APARATUL LOCOMOTOR IN MUNCA

APARATUL LOCOMOTOR IN MUNCA

Aparatul locomotor este format din sistemul osos (osteo-articular) si sistemul muscular.

A. SISTEMUL OSOS

Sistemul osos este format din totalitatea oaselor si a articulatiilor dintre ele. Articulatiile leaga oasele, integrandu-le intr-un tot unitar (in schelet). Scheletul este alcatuit pe principiul simetriei bilaterale.

. Forma, structura si rolul oaselor in organism si in munca

Forma oaselor este determinata de rolul pe care il indeplinesc in organism si se impart in patru categorii de oase: scurte, late, lungi si mixte.

Oasele scurte au cele trei dimensiuni (grosimea, lungimea si latimea) aproape egale. Astfel de oase sunt: vertebrele, oasele carpiene si oasele tarsiene. Forma lor permite suportarea unor greutati mari (oasele tarsiene), adaptarea corpului la echilibru (vertebrele).

Oasele late au forma de lama, la care grosimea este mult mai mica decat celelalte doua dimensiuni. Dintre oasele late amintim: omoplatul, oasele cutiei craniene. Oasele late indeplinesc rol de protectie (cutia craniana si toracica), rol de suport stabil (centura pelviana) si rol de suprafata de sprijin pentru muschi (omoplatul).

Oasele lungi se caracterizeaza prin aceea ca lungimea este mult mai mare decat celelalte doua dimensiuni. Dintre ele amintim: humerus, radius, femur, tibia. Ele indeplinesc rol de parghie, permitand miscari simple si rapide.

Oasele mixte au o forma neregulata care nu prezinta nici unul din caracterele celorlalte tipuri de oase, de exemplu: osul maxilar, zigomatic si temporalul.

Structura oaselor. Oasele sunt organe tari si elastice. In structura lor predomina tesutul osos. Acesta este reprezentat prin doua varietati: tesut osos compact si tesut osos spongios. Dispozitia acestor forme de tesuturi este deosebita in diferitele forme de oase.

Tesutul osos compact asigura rezistenta omului in efort, fiind plasat in zonele cu solicitare mare (corpul oaselor lungi, al oaselor scurte si in lamelele interna si externa ale oaselor late).

Tesutul osos spongios nu are rol de rezistenta, ci de protectie. Acest tesut se gaseste in capetele oaselor lungi, in oasele scurte si in cele late.

Mentionam ca alaturi de aceste doua forme de tesuturi avem si canalele medulare ce adapostesc maduva osoasa, care indeplineste urmatoarele roluri: participa la formarea tesutului osos, in timpul osificarii (rol osteogen), contribuie la formarea elementelor figurate ale sangelui (rol hematopoietic), serveste ca substanta de rezerva.

Rolul oaselor in organism. Oasele indeplinesc in organism roluri variate. Forma si structura lor sunt strans legate de rolul pe care il au. Astfel, ele au rolul de a sustine greutatea diferitelor parti ale organismului. In aceasta categorie intra coloana vertebrala, care suporta greutatea tuturor organelor. Tot rol de sustinere au si membrele inferioare. Alte oase au rol de protectie pentru diferite organe din corp. De exemplu: oasele cutiei craniene, in care este adapostit encefalul, oasele cutiei toracice protejeaza plaminii, inima etc, si coloana vertebrala care protejeaza maduva spinarii. Un alt rol este cel de locomotie. Oasele sunt organe pasive, ele servind ca puncte de insertie a muschilor, care sunt organele active ale miscarilor. Oasele joaca rolul unor parghii. Dupa raportul dintre punctul de aplicare a fortei., reprezentat prin muschi, a rezistentei, reprezentat prin greutatea deplasata, si a punctului de sprijin, parghiile osoase se pot grupa in trei categorii:

Parghia de gradul I, la care punctul de sprijin se gaseste intre punctul de aplicare a fortei si a rezistentei (R-S-F).

O asemenea parghie este realizata la mentinerea capului in echilibru pe cololoana vertebrala; punctul de sprijin se gaseste in articulatia capului cu coloana vertebrala; forta este reprezentata de muschii cefei, iar rezistenta este reprezentata prin greutatea fetei.

Parghia  de gradul al ll-lea, la care rezistenta se afla intre punctul de aplicare a fortei si punctul de sprijin (F-R-S). O asemenea parghie este realizata la ridicarea corpului pe varful picioarelor, punctul de sprijin se gaseste la varful piciorului, punctul de aplicare a rezistentei este la articulatia oaselor gambei cu oasele tarsiene, iar punctul de aplicare a fortei, pe osul calcaiului.

Parghia de gradul al lll-lea are forta intre punctul de sprijin si rezistenta (S-F-R). O asemenea parghie se realizeaza la membrul superior, in timpul ridicarii unei greutati asezate in palma, prin flexia antebratului. In acest caz, rezistenta se afla in palma, punctul de sprijin este in articulatia cotului, iar punctul de aplicare a for ei se gase te pe oasele bra ului. Aceasta parghie se mai realizeaza la articula ia umarului i a genunchiului.

O alta functie este cea de depozit de calciu si de acid fosioric. Oasele, avand in compozitia lor o mare cantitate de saruri de calciu si saruri ale acidului fosforic, ele reprezinta un depozit natural de substante minerale pentru organism. Datorita faptului ca oasele pot re ine temporar i elemente care sunt toxice pentru organism (Pb, Ra) ele pot fi considerate ca indeplinesc o func ie antitoxica.

2. Alcatuirea scheletului

Scheletul corpului omenesc se imparte in trei regiuni: scheletul capului, scheletul trunchiului si scheletul centurilor si al membrelor.

Scheletul capului

Scheletul capului este format din doua segmente: craniul cerebral si craniul visceral.

Craniul cerebral sau cutia craniana este alcatuit de opt oase, dintre care patru sunt perechi si patru neperechi. Oasele perechi sunt reprezentate prin: doua oase parietale si doua oase temporale. Oasele neperechi sunt reprezentate prin: osul frontal, osul etmoid, osul sfenoid si osul occipital. Oasele capului, in sprijinul lor pe coloana vertebrala, formeaza parghia de gradul I.

Scheletul trunchiului

Scheletul trunchiului este alcatuit din: coloana vertebrala si cutia toracica (stern si coaste).

Coloana vertebrala constituie axul de sustinere a intregului schelet al corpului. Ea are forma unei coloane osoase, rezistenta si flexibila, situata pe linia mediana. Are o lungime medie de 70 cm, la barbati, si de 60 cm, la femei. Ea este constituita din piese osoase (vertebre), intre care se gasesc formatiuni fibrocartilaginoase (discuri intervertebrale). Vertebrele dau coloanei rezistenta prin care ea indeplineste functia de sustinere a greutatii corpului, iar discurile intervertebrale dau flexibilitatea care ii asigura miscarile.

Coloana vertebrala este impartita in cinci segmente :

	Curbura cervicala
			Curbura toracala
	Curbura lombara
				Curbura sacro- coccigiana

segmentul cervical, format din 7 vertebre. Caracteristica esentiala a acestui segment este mobilitatea in rotirea craniului;

segmentul toracic, format din 12 vertebre. Este segmentul cel mai fix al coloanei vertebrale;

segmentul lombar, format din 5 vertebre. Caracteristica esentiala a acestui segment este rezistenta si mobilitatea. La nivelul acestui segment se gaseste centrul de greutate principal (la nivelul celei de a doua vertebre lombare). Proiectia acestui segment cade in poligonul de sustinere a corpului.

Centrul de greutate principal mai are doi centri de greutate secundari, situati in mijlocul articulatiilor coxofemurale;

segmentul sacral, format din 5 vertebre, sudate intre ele;

segmentul coccigian, format din 4-5 vertebre, sudate intre ele.

In dispunerea lor vertebrele formeaza canalul medular (care adaposteste maduva spinarii). Acest canal mareste rigiditatea coloanei, conditie esentiala in ortostatism.

Suprafetele articulare ale coloanei sunt date de fetele superioare si inferioare ale vertebrelor. Intre aceste suprafete se gasesc discurile intervertebrale, care indeplinesc mai multe functii:

contribuie, prin rezistenta lor, la mentinerea curburilor coloanei vertebrale;

favorizeaza, prin elasticitatea lor, revenirea la starea de echilibru dupa terminarea miscarii;

transmit in toate directiile greutatea corpului diferitelor segmente ale coloanei;

amortizeaza socurile sau presiunile la care fiecare segment este supus in mod special in cursul miscarilor si eforturilor.

Coloana vertebrala are directia verticala, dar nu este dreapta. Ea prezinta o serie de curburi, unele in plan sagital si unele in plan frontal.

Prima curbura este cea cervicala, care are conexiunea indreptata anterior si este putin pronuntata. Curbura toracala (dorsala) are conexiunea indreptata posterior si este cea mai intinsa dintre curburile coloanei. Curbura lombara are conexiunea indreptata anterior, iar cea sacrococcigiana are conexiunea indreptata posterior.

Curburile coloanei vertebrale au un rol important in pastrarea pozitiei normale a corpului atat in pozitie statica, cat si in mers. Ele mai au rolul de a amortiza anumite forte care se exercita asupra coloanei vertebrale.

Curburile care au o convexitate indreptata anterior se numesc lordoze (putem vorbi de lordoza cervicala si lordoza lombara). Curbura toracala se mai numeste si cifoza toracala.

Din cauze foarte variate, coloana isi poate schimba raza de curbura, devenind mai accentuata si dand stari patologice care deformeaza coloana vertebrala si intregul corp.

In final putem spune ca, coloana vertebrala considerata ca intreg are triplu rol: protejeaza maduva spinarii, este axul de sustinere a scheletului, participa la executarea diferitelor miscari ale trunchiului si capului.

Ridicarea si transportul greutatilor. Coloana vertebrala fiind axul de sustinere suporta si greutatea corporala. Repartizarea sarcinilor pe coloana creste de sus in jos, maximul situandu-se la nivelul celor 5 vertebre lombare.

Asa cum am vazut, intre vertebre se afla discurile intervertebrale, care joaca rol de amortizare atunci cand organismul efectueaza munci grele. In aceste cazuri, presiunea asupra vertebrelor lombare poate ajunge la valori cuprinse intre 300 si 700 kg.

In marea majoritate a profesiunilor caracterizate prin eforturi fizice mari apar afectiuni ale discurilor intervertebrale. Aceste parti periferice ale discurilor sunt un tesut fibros dar cu o textura stransa. Intenvin aici anumite modificari datorate pierderilor de apa, care le face casante si fragile.

Cu ocazia solicitarilor bruste, nucleul, de consistenta gelatinoasa, se poate deplasa, iesi din partile laterale si exercita o presiune asupra maduvei spinarii insasi sau asupra fibrelor nervoase aferente. Aceste protuzii ale nucleului unui disc intervertebral se numesc hernii de disc (fig. ). Presiunile exercitate asupra nervilor, de nucleele gelatinoase iesite in afara, diminuarea spatiilor intervertebrale, distorsiunile si compresiunile tesuturilor vecine constituie cauze de dureri multiple, de paralizii si de crampe musculare (lumbago, sciatica).

Solicitarea coloanei vertebrale la ridicarea greuta ilor

Practica arata ca persoanele care sufera de afectiuni ale discurilor intervertebrale sunt adesea cuprinse de dureri violente si atinse chiar de paralizie atunci cand incearca sa ridice greutati. Aceste accidente acute nu sunt altceva decat supraincarcari subite a discurilor intervertebrale. Miscarile sau metodele de munca incorecte pot mari considerabil riscurile.

Capacitatea omului de a ridica variaza atat in functie de inaltimea la care trebuie ridicata greutatea, cat si de nivelul acestei inaltimi, proportional cu inaltimea corpului executantului care manipuleaza greutatile. In figura sunt redate grafic variatiile capacitatii umane cu dimensiuni si posibilitati medii de ridicare a

greutatilor, la diferite nivele. Graficul trebuie folosit in felul urmator: se puncteaza

inaltimea de ridicare pentru coloana din dreapta, apoi se calculeaza nivelul acestei

inaltimi proportional cu inaltimea corpului si se marcheaza acest nivel pe coloana

din stanga, dupa care se unesc punctele de pe cele doua coloane. Dreapta

respectiva va intersecta curba graficului intr-un anumit punct, din care se coboara

o verticala spre indicativul greutatea posibila, ce indica numarul kilogramelor ce

se pot ridica.

Capacitatea de ridicare cu bra ele la diferite nivele

De exemplu, un executant cu inaltimea de 175 cm poate ridica frecvent 50 kg

la inaltimea de 125 cm, respectiv la un nivel proportional cu 70% din inaltimea

corpului sau (125 ). Fixand si apoi unind cele doua puncte (125 cm pe coloana din dreapta cu 70% pe coloana din stanga) vom intersecta curba graficului intr-un anumit punct, din care, coborand o verticala gasim greutatea posibila de ridicat (circa 23 kg). Deci, executantul respectiv nu poate manipula greutati de 50 kg la inaltimea de 125 cm, ca sarcina permanenta de lucru.

Regulile ce trebuie respectate in ridicarea si transportarea greutatilor sunt:

a)   sa se indreparteze toate obstacolele din drum, inainte de ridicarea sarcinii;

b)  inaltimea optima pentru apucarea sarcinii este de 40 cm deasupra solului;

c)   cand sarcina se gaseste pe sol, se recomanda utilizarea carligelor sau a chingilor care, in fapt, prelungesc articulatiile bratelor;

d)  sa se ridice sarcina cat mai aproape de corp posibil;

e)   sa se mentina spatele drept. Cand se inconvoaie spatele, pericolul accidentelor de disc se mareste considerabil;

f) pozitia de pornire cu genunchii profund flexati si cu trunchiul cat mai drept posibil, este mai buna decat aceea cu genunchii intinsi si spatele flexat (fig.).

Pentru a reduce riscul de accidente este bine sa nu fie depasite valorile maxime (in kilograme) din tabelul 1;

Greuta i maxime ce pot fi ridicate fara pericol de accidente

g) cind o sarcina este purtata, este bine sa o plasam cat mai aproape de verticala care trece prin centrul de greutate ai corpului. Astfel, travaliul de echilibru este redus, evitandu-se solicitarile statice inutile. Caratul in fata corpului este putin favorabil deoarece el impune solicitari suplimentare unui numar mare de muschi abdominali. Este mai avantajos a cara cate o sarcina in fiecare mana, decat o sarcina mare intr-o singura mana. Cu toate acestea, acest mod de a cara nu este recomandabil atunci cand sarcinile sunt grele, deoarece solicitarea muschilor umarului si bratului este foarte mare si impiedica mersul. Din punct de vedere al consumului de energie sarcinile de 60 kg sunt, dupa Lehmann, cele mai favorabile. Aceasta greutate este net superioara sarcinilor maxime indicate pentru ridicat. Pentru transportul materialelor pe distante scurte, se recomanda totusi utilizarea sarcinilor de 50 kg.

Cutia toracica. Inima si marile vase, plamanii, traheea, esofagul, organe de o deosebita importanta, sunt aparate de o parte a scheletului trunchiului numita cutia toracica (fig.).

Cutia toracica

Ea este formata din segmentul toracic al coloanei vertebrale, din 12 perechi de coaste si stern.

Cutia toracica a femeii este mai mica in toate dimensiunile, in comparatie cu a barbatului. Cutia toracica indiferent de dimensiuni trebuie sa fie expansibila si elastica, precum si incompresibila.

Elasticitatea ei scade odata cu varsta, ducand la rigiditatea toracelui si, deci, la modificari in mecanica ventilatorie.

Scheletul centurilor si al membrelor

Centura scapulara. Prin centura se intelege totalitatea oaselor care leaga oasele membrelor de scheletul trunchiului. Centura care leaga oasele membrelor superioare de trunchi este centura scapulara, si este formata din patru oase: doua clavicule si doi omoplati (fig.).

Scheletul cutiei toracice i scheletul centurii scapulare

Centura scapulara, avand ca element dominant mobilitatea, este punctul de realizare a miscarilor de clasa a IV-a si de delimitare a zonei de munca maxime.

Membrele superioare au trei segmente: bratul, al carui schelet este format din osul humerus; antebratul, format din oasele radius si cubitus; mana, in scheletul careia deosebim: carpul, metacarpul si falangele.

Incheietura bra ului cu antebra ul constituie punctul de efectuare al miscarilor de clasa a III-a si de delimitare a zonei de munca normale.

Incheietura antebratului cu mana constituie punctul de efectuare a miscarilor de clasa a II-a, iar incheietura metacarpului cu falangele constituie punctul de efectuare a miscarilor de clasa I.

Membrele superioare sunt specializate pentru activitatea de manipulare.

Centura pelviana este cea care leaga membrele inferioare de scheletul trunchiului. Ea este formata din oasele coxale. Posterior, intre aceste oase, se gaseste osul sacru si osul coccis care, impreuna cu coxalele, formeaza bazinul (fig.).

Bazinul osos

Bazinul adaposteste viscerele si este adaptat staticii si locomotiei bipede.

Membrele inferioare au si ele trei segmente: coapsa, al carui schelet este format din femur; gamba, formata din tibie si fibula; piciorul, format din scheletul tarsului, metatarsului si al falangelor.

Incheietura femurului cu centura pelviana este punctul de efectuare a miscarilor: umbla si pas lateral.

Incheietura dintre femur, tibie si fibula este punctul de efectuare al miscarilor: ingenunchiaza, se ridica din pozitia ingenunchiat, deplaseaza piciorul (gamba).

Incheietura gambei cu piciorul este punctul de efectuare a miscarii de deplasare a labei piciorului.

Membrele inferioare indeplinesc functia de mentinere a organismului si de mobilitate, permitand deplasarea corpului.

Articulatiile

Dupa cum am mai spus, scheletul osos este format din totalitatea oaselor si articulatiilor.

Articulatia (incheietura) este data de totalitatea elementelor prin care se unesc doua sau mai multe oase vecine.

Luand ca element de diferentiere miscarea, ele se impart in: sinartroze (a ticulatii fixe) si diartroze (articulatii mobile).

Fibrele senzitive isi au originea in ganglionii spinali.Dendritele neuronilor din acesti gangloni isi au terminatiile fie in peretii conjunctivi dintre fibre, unde formeaza terminatii libere, fie pe fibra musculara, unde formeaza fusuri neuromusculare.

De la acestea pornesc stimuli la scoarta cerebrala si cerebel, care arata starea de contractie sau de relaxare a muschiului, precum si tonusul lui. Toate aceste terminatii senzitive trimit stimuli durerosi si indica pozitia segmentelor corpului, ceea ce este cunoscut ca simt kinestezic.

Fibrele vegetative regleaza schimburile nutritive dintre sange si fibrele musculare.

Compozitia chimica a muschilor

Muschii au o compozitie chimica foarte complexa. Dintre diferitele substante, apa se gaseste in proportie de 72 - 80%, iar reziduul uscat reprezinta

Reziduul uscat este alcatuit din saruri minerale si substante organice. Sarurile minerale (inproportie de 1%) sunt reprezentate prin diferiti compusi anorganici caracteristici materiei vii, dintre care cei mai importanti sunt: K, Na, Ca, Mg. Aceste elemente joaca un rol foarte mare in activitatea muschilor. Calciul are rol in excitabilitatea musculara si in producerea contractiei, pe cand potasiul are rol in oprirea activitatii muschiului, iar sodiul intervine in procesele chimice din muschi.

Substan ele organice sunt reprezentate prin: substante azotoase (protidice si neprotidice) si substante neazotoase (glucide si lipide).

Se constata ca in compozitia chimica a muschiului predomina substantele azotoase (16,5 - 20%), ceea ce face ca musculatura sa fie considerata ca un rezervor de protide al organismului. Sunt foarte variate, dintre care, cele mai importante sunt: miozina, actina si mioglobina.

Miozina are proprietate enzimatica, prin actiunea ei asupra ATP (acidul adenozintrifosforic), pe care il descompune si elibereaza energie.

Actina reprezinta substanta contractila.

Mioglobina este o proteina din grupa pigmentilor, avand culoarea rosie si proprietati asemanatoare cu cele ale hemoglobinei. Se incarca cu oxigen, care este folosit in procesul respiratiei musculare (faza aeroba).

Ca substante azotoase neprotidice gasim: acid adenozintrifosforic (ATP), acid creatinfosforic, creatinina.

Acidul adenozintrifosforic (ATP) are proprietatea de a se descompune, eliberand acid fosforic si o anumita cantitate de energie.

Acidul creatinfosforic, ca si ATP, se poate descompune, eliberand acid fosforic si energie.

Cei doi acizi, fiind substante macroergice, joaca rol deosebit in desfasurarea proceselor energetice din muschi.

Dintre substantele organice neazotoase in reziduul uscat gasim glucide si lipide.

Glucidele sunt reprezentate prin glicogen si glucoza. Glicogenul este forma de rezerva a glucidelor, motiv pentru care, in muschiul aflat in repaus, cantitatea de glicogen este mai mare, ea scazand simtitor dupa o activitate musculara intensa.

In muschi se mai gaseste o cantitate mica de acid lactic, care este un produs metabolic rezultat din degradarea glucozei si are rol important in transformarile energetice din muschi.

Lipidele sunt prezente in muschi, fiind reprezentate prin fosfatide. Cantitatea lor creste in timpul activitatii musculare intense.

Rolul muschilor in organism

Muschii sunt elemente active ale aparatului locomotor si locul de desfasurare a travaliului muscular.

Muschii scheletici mentin pozitia verticala a corpului si contribuie la realizarea miscarilor de deplasare (prin mers si fuga).

Muschii organelor interne (viscerali) asigura prin contractii indeplinirea functiilor specifice organelor respective. Ei sunt si sediul producerii energiei necesare travaliului muscular.

2. Fiziologia muschilor

Muschii sunt organele active din aparatul locomotor. Ei determina miscari ale unor segmente si miscari de ansamblu ale corpului. Tot ei sunt elementele care mentin corpul intr-o anumita pozitie.

Aceste functii pot fi indeplinite datorita urmatoarelor proprietati: excitabilitatea, contractilitatea, elasticitatea si extensibilitatea.

Excitabilitatea este insusirea muschilor de a trece in starea de excitatie, sub
actiunea agen ilor din mediu. Agentii pot fi fizici, chimici si fiziologici. Din categoria excitantilor fizici fac parte: curentul electric, excitantii termici (variatii de temperatura) si excitantii mecanici (apasare, intepare, taiere). Excitantii chimici sunt acizii si bazele, iar excitantul fiziologic este influxul nervos, care este excitantul natural.

Excitantul poate actiona direct asupra muschiului, si atunci se produce excitatia directa sau poate actiona prin intermediul nervului motor si atunci se produce excitatia directa.

Excitabilitatea este influentata de oboseala si de starea de contractie a muschiului. Un muschi obosit este mai putin excitabil decat unul odihnit. In stare de contractie, excitabilitatea muschiului poate sa scada pana la disparitie.

Excitabilitatea muschiului se masoara prin marimea intensitatii excitantului

care provoaca excitatia. Daca intensitatea este foarte mica, nu se produce excitatia. Intensitatea cea mai mica care provoaca excitatia se numeste intensitate liminara sau intensitate de prag. Cu cat intensitatea liminara este mai mica, cu

atat excitabilitatea este mai mare.

Contractilitatea este proprietatea muschiului de a-si schimba forma, atunci cand asupra lui actioneaza un excitant. In contractie, muschiul devine mai scurt si mai gros decat in stare de repaus.

Contractiile musculare se grupeaza in: contractii simple (secuse musculare) si contractii fuzionate (sustinute).

Contractia simpla se poate obtine experimental printr-o excitatie izolata, Miograma obtinuta (fig. ) arata ca muschiul nu-si incepe contractia chiar din momentul aplicarii excitantului, ci numai dupa o perioada de latenta (de 0,01 secunde). Perioadei de latenta urmeaza scurtarea muschiului care este partea ascendenta a curbei (dureaza 0,04 secunde).

Dupa ce muschiul ajunge la scurtarea maxima, el incepe sa se relaxeze, fenomen reprezentat in miograma prin partea descendenta a curbei (este de 0,05 secunde).

Durata secusei musculare nu este aceeasi, ea variind in functie de starea muschiului si de conditiile in care se executa. Muschiul obosit are o secusa mai lunga decat cel odihnit. Pentru acelasi muschi, durata secusei creste cu cat temperatura la care se executa scade.

De asemenea, lipsa O₂ influenteaza durata ei. Intensitatea secusei depinde de intensitatea excitantului.

Contractiile fuzionate sau sustinute se obtin prin aplicarea unei succesiuni de

excitatii. Ele se impart in: contractii tetanice si contractii tonice.

Contractia tetanica sau tetanosul muscular se produce atunci cand excitantul actioneaza asupra muschiului la intervale mai scurte decat durata secusei musculare. Poate prezenta doua aspecte:

a)      Daca excitantul se aplica la intervale mai mici decat durata secusei, dar mai mari decat durata primelor doua perioade (latenta si ascendenta). Excitatia scade in perioada de relaxare si se produc secuse despartite prin relaxari incomplete, Aceasta contractie este tetanos incomplet.

b)     Cand excitatiile se repeta la intervale mai mari de 0,05 secunde, ele cad in perioada de scurtare a muschiului adica inainte ca muschiul sa-si fi inceput relaxarea. In acest caz, muschiul nu se mai relaxeaza, ci ramane intr-o stare de contractare continua, atat timp cat se produc excitatiile, iar contractia se numeste tetanos complet.

Contractia musculara nu apare deodata in toata lungimea muschiului. Ea apare in punctu1 unde se produce excitarea si de aici se propaga sub forma de unda in restul muschiului. Fiecare fibra se contracta dezvoltand o forta determinata; suma tuturor acestor forte este forta dezvoltata de catre intregul muschi.

procesul de descompunere continua si dezvolta, pana la urma, apa si acid carbonic.

In concluzie, putem spune ca faza anaeroba constituie calea indirecta in care glucoza este sursa de energie cea mai importanta a travaliului muscular.

Faza aeroba

Aceasta faza se caracterizeaza prin prezenta oxigenului atmosferic. Aceasta prezenta este necesara pentru a avea loc procesul de regenerare al glucozei si al combinatiilor fosforice de inalta energie. Oxigenul ocupa astfel locul al doilea, in ordinea importantei, printre corpii care asigura productia de energie in muschi. Cei doi corpi mai importanti din punctul de vedere al producerii energiei musculare, si anume glucoza si oxigenul, nu exista in muschi decat in cantitati limitate; ambii trebuie sa fie furnizati muschilor in mod permanent de catre sange. Deci, in ultima instanta, irigatia sanguina a muschilor este aceea care fixeaza limita prestatiei de lucru a musculaturii. In timpul muncii, necesitatile de sange ale muschilor sunt multiplicate printr-un factor cuprins intre 10 si 20. Datorita acestei multiplicari, apar in aparatul circulator o serie de fenomene de adaptare, ca: cresterea puterii contractiilor cordului, cresterea presiunii vasculare, dilatatia vaselor sanguine.

Cele doua faze nu sunt succesive ci paralel-succesive. In masura in care oxigenul atmosferic asigurat de aparatul respirator este insuficient, organismul declanseaza in mod automat mecanismul din faza anaeroba.

Aceasta faza (anaeroba) are o mare importanta in contractia musculara, pentru ca producerea energiei in aceasta faza asigura rapiditatea contrac iei. Daca aceasta energie s-ar produce numai prin oxidare (in faza aeroba), contractia s-ar realiza cu intarziere, prejudiciind organismul.

In perioadele de travaliu muscular intens, cantitatea de energie musculara consumata in contractie este foarte mare, iar organismul nu poate fi asigurat intr-un timp foarte scurt cu o cantitate mare de oxigen. Cantitatea de oxigen care s-ar cuveni muschilor pentru a putea sa produca energia consumata poarta denumirea de datorie de oxigen a organismului.

Aceasta datorie este asigurata in perioada care urmeaza dupa executarea travaliului. Marimea datoriei de oxigen a organismului variaza cu marimea travaliului. Cu cat efortul fizic este mai mare, cu atat durata achitarii datoriei de
oxigen este mai lunga.

Fenomene fizice i electrice in timpul contrac iei

Energia calorica produsa in muschi prin reactiile chimice prezentate se transforma in parte (30%) in energie mecanica, care produce contractia, iar restul (70%) in energie calorica, care se pierde in mediul inconjurator (prin transpiratie, radiatie, conductie, convectie).

Corpul nostru face adesea uz de travaliu muscular. Astfel, in pozitia ortostatica, o intreaga serie de muschi ai gambelor, soldurilor, spatelui si cefei sunt in stare de incordare permanenta. Datorita acestui travaliu static reusim sa mentinem toate aceste parti ale corpului in pozitia dorita. In pozitia asezat, travaliul muscular static al muschilor gambelor inceteaza, rezultand deci o diminuare a solicitarii musculaturii. In pozitia clinostatica (culcat) inceteaza aproape intreg travaliul muscular static. Acesta este motivul pentru care pozitia clinostatica este pozitia de repaus prin excelenta.

Datorita tuturor caracteristicilor mai sus enumerate este recomandabil sa se evite, sau sa se diminueze la minimum solicitarile musculare statice asociate cu eforturi importante.

Travaliul muscular dinamic se caracterizeaza prin: succesiune periodica de incordari si de destinderi ale muschilor; travaliul furnizat poate fi masurat prin produsul dintre forta desfasurata si scurtarea muschiului (G x D).

In travaliul dinamic (exemplu, in mers), muschiul actioneaza ca o pompa asupra circulatiei sanguine. Contractiile lui provoaca o expulzare de sange, in timp ce destinderile consecutive permit o noua irigare a muschiului. Astfel, circulatia sanguina creste, iar muschiul primeste de 10-20 de ori mai mult sange decat in stare de repaus. Muschiul, fiind bine irigat, primeste astfel, suficient zahar si oxigen, in timp ce reziduurile sunt simultan eliminate,

Masuratorile fiziologice au aratat ca randamentul (raportul intre puterea furnizata si cea consumata) al travaliului muscular static este inferior randamentului travaliului muscular dinamic. Aceste efecte defavorabile se traduc si prin cresterea frecventei pulsului. La consumuri de energie egale, travaliul muscular static provoaca o crestere mult mai accentuata a frecventei pulsului decat travaliul dinamic.

5. Oboseala musculara

Muschiul care se contracta un timp indelungat manifesta la un moment dat, o slabire a capacitatii sale de functionare. Se constata o scadere a fortei musculare, o scadere a excitabilitatii, o lungire a perioadei latente si o crestere a perioadei de relaxare. Aceasta stare specifica, in care ajunge muschiul dupa o activitate intensa, se numeste oboseala musculara.

Oboseala musculara este determinata, in primul rind, de starea sistemului nervos. Daca se excita nervul motor al unui muschi, in activitatea caruia au aparut semne de oboseala, se produce o intensificare a contractiei; aceasta dovedeste ca oboseala a fost determinata de starea centrilor nervosi care au obosit mai repede decat muschiul. Aparitia starii de oboseala este in functie de starea scoartei cerebrale. Aceasta se poate deduce din faptul ca, prin actiunea vointei, se poate prelungi capacitatea de contractie musculara si se pot forma reflexe conditionate in legatura cu aparitia starii de oboseala.

6. Determinarea si aprecierea intensitatii activitatilor cu efort predominant fizic

Profesiunile in care predomina efortul fizic (musculo-osteo-articular) se realizeaza prin contractia unor importante mase musculare, mai mult sau mai putin intens, pe o anumita perioada.

Efortul muscular osteo-articular este sustinut de fibre musculare care actioneaza asupra articulatiilor si oaselor in vederea sustinerii unor articulatii in diferite pozitii, timp mai mult sau mai putin indelungat, necesare pozitiei de lucru (orto-statice, sezanda sau aplecata) si in vederea executiei unor miscari de flexie, extensie, pronatie, supinatie, rotatie necesare gesturilor profesionale.

In activitatile profesionale cu efort predominant musculo-osteo-articular intervine si un oarecare grad de efort neuropsihic si senzorial, care are rol principal de coordonare si control.

Determinarea si aprecierea intensitatii activitatilor profesionale cu efort predominant fizic au o importanta deosebita pentru ergonomie, deoarece:

permit corelarea aptitudinilor musculo-osteo-articulare ale muncitorului cu cerintele locului de munca, din punct de vedere al necesitatilor energetice, pozitiei de lucru, gestualitatii profesionale specifice;

permit recomandarea unor masuri pentru reducerea efortului fizic pe o baza obiectiva, prin mecanizarea unor procese, rationalizarea fluxului tehnologic, organizarea regimului de munca.

Aprecierea intensitatii efortului fizic in activitatile profesionale se face dupa diferite criterii:

Criteriul energiei rezultate (eficienta efortului). Se exprima in: kilogrammetri (Kgm/min, sau Kgm totali pe ciclu profesional, ora, zi de lucru).

Determinarea intensitatii muncii dupa criteriul lucrului mecanic (LM) efectuat presupune cunoasterea celor doua elemente care-l definesc si anume forta (G) si deplasarea (D) dupa formula:

LM = GxD

Exemplu: ridicarea de pe sol a unei greutati de 20 kg la o inaltime de 1 m, presupune un lucru mecanic util de 20 kgm

LM = 20 x 1 = 20 Kgm.

Criteriul energiei consumate de organism. Se exprima in:

Kcal; unitate traditionala pentru exprimarea energiei consumate de organism (Kcal/min; Kcal/ora);

jouli; in sistemul international unitatea de energie este ''joule' (J) definit ca energia cheltuita cand 1 kg este deplasat cu 1 m, cu o forta de 1 newton (unitate de forta). Toate formele de energie ar trebui exprimate in jouli;

cantitatea de oxigen consumata V.O₂ ml/min.
Relatia intre aceste exprimari este:

1Kcal = 4,184 kj, 1 Kcal = 207 ml O₂.

Consumul general de energie intr-un organism poate fi determinat cu cea mai mare precizie dupa cantitatea de caldura degajata, exprimata in calorii: caloria mare - Kcal - este cantitatea de caldura necesara pentru o crestere a temperaturii unui kg de apa de la 15C la 16C. Caloria utilizata in determinarile fiziologice este de 1000 ori mai mare decit caloria mica (cal - utilizata in masuratorile fizice).

Masurarea cantitatii de caldura degajata de organism in timpul unui efort fizic se poate face prin metoda calorimetrica directa sau metoda calorimetrica indirecta.

Metoda calorimetrica directa masoara direct cantitatea de calorii degajata in timpul efortului fizic.

Principiul acestei metode se bazeaza pe determinarea directa a cantitatii de caldura, deci de calorii, degajata de omul ce efectueaza diferite munci intr-o camera amenajata: camera calorimetrica. Camera calorimetrica consta dintr-o camera izolata, destul de mare pentru a cuprinde un om, avand pereti dubli printre care circula apa.

In interiorul camerei se mentine constanta temperatura si se controleaza periodic temperatura subiectului, pentru a nu se produce un fenomen de supraincalzire. Caldura generata si radiata de subiect este absorbita de apa circulanta.

Cunoscandu-se temperatura apei la intrarea si la iesirea din camera, precum si cantitatea ei in kg, se poate determina direct producerea de caldura, in calorii, a persoanei cercetate.

Metoda calorimetrica indirecta masoara indirect cantitatea de calorii degajata in timpul efortului fizic.

Deoarece la procesul generator de caldura participa pe de o parte, factorii nutritivi calorigeni (alimentele), iar pe de alta parte, oxigenul, metoda foloseste fie determinarea cantitatii de alimente 'arse' (stabilirea bilantului alimentar), fie determinarea consumului de oxigen si a eliminarii bioxidului de carbon (studiul schimburilor respiratorii).

Criteriul modificarilor indicatorilor fiziologici si biochimici. Acest criteriu se exprima in :

marimea frecventei cardiace in efort si in perioada de recuperare fata de valoarea de repaus;

cresterea tensiunii arteriale in efort si in perioada de revenire;

cresterea temperaturii centrale a corpului;

modificarile glicemiei si acidului lactic.

Aprecierea consumului energetic, dupa frecventa cardiaca in timpul efortului sau imediat dupa efort, este usor de realizat, dar risca erori mai mari decat prin estimarea energetica pornind de la debitul respirator, deoarece activitatea cardiaca reflecta nu numai nevoile sanguine crescute ale musculaturii active, dar si pe cele necesare functiei de termoreglare.

Aprecierea consumului energetic dupa marimea temperaturii centrale se poate face, cunoscandu-se relativa constanta a acestei temperaturi in eforturile prelungite (dar nu foarte intense), in conditiile pastrarii echilibrului termic. Se determina temperatura sublinguala.

De asemenea determinarea glicemiei si a lactocidemiei poate furniza date utile pentru aprecierea intensitatii eforturilor.

Normele de protectia muncii clasifica activitatile profesionale in func ie de intensitatea efortului predominant fizic, in functie de numarul de calorii degajate in timpul efectuarii efortului fizic conform tabelului 2.

Tabelul 2

Clasificarea activitatilor profesionale in functie de degajarea calorica determinata de intensitatea efortului fizic

Cunoscand valorile de puls si de temperatura centrala, se poate interpreta intensitatea efortului predominant fizic (dupa Lundgreen) in tabelul 3.

Tabelul 3

Clasificarea activitatilor profesionale predominant fizice in functie de puls si temperatura centrala

Clasificarea muncilor fizice dupa reactiile de adaptare cardio-respiratorii i modificari biodinamice este prezentata (dupa Welbs) in tabelul 4.

Tabelul4

Clasificarea activitatilor profesionale predominant fizice in functie de indicatori cardiovasculari, respiratori si biochimici

VII. DIMENSIUNILE ANTROPOMETRICE SI VALOAREA LOR ERGONOMICA

Integritatea morfofunctionala a elementelor, structurilor si subsistemelor umane este necesara in vederea mentinerii starii de sanatate.

Cunoasterea dimensiunilor antropometrice este necesara in proiectarea masinilor, sculelor, instala iilor, a echipamentelor de protectie si a cladirilor. Principiile generale de aplicare a antropometriei sunt sistematizate astfel:

a) Luarea in considerare a existentei operatorului. Operatorul trebuie avut in vedere din stadiul planificarii si proiectarii. Reproiectarile nu sunt complet eficiente si maresc costul produselor.

b) Operatorul trebuie imaginat functional. De aceea, el trebuie sa fie reprezentat proiectantului prin dimensiunile sale functionale. Aceasta este modalitatea de a realiza o relatie antropometrica justa intre om si masina.

c) Trebuie sa se tina seama de factorii de variabilitate a dimensiunilor umane, care sunt de ordin intern (ereditar) si extern (conditii de mediu).

d) Sa se prevada limitele ample ale tolerantei spatiale pentru oameni si echipament. Sub 'stress', amplitudinea mi carilor este intotdeauna mai mare decat aceea constatata in laborator sau chiar in munca normala.

Dimensiunile antropometrice generale intalnite in organizarea ergonomica a muncii sunt (dupa F. Maire) prezentate in tabelul 5.

Tabelul 5

Dimensiunile antropometrice

^(x)se adauga grosimea incaltamintei

^(xx) masuratori pe oameni imbracati

Fig.23. Dimensiunile globale ale corpului omenesc (dupaGh. Ranga).

Fig. 24. Dimensiunile partiale ale corpului omenesc (dupa Gh. Ranga).

BARBAT FEMEIE.

Fig.25. Schema generala a dimensiunilor antropometrice (medii) detaliate (dupa Gh. Ranga

Dimensiunile antropometrice trebuie considerate in functie de pozitia executantului. Astfel, in pozitia ortostatica dimensiunile interesante pentru organizarea ergonomica a muncii sunt: intinderea verticala a bratului fata de sol, statura, distanta ochi-sol, intinderea laterala a bratului, inaltimea umar-sol, inaltimea cot-sol, lungimea totala a bratului, adancimea toracelui, adancimea abdominala, grosimea maxima a corpului, inaltimea sternului, inaltimea coastei inferioare, inaltimea de la incheietura degetelor mainii la sol, intinderea anterioara a bratului, profunzimea mijlocului corpului, profunzimea corpului in linie orizontala intre proeminenta fesei si punctul corespunzator dintre zona pelviana, latimea umerilor, diametrul maxim al corpului, latimea toracelui, inaltimea genunchilor.

In pozitia sezand dimensiunile antropometrice sunt: inaltimea fata de sol,  distanta de la ochi la sol, inaltimea scaunului de lucru, inaltimea umar-scaun, inaltimea in pozitie sezanda, distanta umar-cot, distanta cot-scaun, distan a bi-epicondilara (la coate), distanta bi-epicondilara (la genunchi), diametru bi- trochanterian, lungimea antebratului, distanta fesa-genunchi, distanta dintre fesa si partea superioara a articulatiei genunchiului (popliteala), inaltimea spatiului popliteal, inaltimea genunchiului.

. Dimensiunile antropometrice si indicatorii morfologici si functionali

Valorile antropometrice sunt necesare in proiectarea sculelor si uneltelor, in organizarea ergonomica a locului de munca, cat si in calcularea unor indicatori morfofiziologici si functionali de apreciere a consumului de energie, a schimbului gazos sau a starii de nutritie.

Astfel, valoarea inaltimii este utilizata la calcularea capacitatii vitale ideale a debitului respirator pe minut, a suprafetei corporale, la dimensionarea spatiului de lucru, la amplasarea corpurilor de iluminat si a obiectelor dispuse deasupra corpului.

Greutatea corporala serveste in studii de nutritie, la calcularea suprafetei corporale, la stabilirea diagnosticului individual de dezvoltare fizica, la proiectarea platformelor si a suporturilor corporale (centuri de siguranta, curele de sustinere, brancarde).

Perimetrul toracic in repaus serveste la stabilirea indicelui de robustete, a morfogramei, a diagnosticului individual de dezvoltare fizica, la dimensionarea echipamentului.

Inaltimea corpului in pozitie sezanda serveste la calcularea indicelui skelic si la dimensionarea spatiului de lucru in aceasta pozitie.

Lungimea membrului inferior liber serveste la stabilirea morfogramei, la dimensionarea echipamentului si la amplasarea pedalelor.

Lungimea membrului superior liber serveste la proiectarea zonelor de lucru si a echipamentului,

Lungimea maini serve te la dimensionarea echipamentului (manusi, palmare).

Latimea mainii serveste pentru calcularea indicelui de forma al mainii si la dimensionarea echipamentului.

Latimea bazinului se foloseste la proiectarea scaunelor pentru activitati in pozitie sezand.

Inaltimea umerilor serveste la proiectarea mijloacelor de munca in pozitie ortostatica, si anume, la amplasarea dispozitivelor de control vizual al functionarii utilajelor cat si la amplasarea parghiilor care se actioneaza din pozitia ortostatica.

Inaltimea coatelor serveste la proiectarea locurilor de munca.

Inaltimea genunchiului serveste la proiectarea meselor pentru activitatile in pozitie sezand si la amplasarea obiectelor si dispozitivelor deasupra coapsei (localizarea volanelor la automobile).

Lungimea fesa-genunchi serveste la proiectarea locului de munca in pozitie sezand.

Analiza oricarei pozitii a corpului uman in timpul muncii trebuie sa cuprinda urmatoarele elemente: descrierea infatisarii corpului cu mentinerea orientarii axei longitudinale, a raporturilor reciproce ale corpului si a suprafetei care ia contact cu planul de sprijin.

2. Pozitiile corpului omenesc in munca

In procesul muncii organismul uman executa miscari complexe din pozitii variabile cu solicitarea integrala a structurilor functionale, in raport de specificul profesiunii.

Elementul esential de clasificare a pozitiilor corpului in procesul muncii este suprafa a de sprijin in functie de care avem urmatoarele pozitii: ortostatica (in picioare), sezand (asezat) si clinostatica (culcat).

a) Pozitia ortostatica are ca suprafata de sprijin fata plantara a piciorului.

Aceasta pozitie ortostatica cu sprijin pe fata plantara a piciorului poate fi cu sprijin bilateral sau unilateral, cu sau fara deplasarea partilor corpului.

. Pozitia ortostatica simetrica cu sprijin bilateral este pozitia in care axa longitudinala a corpului este perpendiculara pe sol. Membrele superioare si inferioare sunt aduse catre planul medio-sagital.

In functie de directia axei gravitationale si inclinatia segmentelor corpului, se deosebesc patru tipuri de pozi ii ortostatice, simetrice cu sprijin bilateral: normala, militara, comoda, relaxata. Variabilitatea pozitiei ortostatice este dependenta de tipul constitutional si de specificul activitatii prestate.

In pozitia ortostatica normala verticala coborata din centrul de greutate (axa gravitatiei) si axa longitudinala a membrului inferior trec prin articulatiile coxofemurale si ale genunchilor.

In pozitia ortostatica militara axa gravitatiei trece inaintea articulatiei coxofemurale, a genunchiului si capetelor metatarsienelor.

In pozitia ortostatica comoda axa gravitatiei trece posterior de articulatia coxofemurala. Echilibrul este mentinut de aparatul ligamentar care sufera distensii pasive.

In pozitia ortostatica relaxata axa centrului de gravitatie trece inaintea articulatiei coxofemurale, spatele este incurbat, iar axele trunchiului si membrului inferior formeaza un unghi deschis anterior.

. Pozitii cu sprijin bilateral pe fata plantara a piciorului si cu deplasarea partilor corpului. Deplasarea partilor corpului (trunchi, membre superioare si inferioare) determina schimbari ale pozitiei centrului de greutate a corpului si, in consecinta, corpul are tendinta de a iesi din starea de echilibru. Pastrarea echilibrului impune deplasarea altor parti ale corpului prin miscari compensatorii, a caror amplitudine este in functie directa de masa partilor deplasate si de gradul deplasarilor inutile.

Pozitii in deplasarea trunchiului:

-pozitia inclinat prin flexia anterioara a trunchiului consta in aplecarea trunchiului si a membrelor superioare catre un obiect aflat pe sol, in scopul ridicarii acestuia. Pentru mentinerea echilibrului in aceasta pozitie, axa membrelor inferioare se ridica posterior impreuna cu trunchiul. Extensia trunchiului sau inclinarea laterala determina inclinarea membrelor inferioare in directie opusa;

- pozitia cu sprijin pe plantar cu flexia trunchiului si gambei pe coapsa (pozitia pe vine) se caracterizeaza prin situarea centrului de greutate la limita posterioara de sustinere a corpului, cu ridicarea calcaielor de pe sol si proiectarea bratelor inainte fie atingand solul, fie imbratisand genunchii.

. Pozitia ortostatica asimetrica cu sprijin unilateral (pozitie pe un singur picior). Pozitia soldie este o pozitie ortostatica, in care sprijinul se realizeaza fie pe un picior, fie pe altul. Este pozitia cea mai frecventa. Axa longitudinala a membrului inferior de sprijin se deplaseaza lateral impreuna cu bazinul care sufera o miscare de translatie. Membrul inferior contralateral se flexeaza din articulatia genunchiului, iar bazinul se roteste in axul vertical catre membrul inferior in repaus. Coloana vertebrala, ca urmare a inclinarii bazinului, se reflecta catre membrul de sprijin.

. Pozitii ortostatice cu sprijin pe un picior cu deplasarea unor parti ale corpului. Deplasarea membrului inferior care nu serveste de sprijin, determina curburi compensatorii ale coloanei vertebrale si miscari ale membrelor superioare pentru redresarea centrului de greutate.

b) Pozi ia sezand (asezat) are ca suprafata de sprijin fata posterioara a coapsei si pelvisului.

Centrul de greutate este proiectat catre limita posterioara a bazei de sustinere. Flexia anterioara a trunchiului face posibila sprijinirea mainilor sau antebratelor pe coapse, marind, in acest fel, stabilitatea si comoditatea.

Daca spatele este sprijinit, intreaga musculatura este relaxata si reprezinta pozitia obisnuita de odihna. Daca bazinul este inclinat posterior, lordoza lombara se sterge. Spatele va fi drept sau incurbat in functie de relaxarea muschilor intervertebrali.

c) Pozitia clinostatica (culcat), pozitia de sprijin poate fi reprezentata de fata

anterioara a trunchiului si a membrelor inferioare in clinostatismul anterior sau de fata posterioara a trunchiului si a membrelor inferioare in clinostatismul posterior.

Analiza oricarei pozitii a corpului care poate apare in timpul muncii, trebuie sa

cuprinda urmatoarele elemente:

- descrierea infatisarii corpului, cu mentinerea orientarii axei longitudinale, a raporturilor reciproce ale corpului si a suprafetei care ia contact cu planul de sprijin;

- localizarea centrului de greutate, delimitarea suprafetei bazei de sustinere, raportul corpului fata de baza de sustinere, calcularea unghiului de stabilitate si precizarea tipului de echilibru (stabil, instabil);

- analiza factorilor de perpetuare si de mentinere a pozitiei;

- analiza critica a pozitiei, cu precizarea greselilor si a cauzelor generatoare, precum si recomandarea pozitiei corecte pentru cresterea randamentului in procesul muncii.