Физиология. Подъем и перемещение тяжестей вручную сопровождаются напряжением мышц. Мышечная деятельность, требующаяся для удержания массы тела в нужном положении или для перемещения его, сама по себе вызывает усталость, поэтому при перемещении груза возникает необходимость прилагать дополнительное усилие.

Перемещение тяжести сопровождается выраженным статическим напряжением во многих группах мышц. Особенную нагрузку испытывают суставы, потому что кровеносные сосуды в сокращенных мышцах сжимаются, кровоток замедляется, что приводит к снижению обеспечения тканей кислородом и сахаром. В результате этого развивается мышечная усталость, проявляющаяся в первую очередь болью в позвоночных мышцах, которые выполняют преимущественно статическую работу, затем в мышцах верхних конечностей, которые выполняют большую динамическую работу. Это в свою очередь приводит к возрастанию нагрузки на сердце и систему кровообращения.

Под влиянием резких нагрузок, особенно таких, которые сопровождаются напряжением в мышцах верхних конечностей, происходит обездвиживание дыхательных мышц, грудной клетки, сокращение просвета голосовой щели, сдавливание органов грудной клетки и брюшной полости вследствие повышения давления в них.

Позвоночник. Позвоночник поддерживает туловище и голову, предохраняет спинной мозг от повреждений и участвует в каждом движении тела. Участие в движениях обусловливает его подвижность в позвоночных суставах, а также строение позвонков и дисков. Эластичность позвоночного столба достигается функционированием межпозвоночных дисков, которые соединяются с телами позвонков мышцами спины и вместе с сухожильными связками составляют единую функциональную систему.

Позвоночник у человека естественно адаптирован к удержанию вертикальной позы. Он работает по принципу рычага, поэтому для него является нежелательным такой способ подъема тяжестей, при котором верхняя часть тела немного наклоняется. В этом случае величина остистых отростков (как рычаг силы верхних конечностей) будет намного меньше длины всего позвоночника (как рычага сопротивления верхней конечности) (рис. 1).

В таком состоянии, когда тело, наклоняясь, сгибается вперед, чтобы увеличить равновесие системы рычагов, сила, приложенная к мышцам спины и остистым отросткам тел позвонков, должна постоянно возрастать. При этом наблюдается умеренное повышение нагрузки на межпозвоночные диски, особенно в поясничной области. В табл. 1 приводятся данные о напряжении, приходящемся на пятый поясничный позвонок-диск, при изменяющейся нагрузке и наклоне туловища. Резкое и требующее большого усилия движение будет увеличивать нагрузку на позвоночник до 50-100%.

Женщины. Женщины имеют не только более слабую мускулатуру по сравнению с мужчинами, но и более короткие мышцы и меньшую мышечную массу. Они также значительно слабее физически. Максимум физической силы у женщин на одну треть меньше, чем у мужчин. Эти факторы с учетом особенностей строения таза убеждают в том, что женский организм мало приспособлен для перемещения тяжестей.

Молодые рабочие. У подростков большая часть усвоенной пищи расходуется на рост тела, вследствие чего для выполнения другой работы требуется дополнительная энергия, поэтому подростки очень скоро устают, а развивающийся организм может серьезно пострадать от чрезмерного физического напряжения. Вследствие этого подростки обоего пола являются мало пригодными для перемещения тяжестей.

Пожилые рабочие. У старых людей кости становятся очень ломкими, а тканевая эластичность и мышечная сила уменьшаются. Способность к восстановлению сил после физического напряжения у них заметно снижается, поэтому пожилые люди не должны использоваться на работе, связанной с подъемом и перемещением тяжестей.

На рис. 2 показана зависимость работоспособности от возраста. Максимум физической трудовой способности достигается мужчинами и женщинами в возрасте 25-28 лет.