Universität Rostock - Medizinische Fakultät - Institut für
Arbeits- und Sozialmedizin |
Abschnitt: Einführung in die Arbeitsphysiologie |
| Im Kapitel |
| Lehrbriefinhalt
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| Gliederung: | |
| Teil 1 |
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| Teil 2 |
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Im Arbeitsprozeß hat der Mensch durch Muskelanspannungen bzw. Muskelbewegungen mechanische Kräfte gegenüber äußeren Krafteinwirkungen zu entfalten. Sei es, daß er Arbeitsmittel, Arbeitsgegenstände oder Bedienelemente bewegen, Lasten heben oder tragen oder auch nur seinen Körper gegen die Schwerkraft in einer bestimmten Lage positionieren muß. Die dafür notwendige Energie wird in der arbeitenden Muskulatur transferiert. Dazu stehen energiereiche chemische Substanzen wie Glukose (im Blut gelöster Zucker) und Glykogen (ein im Muskel gespeichertes stärkeähnliches Kohlehydrat) zur Verfügung. Durch die unter Sauerstoffverbrauch erfolgende Zellatmung oder einen bei Sauerstoffmangel ablaufenden Gärungsprozeß entsteht die eigentlichen Energie-Transmittersubstanz Adenosin-Triphosphat (ATP). Dieses wird vom Muskel während seiner Kraftentfaltung in eine energieärmere Verbindung (Adenosin-Diphosphat, ADP) abgebaut. Eine fortgesetzte Muskelarbeit ist nur möglich, wenn durch Zellatmung (= aerober
Energiestoffwechsel) bzw. Gärung (=anaerober Energiestoffwechsel) aus dem ADP erneut ATP
resynthetisiert wird. Optimal ist dies nur möglich, wenn die arbeitende Muskulatur über
die Blutgefäße bedarfsgerecht mit Glukose und Sauerstoff versorgt wird und gleichzeitig
die aus der Zellatmung resultierenden Abbauprodukte Kohlendioxid und Wasser
abtransportiert werden. Mit geringerem Wirkungsgrad kann eine ATP-Resynthese auch
erfolgen, wenn der Muskel zumindest in der Lage ist, noch vorhandenes Glykogen zu
Milchsäure bzw. Brenztraubensäure zu vergären.
Prinzipiell sind zwei Formen der Muskelarbeit zu unterscheiden: Dynamische Arbeit Sie liegt bei der Ausführung von Bewegungen vor und ist gekennzeichnet durch
Dynamische Arbeit ist die günstigere Form der Muskelarbeit. Tätigkeiten mit überwiegend dynamischen Anteilen sind Radfahren, Kurbel-Drehen, Gehen, Laufen, Hin- und Her-Bewegungen von Gliedmaßen, Tätigkeiten mit Bewegungen, bei denen im Wechsel unterschiedliche Anteile der Körpermuskulatur eingesetzt werden.
Statische Arbeit Sie kommt vor, wenn mittels Muskelkraft
Sie ist gekennzeichnet durch
Statische Arbeit ist die ungünstige Form physischer Belastung
und Beanspruchung und sollte vermieden werden.
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| Abb. 4 und 5 | ||
| Glaspacker
(historische Aufnahme von 1967) Sehr schwere körperliche Arbeit in unphysiologischer Körperhaltung |
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Zur Vermeidung einer durch unphysiologische
Körperstellungen und -haltungen bedingten statischen "Haltungsarbeit"
ist es notwendig, Arbeitsplätze nach den anthropometrischen Gegebenheites des
Menschen zu gestalten. |
Auch die nicht selten an Bildschirmarbeitplätzen geklagten Beschwerden wie "Steifigkeit" und Schmerzen in den Armen oder im Rücken lassen sich mildern oder vermeiden, wenn auf eine richtige maßliche Arbeitplatzgestaltung geachtet wird:
Zum Thema "Bildschirmarbeit" s. auch |
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Eine ebenso wichtige präventive Maßnahme ist die Begrenzung von Kraftaufwendungen beim Heben und Tragen von Lasten. |
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| Die nach
arbeitsphysiologisschen Erkenntnisses zu berücksichtigenden Grenzwerte sind
in der folgenden Tabelle aufgelistet: |
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| Anleitungen zur Untersuchung von Tätigkeiten mit Lastenbewegung sowie Hinweise zur Vermeidung einer Überlastung werden mit der Verordnung über Sicherheit und Gesundheitsschutz bei der manuellen Handhabung von Lasten bei der Arbeit (Lastenhandhabungsverordnung - LasthandhabV) vom 4. Dezember 1996 (BGBl. I 1996 S. 1841) gegeben. Als Instrumente stehen u.a. zur Verfügung (Institut für Arbeitsmedizin, Sicherheitstechnik und Ergonomie e.V., ASER, Wuppertal):
Sie finden diese bei |
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| Ziel aller Maßnahmen zur "menschengerechten Gestaltung" der physischen Belastung ist es, Überlastungen des Stütz- und Bewegungsapparates zu vermeiden und die Beanspruchung des Energiestoffwechsels und der Hilfsfunktionen des Herz-Kreislauf- sowie des Atmungssystems innerhalb unschädlicher Intensitäten ("Dauerleistungsgrenzwerte") zu gewährleisten. | ||
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| In der Kategorie 2.1 der Anlage 1 zur Berufskrankheitenverordnung (Erkrankungen durch mechanische Einwirkungen) sind Erkrankungen aufgeführt, die als Folge erheblicher und/oder langzeitiger Überbelastung des Stütz- und Bewegungsapparates auftreten und bei Erfüllung der vom Verordnungsgeber gestellten Bedingungen als Berufskrankheiten anerkannt werden können: | |
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| Mit dem Phänomen der psychonervalen Belastung und
Beanspruchung werden alle Sachverhalte und Prozesse subsumiert, die mit der Funktion des
Menschen als Informationstransfersystem verbunden sind. Mittels der Sinnesorgane (Rezeptoren) nehmen wir laufend Information aus unserer Umwelt auf. Nach Reizleitung an das Zentralnervensystem (ZNS) erfolgt im Gehirn eine kognitive Verarbeitung der aufgenommenen Information im Sinne einer "Zustandsdiagnose", gefolgt von einem "Handlungsentwurf" und schließlich der "Handlungssteuerung". |
Diese "Handlungsregulation" findet in
verschiedenen "Ebenen" statt und beinhaltet
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Als weitere Systematik der Handlungsregulation bietet siche folgende Unterscheidung von "Kategorien" und "Ebenen" an: |
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| Kategorie | Regulationsebene | Reaktionen | |
| 1. | Aktivierungs- regulation | Humoral-vegetative Regulationsebene | situationsgerechte Veränderung der "vegetativen Tonuslage" zwischen den Polen "Trophotropie/Vagotonus" und "Ergetropie/Sympathikotonus" |
| Vigilanz- Regulationsebene | situationsgerechter Wachheitsgrad | ||
| Bewußtseinsorientierung | Ausrichtung von
Aufmerksamkeit und Konzentration auf anforderungsrelevante Informationen, Bahnung aufgabenbezogener, Hemmung anderweitiger Informationsflüsse |
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| 2. | Antriebsregulation | Voluntative Regulationsebene | Entwicklung von
Motiven als "innere Beweggründe" für Handlungen oder Unterlassungen, "Willensstoßkraft" zur Überwindung aktueller Widerstände, "Willensspannkraft" für Beständigkeit und Dauerhaftigkeit von Handlungen |
| 3. | Ausführungs- regulation | Perzeptive Regulationsebene | mittels Sinnesorganen erfassen, zur Kenntnis nehmen |
| Kognitiv-intellektuelle Regulationsebene | wahrnehmen, erkennen, wiedererkennen, verstehen, ordnen, zuordnen, abstrahieren, bewerten, antizipieren, entscheiden | ||
| Sensumotorische Regulationsebene | Wahl der
Körperposition, Ausführung wohlkoordinierter Bewegungen |
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| 4. | Emotionale Regulation | Emotionale Regulationsebene | Veränderung von
Stimmungen, Gefühlen, Auslösung von Affekten |
Für die Arbeitsmedizin ist die psychonervale Belastung und
Beanspruchung vorrangig aus folgenden Gründen bedeutsam:
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Hohe psychonervale Belastung und
Beanspruchung ist insbes. zu erwarten
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Eine in der Vergangenheit oft versuchte strenge Unterscheidung in einerseits reine physische und andererseits psychonervale Belastung / Beanspruchung ("Muskelarbeit" versus "Geistesarbeit") ist nicht möglich. Bei allen Anforderungssituationen, in denen sich ein Mensch befindet, liegen stets Belastungs- und Beanspruchungsmomente beider Kategorien vor: So ist z.B. bei robuster körperlicher Arbeit eine genaue Bewegungskoordination notwendig, der stille Denker fixiert seinen Körper mit Muskelkraft in einer bestimmten Körperstellung und -haltung. Auch die an Bildschirmarbeitsplätzen geäußerten Mißbefindlichkeiten haben ihre Ursache in physischer und psychonervaler Fehlbelastung. Diese Probleme seien etwas ausführlicher erläutert: Gelegentlich wird über allgemeine Beschwerden wie Kopfschmerzen, Nervosität , Ermüdung , "Streßerleben", Schwindelgefühl , Schlafstörungen, Muskelverspannung und -schmerzen, Verdauungsstörungen , Appetitlosigkeit und eine Reihe von Augensymptomen wie Augenbrennen, Trockenheitsgefühl / Augentränen, erhöhte Lidschlagfrequenz, Sehverschlechterung mit Myopisierung, Störung des Binokularsehens, Farbsinnstörungen geklagt. Ursachen dafür sind nicht eine etwa von den Monitoren ausgehende Strahlung, sondern das stundenlange Verharren in einer bestimmten Körperposition ("Zwangshaltung") , eine erschwerte visuelle Wahrnehmung ("Visibility"), das Unvermögen zur Aufrechterhaltung einer geforderten Daueraufmerksamkeit, ein Monotonieerleben, organisatorische Mängel bei der Informationsbereitstellung, das Erlebnis einer Informationsflut unter Zeitdruck, der Abhängigkeit vom System und des Ausgeliefertseins, der Einflußlosigkeit auf die Antwortzeit, Verständnisschwierigkeiten, fehlende oder verzerrte Rückkoppelung des Arbeitsergebnisses, eine Reduktion der Eigensteuerung und der Freiheitsgrade zu Handeln, schließlich auch eine Reduktion der Qualifikationsausnutzung. Zur Vermeidung von Fehlbelastungen bei Bildschirmarbeit sind vorrangig drei Forderungen zu erfüllen: |
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Forderungen an die anthropometrische
Gestaltung von Bildschirmarbeitsplätzen wurden einem
Zur Gestaltung der "Visibility" an Bildschirmarbeitsplätzen sind
folgende Regeln zu beachten: |
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Wichtige Forderungen an die Software-Ergonomie sind |
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Die Normenreihe DIN EN ISO 9241, Teile 10-17 enthält konkrete Anforderungen an die ergonomische Gestaltung von Software Zum Thema "Bildschirmarbeit" s. auch |
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| Mobbing
bezeichnet einen
Prozeß der systematischen Ausgrenzung und Erniedrigung eines anderen Menschen, die von
einer oder mehreren Personen betrieben werden. |
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| Mobbing - Täter sind häufig |
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| Mobbing - Opfer kann jede oder jeder sein. |
| Konstellationen mit besonderer Mobbing- Gefahr bestehen, wenn |
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Besonders gefährdet sind Menschen, die sich durch ein oder mehrere Merkmale von der Gruppe abheben, z.B. durch |
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| S.a. |
| Der Begriff der Leistungsfähigkeit beinhaltet
somit einen "Ergebnisaspekt" und einen "Beanspruchungsaspekt". Er kann sowohl für den Gesamtorganismus als auch für Organsysteme und einzelne Organe angewandt, sollte aber nie abstrakt, etwa zur pauschalen Charakterisierung eines Menschen gebraucht werden. Die Frage nach "Leistungsfähigkeit" ist demnach nur im Hinblick auf eine konkrete Anforderung und unter Beachtung der Vollzugsbedingungen relevant ("leistungsfähig wofür"?). |
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| Als zu bewältigende "Aufgabe" (Aufgabenstellung, Anforderungssituation) kann jede der in den vorausgehenden Abschnitten genannte Belastungskategorie gelten. | |
| Die Leistungsfähigkeit resultiert aus inneren und äußeren Leistungsvoraussetzungen: | |
| Tabelle 3: Leistungsvoraussetzungen | |||
Innere Leistungsvoraussetzungen |
Äußere Leistungsvoraussetzungen |
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Arbeitsmilieu |
Außerberufliches Milieu |
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| Aktuelles physisches Aktivierungsniveau |
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| In den beiden folgenden Abbildungen sind als Beispiele für
die Geschlechts- und Altersabhängigkeit der Leistungsfähigkeit das maximale
Sauerstoffaufnahmevermögen und die Muskelkraft dargestellt. |
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| Abb. 3: Maximales Sauerstoffaufnahmevermögen in
Abhängigkeit von Geschlecht und Lebensalter |
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Abb. 4: Maximalkraft verschiedener Muskeln in Abhängigkeit vom Geschlecht |
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| Die Ermittlung der Leistungsfähigkeit erfolgt
prinzipiell durch die Konfrontation des zu begutachtenden Menschen mit einer dosierbaren
Belastung (Aufgabe, Anforderung), bei deren Bewältigung die erbrachte Leistung und die
dafür erforderlichen Reaktionen der beanspruchten Organsysteme ( |
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| Im Detail kann dies erfolgen durch | |||||||||
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| Inzwischen existieren für die Funktionsgrößen fast aller Organsysteme recht gute Kenntnisse über deren Verhalten unter Belastung sowie über ihre Adaptationsbreiten und die damit verbundenen "Dauerleistungsgrenzwerte". Dieses Wissen ist vielfach geeignet, den Schweregrad einer Belastung und damit auch deren Zumutbarkeit zu beurteilen. | |||||||||
Tabelle: Dauerleistungsgrenzwerte bei dynamischer Arbeit großer Muskelgruppen
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| Im zeitlichen Verlauf jeder Belastungssituation sind die Adaptationsreaktionen "Umstellung auf Arbeit" und "Anpassung an Arbeit" zu beobachten, welche die Fähigkeit zur Bewältigung einer Belastung also die Leitungsfähigkeit verbessern. | |
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Umstellung auf Arbeit __ |
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| Sie erfolgt innerhalb weniger Minuten und beinhaltet
vorwiegend eine allgemeine Aktivierung, eine Intensivierung des Energiestoffwechsels und
der dazu dienenden Hilfsfunktionen sowie eine Bewußtseinsumorientierung auf die für die
Belastungsbewältigung wichtigen Informationsflüsse. Sie hat das Ziel, die aktuell erforderlichen Leistungsvoraussetzungen für die Belastungsbewältigung bereitzustellen. Typische Umstellungsreaktionen sind z. B.
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Bedingt durch die Umstellungsreaktionen weisen alle arbeitsphysiologisch relevanten Beanspruchungsindikatoren während einer Belastungssituation ein prinzipiell gleiches Verlaufsmuster auf. Die Umstellungsphase ist abgeschlossen, wenn die Beanspruchungsparameter einen "steady state" (= Fließgleichgewichtszustand) erreicht haben. Dieser kommt jedoch nur bei Belastungen innerhalb der Dauerleistungsgrenzwerte zustande. |
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| Abbildung 5: Verhalten von Beanspruchungsparametern unter Belastung | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Die Umstellung auf Arbeit wird durch mehrere "Kopplungsmechanismen" reguliert: |
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Zur Objektivierung,
Skalierung und Bewertung der Beanspruchung werden in der Arbeitsphysiologie eine
Vielzahl von Funktionsgrößen untersucht, so z.B.:
Gegenüber der Ruhesituation können diese Parameter eine erhebliche, relativ betrachtet allerdings sehr unterschiedliche Veränderung erfahren: |
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| Anpassung an Arbeit __ | ||
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| Sie dauert Tage, Wochen oder gar Monate und beinhaltet Übungs- und Trainingseffekte. Durch die Entwicklung optimaler Handlungsmodelle (= Übung, dynamischer Stereotyp) sowie infolge einer Zunahme der Muskelmasse, des roten Blutfarbstoffes, der Leistungsfähigkeit des Herz-Kreislauf-Systems (= Trainingseffekte) hat sie eine Ökonomisierung der Belastungsbewältigung zur Folge. Neben diesen allgemeinen Anpassungsreaktionen sind bei bestimmten Belastungen auch spezifische Adaptationen möglich:
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| Mögliche negative Langzeitfolgen beruflicher
Belastung und Beanspruchung wurden im Abschnitt Daneben ist jedoch auch innerhalb kurzer Zeiträume im Verlaufe einer Tätigkeit eine in der Regel reversible Abnahme der Leistungsfähigkeit zu beobachten. Je nach Art, Dauer und Intensität der Beanspruchung kann es sich dabei um Ermüdung, den Monotoniezustand, Streß oder psychische Sättigung handeln. |
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| Die Ermüdung
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| DieUrsache für die Ermüdung ist eine zentrale Hemmung infolge des
Aufbrauchs von Leistungspotenzen. Im Verlaufe eines Arbeitstages wird durch Pausen Erholungszeit gewährt und damit der Ermüdung entgegengewirkt. Die Rückbildung der Ermüdungszeichen erfolgt nicht linear, sondern nach einer
exponentiellen Funktion. Die ersten Minuten einer Pause haben den höchsten Erholungswert
(s.a. Erholungsphase in |
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Der Monotoniezustand
Er wird durch einen Mangel an unspezifisch aktivierenden Reizen verursacht und kann im Gegensatz zur Ermüdung durch Reizangebot schlagartig abgebaut werden. |
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Streß
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| Ursache für Streß ist eine aktuelle
"Zustandsdiagnose", welche die Befürchtung beinhaltet, daß die Erfüllung
eines als wesentlich befundenen Bedürfnisses gefährdet ist (Solch dominante
Bedürfnisse sind z.B. "Ich will am Leben bleiben", "... gesund
bleiben", " ... ein mir selbst gestelltes Ziel erreichen", "... von
mir erwartete Leistung erfüllen", "... keine Kritik hinnehmen müssen").
Auslösend ist oft ein subjektiv konstatiertes Mißverhältnis zwischen der zu bewältigenden Belastung und den nach eigener Einschätzung verfügbaren Leistungsvoraussetzungen ("Ich muß etwas, was ich nach eigener Einschätzung wohl nicht kann"). Der Abbau bzw. die Vermeidung von Streß gelingt, wenn entweder eine Reduzierung der Anforderungen möglich ist oder eine situationsgerechte Bewältigungsstrategie gefunden wird. |
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Psychische Sättigung
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| Ursache ist der Zwang, eine den eigenen Bedürfnissen entgegenstehende Anforderung bewältigen zu müssen ("Handlungszwang gegen die Bedürnisspannung"; "Ich muß etwas, was ich nicht will" ). Der Abbau bzw. die Vermeidung von psychischer Sättigung ist möglich, wenn entweder eine Beendigung bzw. Änderung der auslösenden Anforderung erfolgen kann oder wenn eine Änderung der Motivation gelingt. |
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| Werden im Verlaufe einer ermüdenden, zu Streß oder psychischer Sättigung führenden Tätigkeit keine, zu wenig oder zu kurze Erholungspausen gewährt, dann kann sich ein Phänomen mit andauernder Verschlechterung der Aufgabenbewältigung und potentieller Gefahr der Gesundheitsschädigung entwickeln: | ||||||||||
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| Beim Burn-Out-Syndrom handelt es sich um einen "Erschöpfungzustand als Folge hoher und langdauernder psychonervaler Beanspruchung", der am ehesten in "helfenden" Berufen, bei Tätigkeiten mit Publikumskontakt bzw. mit hohem Kommunikationsbedarf beobachtet wird. Als auslösende Belastungsfaktoren, - insbes. bei kombiniertem Vorkommen - werden angeschuldigt:
Die Symptomatik ist vielgestaltig: |
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Erschöpfungs- und Burn-Out-Syndrom verlaufen
phasenhaft:
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