,5 до 10°), при котрому дві точки ще сприймаються окремо на відстані 5 м.

Узгоджений рух очей здійснюється за допомогою трьох пар м'язів, котрі повертають очне яблуко, внаслідок чого осі обох очей завжди скеровані на одну точку фіксації.

Око розрізняє сім основних кольорів та близько сотні їх відтінків. Кольорові відчуття викликаються впливом світлових хвиль довжиною 380—780 нм. Межі довжин хвиль, що відповідають певним кольорам, наступні:

· 380—455 нм — фіолетовий;

· 455—470 нм — синій;

· 470—500 нм — блакитний;

· 500—550 нм — зелений;

· 540—590 нм — жовтий;

· 590—610 нм — оранжевий;

· 610—780 нм — червоний.

Зоровий аналізатор характеризується спектральною чутливістю, котра проявляється через відносну видимість монохроматичного випромінювання. Найбільша видимість вдень відповідає жовтому кольору, а вночі або в сутінках — зелено-блакитному. Гама переходів від білого кольору до чорного утворює ахроматичний ряд.

Відчуття, викликане світловим сигналом, зберігається протягом певного часу після зникнення сигналу. Інерція зору складає 0,1—0,3 с.

При дії переривчастого подразнювача виникає відчуття мерехтінь, котрі, при певній частоті зливаються, в рівне неблимаюче світло. У випадку, коли мерехтіння світла використовуються в якості сигналу, то оптимальна частота у цьому випадку — 3-10 Гц. Інерційність зору зумовлює стробоскопічний ефект. Він виникає тоді, коли час, який розділяє дискретні фази спостереження, менший, ніж час гасіння зорового образу. В цьому випадку спостереження суб'єктивно відчувається як неперервне. Може виникнути ілюзія руху при переривчастому спостереженні окремих об'єктів або ілюзія нерухомості, чи сповільненості руху, коли рухомий об'єкт періодично опиняється в попередньому положенні.

Сприйняття об'єктів у двовимірному та тривимірному просторах характеризується полем зору та глибинним зором.

Бінокулярне поле зору охоплює в горизонтальному напрямку 120—160°, вертикально вгору — 55—60°, вниз — 65—72°. При сприйнятті кольору розміри поля зору звужуються. Зона оптимальної видимості має такі параметри: вгору — 25°, вниз — 35°, вправо та вліво — по 32°. Глибинний зір має велике значення при сприйнятті простору. Встановлено, що похибка оцінки абсолютної віддаленості на відстані до 30 м складає в середньому 12% загальної відстані.

Слуховий аналізатор

Слух — здатність організму сприймати та розрізняти звукові коливання за допомогою слухового аналізатора. Людське вухо здатне сприймати звуки з частотами від 16 до 20 000 Гц.

Сприймальною частиною звукового аналізатора є вухо (рис. 2). Воно поділяється на три відділи: зовнішнє, середнє і внутрішнє.

 

Рис. 2. Схема будови вуха:

1 - зовнішній слуховий прохід; 2 — барабанна перетинка; 3 — порожнина середнього вуха (барабанна порожнина); 4 — молоточок; 5 — наковальня; 6 — стременко; 7 — напівкруглі канали; 8 — равлик; 9 — євстахієва труба

 

Звукові хвилі з навколишнього середовища надходять до зовнішнього слухового проходу і надають коливного руху барабанній перетинці, далі через ланку слухових кісточок передаються в порожнину равлика внутрішнього вуха. Коливання волокон равлика передаються, розташованим в них, клітинам кортієвого органа. Внаслідок цього виникає нервовий імпульс, котрий передається до відповідного відділу кори великих півкуль головного мозку, де виникає відповідна слухова уява.

 

Нюховий аналізатор

Нюх — це здатність сприймати запахи. Ця здатність здійснюється через нюховий аналізатор. Рецептором нюхового аналізатора є нервові клітини, розташовані в слизовій оболонці верхнього та частково середнього носових ходів.

Абсолютний поріг нюхових відчуттів у людини вимірюється частками міліграма речовини на літр повітря.

Приємні запахи сприяють покрашенню самопочуття людини, а неприємні можуть пригнічувати, викликаючи негативні реакції. Вони здатні змінювати температуру шкіри, викликати відразу до їжі, підвищувати чутливість нервової системи, викликати пригніченість, дратівливість. Виявлено, що запах бензолу покращує слух, запах толуолу підвищує гостроту зору в сутінках, запах камфори підвищує чутливість очей до зеленого кольору і знижує до червоного.

Смаковий аналізатор

Смак — відчуття, котре виникає під впливом певних хімічних речовин, розчинних у воді, на смакові рецептори, розташовані на різних ділянках язика. У фізіології та психології поширена чотирикомпонентна теорія смаку, згідно з котрою існує чотири елементарні смакові відчуття: солодкого, гіркого, кислого, солоного. Всі інші смакові відчуття є їх комбінацією. Різні ділянки язика мають різну чутливість до смакових відчуттів. Кінчик язика найбільш чутливий до солодкого, краї язика — до кислого та солоного. Корінь язика найбільш чутливий до гіркого. Сприйняття смакових речовин викликається хімічними реакціями в місці контакту речовини та смакового рецептора. Встановлено, що кожний рецептор містить високочутливі білкові речовини, котрі розпадаються під впливом певних смакових речовин. Збудження від смакових рецепторів передається в центральну нервову систему провідними шляхами.

Абсолютний поріг смакового аналізатора, виражений величинами концентрації розчину, в 10 000 разів вищий, ніж нюхового.

 

Дотик

Дотик — складне відчуття, яке виникає при подразненні рецепторів шкіри, зовнішніх поверхонь слизових оболонок та м'язево-суглобового апарату. Зовнішні механічні, температурні, хімічні та інші подразники сприймаються перш за все шкірним аналізатором.

Шкірний аналізатор складається зтактильних, температурних, больових та рухових відчуттів.

Основна роль у відчуттях належить тактильним відчуттям — дотику та тиску.

Абсолютний поріг тактильної чутливості характеризується мінімальним тиском предмета на поверхню шкіри, який викликає ледь помітне відчуття дотику.

Пороги відчуттів різних частин тіла:

- кінчики пальців руки — 3 г/мм²;

- зворотній бік пальця — 5 г/мм²;

- живіт — 26 г/мм²;

- п'ятка — 250 г/мм².

Поріг розрізнення складає приблизно 0,07 початкової величини тиску. Особливістю тактильного аналізатора є швидка адаптація. Зниження відчуття дотику або тиску залежить від сили подразника і для різних частин тіла знаходиться в межах від 2 до 20 с.

Температурна чутливість притаманна організмам, котрі мають постійну температуру тіла, яка забезпечується терморегуляцією.

Температура шкіри нижча, ніж температура тіла загалом, і на окремих ділянках складає, °С:

· чоло — 34—35 °С;

· обличчя — 20—25 °С;

· живіт — 34 °С;

· ноги — 25—27 °С.

Середня температура ділянок шкіри, які не вкриті одягом, - 30-32 °С.

В шкірі людини є два види рецепторів, один з яких реагує на холод, а другий - на тепло. Латентний період температурного відчуття складає приблизно 250 мс. Просторовий поріг температурної чутливості при контактному впливі складає 1 мм², при променистому - 700 мм².

Абсолютний поріг температурної чутливості, який визначається за мінімальною зміною температури ділянок шкіри відносно власної температури даної ділянки тіла для теплових рецепторів — 0,2 °С, для холодових — 0,4 °С.

Больова чутливість. Відчуття болю виникає внаслідок подразнення чутливих нервових закінчень, розташованих в органах та тканинах тіла. Характер больових відчуттів залежить від особливостей органа, котрий зазнав больового впливу та сили цього впливу.

Різні захворювання характеризуються болем, котрий вказує на наявність та локалізацію захворювання. Такий біль називається симптоматичним.

За місцем виникнення розрізняють два види симптоматичного болю:

· вісцеральний біль виникає при ураженні патологічним процесом внутрішніх органів. Цей біль характеризується широкою {радіацією, коли при ураженні внутрішнього органа біль відчувається в іншій частині тіла;

· соматичний біль виникає при патологічних процесах в шкірі, кістках, м'язах. Цей вид болю точно локалізований.

Виявлено протиріччя між тактильними та больовими рецепторами. З'ясовано, що найменша щільність больових рецепторів припадає на ті ділянки шкіри, котрі найбільше містять тактильних рецепторів, і навпаки. Виявлене протиріччя зумовлене різними функціями рецепторів. Больові відчуття викликають оборотні рефлекси, зокрема, рефлекс віддалення від подразника.

Тактильна чутливість пов'язана з орієнтувальними рефлексами, і це викликає рефлекс зближення з подразником.

Біль є сигналом небезпеки, він спонукає організм до боротьби за самозбереження.

Поріг больової чутливості шкіри живота — 20 г/мм², кінчиків пальців — 300 г/мм². Латентний період — близько 370 мс.

Руховий аналізатор

Рухові реакції, пов'язані з м'язовими скороченнями, є однією з найбільш поширених видів рефлекторних реакцій організму, котрі забезпечують орієнтацію та переміщення тіла в просторі.

Всі рухові реакції за характером м'язових скорочень поділяються на дві категорії: реакції, котрі забезпечують тонус м'язових волокон — тривалі тонічні скорочення; реакції, які забезпечують локальні рухи. Сила скорочення м'язів людини лежить в широких межах. Наприклад, номінальна сила кисті — 450—650 Н. Після відповідного тренування вона може бути доведена до 900 Н.

Діапазон швидкостей, котрі розвиваються руками людини, які рухаються, знаходиться в межах 0,01—8 000 см/с. Найчастіше використовуються швидкості 5—800 см/с. Швидкість рухів руками залежить від напрямку руху. Вертикальні рухи руками здійснюються швидше, ніж горизонтальні, рухи до себе здійснюються швидше, ніж від себе.

 

♦ Аналізатор внутрішніх органів, або вісцеральний аналізатор, відіграє надзвичайно важливу роль у здоров'ї і житті людини. Якщо зовнішні аналізатори попереджають людину про явну небезпеку, то цей аналіза­тор визначає небезпеки прихованого, неявного характеру. Проте ці не­безпеки серйозно впливають на життєдіяльність людського організму. Для розуміння біологічної значущості внутрішнього аналізатора необхідно визначити поняття «внутрішнє середовище організму». Коли ми говоримо про поганий стан здоров'я, то це стосується передусім порушення рівно­ваги внутрішнього середовища організму.

Людина є складовою частиною природного середовища й протягом тривалого пе­ріоду еволюції її організм адаптувався до будь-яких змін цього середовища і перебуває в стані стійкої динамічної рівноваги. Це виражається: у сталості температури тіла (36,5-37°С), атмосферного тиску (приблизно 760 мм рт.ст.), вмісту води в організмі, складі повітря, чергуванні біоритмів тощо.

Уявлення про існування двох середовищ (зовнішнього і внутрішнього) та про най­важливіше значення сталості внутрішнього середовища (при очевидній мінливості зов­нішнього) були сформульовані французьким фізіологом К.Бернаром (1813—1878). Як відомо, параметри зовнішнього середовища існування людини мають різноманітні і часто значні коливання, що створюють загрозу для здоров 'я і життя людини. Наприк­лад, добові, сезонні коливання температури, тиску, вологості повітря, освітленості, звукового тиску, електромагнітних характеристик тощо. Ці показники неоднакові на різноманітних висотах і широтах. До цього варто додати зміни у зовнішньому середо­вищі, викликані урбанізацією та антропогенним впливом на зміну хімічного складу води, повітря, грунту, бактеріально-вірусного оточення і т.д., а також перебування людини в екстремальних ситуаціях.

Внутрішнє середовище (кров, лімфа, тканинна рідина, з якими кон­тактує кожна клітина живого організму), незважаючи на всі зміни зов­нішнього середовища, зберігає відносну сталість. «Сталість середовища припускає таку досконалість організму, щоб зовнішні зміни в кожну мить компенсувалися і врівноважувалися»,— писав К.Бернар. Американський фізіолог У.Кеннон (1871—1945) цю властивість назвав гомеостазом.

Гомеостаз — стан внутрішньої динамічної рівноваги природної системи, що підтримується регуляр­ним поновленням основних її структур, матеріально-енергетичного складу і постійною функціональною саморегуляцією у всіх її ланках.

Слід зазначити, що це досить складне визначення свідчить про те, що дотепер ще не зрозумілі закономірності існування внутрішнього середовища і його мінливості.

Зовнішнє і внутрішнє середовища діалектично єдині. Коли на організм діють надзвичайні подразники, він сам активно формує таке внутрішнє середовище, яке дозволяє оптимізувати фізіологічні про­цеси в нових умовах існування.

Для стабілізації внутрішнього середовища існує спеціальний регуляторний апарат, що вирівнює, компенсує всі зміни внутрішнього середовища. Однією із складових та­кого апарата є інтероцептивний аналізатор, що сприймає і передає в центральну нервову систему сигнали не тільки про стан внутрішнього середовища, але і про діяльність внутрішніх органів людини. Цей апарат координує діяльність внутрішніх органів і приводить їх у відповідність з потребами всього організму. В даний час відо­мо, що внутрішні органи мають величезну кількість різноманітних рецепторів. Вони знаходяться на внутрішній поверхні судин, у слизових оболонках майже у всіх порож­нинах внутрішніх органів, у товщині їхніх стінок і на їхній поверхні.

Необхідно зазначити, що механізм дії інтероцептивного аналізатора розкритий ще далеко не повністю і пояснюється складністю і непевністю відчуттів, проте це не зменшує значення аналізаторів внутрішніх органів для життєдіяльності всього організ­му людини.