Это интересно !

• В квадратном миллиметре расслабленной мышцы открыто только 10 процентов капилляров, при работе – до 100. Да и вообще в состоянии покоя по сосудам циркулирует не вся масса крови, а лишь 55-75 процентов. Только работа включает ее почти всю в кругооборот, улучшая обменные процессы [6,с.100}.

Сосуды внутренних органов и тканей обладают индивидуальными особенностями регуляции, связанными с их функциями. Например, сосуды кожи играют важную роль в теплорегуляции. Расширение их при повышении температуры тела способствует отдаче тепла в окружающую среду, а сужение – задерживает теплоотдачу. Тонус сосудов легочных альвеол определяется степенью их вентиляции. Так, в невентилируемых альвеолах кровообращение выключается.

Все механизмы регуляции сердечно-сосудистой деятельности являются врожденными, но на их основе в течение жизни вырабатываются сосудистые условные рефлексы, которые помогают организму в определенных условиях включить соответствующие реакции. Таким образом, организм оказывается заранее приспособленным к предстоящей деятельности, в том числе, к выполнению трудовых операций.

4.2.

Обмен веществ и энергии как основная функция организма. Энергетические затраты при выполнении различных видов работ

Основным показателем деятельности организма во время работы является уровень затрат энергии, определяемый тяжестью, напряженностью труда, условиями трудовой деятельности, эмоциональным состоянием работника и другими факторами. Основным источником энергии в организме является обмен веществ.

Обмен веществ и энергии, илиметаболизм, - это совокупность химических и физических превращений веществ и энергии, происходящих в живом организме и обеспечивающих его жизнедеятельность5, с.184.

Метаболизм обеспечивает восстановление постоянно теряемых организмом веществ (вода, минеральные соединения) и распадающихся органических соединений, входящих в состав тканей и тканевых жидкостей, снабжает организм энергией, необходимой для движения, секреции, экскреции, образования ряда веществ и других проявлений жизни.

Обмен веществ обеспечивается двумя взаимосвязанными процессами – ассимиляцией и диссимиляцией.

Ассимиляция (анаболизм) – процесс усвоения организмом веществ, при котором расходуется энергия.

Диссимиляция (катаболизм) – процесс распада сложных органических соединений, протекающий с высвобождением энергии. Выделяемая при диссимиляции энергия расходуется для поддержания жизнедеятельности организма и для выполнения работы

Источником энергии для человека является окисление органических веществ, поступающих с пищей. При расщеплении пищевых продуктов выделяемая энергия переходит в механическую работу, выполняемую мышцами, а также используется для синтеза более сложных соединений или накапливается в макроэргических веществах. Макроэргическиминазывают соединения, расщепление которых сопровождается выделением большого количества энергии. К ним относятся, в частности, аденозинтрифосфорная кислота (АТФ). АТФ содержится в каждой клетке организма. Наибольшее ее количество наблюдается с скелетных мышцах – 0,2-0,5%5, с. 205. Любая деятельность клетки всегда точно совпадает по времени с распадом АТФ.

При беге на короткую дистанцию и при выполнении тяжелой работы мышцы работают в основном за счет содержащейся в АТФ энергии. Разрушившиеся молекулы АТФ должны восстановиться для того, чтобы мышцы смогли вновь сокращаться.

Соотношение между поступающей и затраченной организмом энергии называется энергетическим балансом. Минимальное количество энергии, необходимое для поддержания нормальной жизнедеятельности организма в состоянии полного покоя при исключении внутренних и внешних влияний, которые могли бы повысить уровень обменных процессов, называетсяосновным обменом. Основной обмен измеряется утром натощак (через 12-14часов после последнего принятия пищи), в положении лежа на спине, при полном расслаблении мышц, в условиях температурного комфорта (18-20⁰С) и выражается в кДж/сут., т.е. количеством энергии, выделенной организмом.

В состоянии полного физического и психического покоя организм расходует энергию следующим образом:

• на постоянно совершающиеся химические процессы;

• на механическую работу, выполняемую органами;

• на постоянную деятельность железисто-секреторного аппарата.

Основной обмен зависит от пола, возраста, роста, массы тела человека. На величину основного обмена влияет также предшествующая мышечная работа. Мышечная деятельность повышает обмен веществ пропорционально тяжести выполняемой работы. Средняя величина основного обмена веществ у здорового человека составляет приблизительно 4,2 кДж (1ккал) в час на 1 кг массы.

При выполнении работы, особенно при мышечной деятельности, энергетические затраты организма значительно увеличиваются. Это увеличение энергетических затрат составляет рабочую прибавку, которая тем больше, чем интенсивнее работа (табл. 4.1),5, с.208.

Таблица 4.1. Расход энергии в покое и при физической нагрузке

	Состояние организма, характер нагрузки		Расход энергия за 1 мин на 1 кг массы тела, Дж (кал)
Сон Отдых лежа (без сна) Умственная работа (сидя) Чтение вслух Стояние Ходьба со скоростью 50 м/мин » » » 6 км/ч » » » 100 м/мин в помещении Ходьба на лыжах (по ровному месту) Плавание Ходьба со скоростью 8 км/ч Ходьба, перемежающаяся с бегом, 140 м/мин Передвижение в полосе препятствий Переползание Бег на 60 м		65(15.5) 77(18,3) 102(24,3) 105(25) 105(25) 214(51) 299(71,4) 457(109) 499(119) 499(119) 649(154) 756(180,3) 946(230,7) 1487(354,8) 2715(647.9)

При кратковременных нагрузках энергия расходуется в основном за счет окисления углеводов. При длительных мышечных нагрузках в организме расщепляются преимущественно жиры. У человека, занимающегося физическим трудом, энергетические затраты возрастают пропорционально интенсивности труда.

В соответствии с энергетическими затратами все профессии подразделяются на четыре группы, каждая из которых характеризуется своим суточным расходом энергии (табл. 4.2), 5, с. 209.В первую группувходят работники умственного труда, суточный расход энергии которых относительно невысок. Вторая группа –это работники механизированного труда и сферы обслуживания, работа которых не требует больших физических и, соответственно, энергетических усилий. К ним относят медсестер, продавцов, работников связи и т.п.Третья группавключает работников механизированного труда и сферы обслуживания, труд которых связан со значительными физическими усилиями (станочники, текстильщики и т.п.).Четвертая группа– это работники механизированного или частично механизированного труда большой или средней тяжести (шахтеры, металлурги и т.п.).

Таблица 4.2. Суточный расход энергии взрослого человека в зависимости от пола, возраста и рода его деятельности

Категория населения	Суточный расход энергии у представителей различных профессий
	I группа		II группа		III группа		IV группа
	18—39 лет	40—59 лет	18—39 лет	40—59 лет	18—39 лет	40—59 лет	18—39 лет	40—59 лет
Мужчины Население городов с развитым коммунальным обслуживанием Население городов и сел с менее развитым коммунальным обслужи­ванием Женщины Население городов с развитым коммунальным обслуживанием Население городов и сел с менее раз­витым коммунальным обслуживанием	11,7 (2800) 12,6 (3000) 10,0 (2400) 10,9 (2600)	10,9 (2600) 11.7 (2800) 9,2 (2200) 10,0 (2400)	12,6 (3000) 13,4 (3200) 10,7 (2550) 11,5 (2750)	11,7 (2800) 12,6 (3000) 9.8 (2350) 10,7 (2550)	13,4 (3200) 14,2 (3400) 11.3 (2700) 12.1 (2900)	12,1 (2900) 13,0 (3100) 10.5 (2500) 11.3 (2700)	15,5 (3700) 16,5 (3900) 13,2 (3150) 14,0 (3350)	14,2 (3400) 15.1 (3600) 12,1 (2900) 12.9 (3100)

Примечание. I группа — работники умственного труда (ученые, врачи, инженеры, конторские служащие и др.); II группа — работники механизированного труда и сферы обслуживания, работа которых не требует больших физических усилий (работники связи, продавцы, медицинские сестры, санитары, швейники и др.); III группа — работники механизиро­ванного труда и сферы обслуживания, труд которых связан со значительными физическими усилиями (станочники, текс­тильщики, обувщики, водители транспорта, агрономы, бригадиры тракторных и полеводческих бригад); IV группа — работ­ники механизированного или частично механизированного труда большой или средней тяжести (горнорабочие, шахтеры, строительные рабочие, металлурги, кузнецы, грузчики, землекопы и др.).

Значительный интерес представляет классификация работ, приведенная Я.В. Крушельницкой 7, с.63. В соответствии с этой классификацией выделяют пятьтипов работ.

1. Изнурительная работа,при выполнении которой затраты энергии превышают 20 ккал/мин. Такие работы можно выполнять на протяжении только нескольких минут.

2. Максимальная работас затратами энергии от 15 до 20 ккал/мин. Она может выполняться не более получаса.

3. Субмаксимальная работа, при которой затраты энергии составляют 5-10 ккал/мин. Ее выполнение также ограничено.

4. Интенсивная работа,при которой затраты энергии составляют 5-10 ккал/мин. Такие работы наиболее распространены, но величина 10 ккал/мин принята как предельная, и работа при таких затратах энергии невозможна на протяжении восьмичасового рабочего дня.

5. Легкая работа, при которой энергетические затраты не превышают 5 ккал/мин.

Физиологами установлено, что чрезмерная нагрузка на организм работника является чрезвычайно опасной, ибо приводит к его истощению. Недостаток двигательной активности также вызывает различные отклонения в организме. Уровень среднесменных затрат энергии на мышечную работу не должен быть меньшим 0,5 ккал/мин. Наиболее эффективной и безопасной для здоровья считается трудовая деятельность, требующая среднего расхода энергии работника, получившего название энергетического оптимума.

При вычислении энергетических затрат человека используют методы прямой и непрямой калориметрии.

Прямая калориметрияоснована на непосредственном определении тепла, высвобождающегося в процессе жизнедеятельности организма. Человека помещают в специальную калориметрическую камеру, в которой учитывают все количество тепла, отдаваемого телом человека. Выделяемое организмом тепло поглощается водой, протекающей по системе труб. Данный метод весьма громоздок и применяется только в специальных научных учреждениях.

Непрямая калориметриясвязана с определением дыхательного коэффициента.Дыхательным коэффициентомназывается отношение объема выделенного человеком углекислого

газа к объему поглощенного кислорода 7, с.241:

По величине дыхательного коэффициента можно судить о характере окисляемых веществ в организме. При окислении углеводов дыхательный коэффициент равен 1, т. е. для полного окисления 1 молекулы глюкозы до углекислого газа и воды потребуется 6 молекул кислорода, при этом выделяется 6 молекул углекислого газа:

С₆Н₁₂О₆ + 6О₂ = 6СО₂+ 6Н₂О.

Дыхательный коэффициент при окислении белка равен 0,8, жиров – 0,7.

Расход энергии у человека по газообмену с использованием дыхательного коэффициента определяют следующим образом 5, с. 208. Человек дышит, как правило, 5 минут через мундштук (загубник). Взятый в рот мундштук, соединенный с мешком из прорезиненной ткани, имеет клапаны. Они устроены так, что человека свободно вдыхает атмосферный воздух, а выдыхает воздух в мешок. С помощью газовых часов измеряют объем выдохнутого воздуха. По показателям газоанализатора определяют процентное содержание кислорода и углекислого газа во вдыхаемом и выдыхаемом человеком воздухе. Затем рассчитывают количество поглощенного кислорода и выделенного углекислого газа, а также дыхательного коэффициента. С помощью соответствующей таблицы (табл.4.3) по величине дыхательного коэффициента устанавливают калорический эквивалент кислорода и определяют расход энергии.

Таблица 4.3Участие жиров и углеводов в обмене веществ и калорический эквивалент при различной величине дыхательного коэффициента

Дыхательный коэффициент	Энергия, освободившаяся при окислении		Калорический эквивалент кислорода
	жиров, %	углеводов, %	кДж	ккал
0.7 0,75 0.8 0,85 0.9 0,95 1	100 85 68 51 34 17 0	0 15 32 49 66 83 100	19.66 21.76 24.28 26,8 29.31 31.83 34,76	4.69 4,74 4.8 4.86 4.92 4,98 5.05

Определение энергозатрат человека при выполнении работы необходимо для оптимизации трудовой деятельности работника, сохранения его здоровья и работоспособности, снижения утомляемости и, в конечном счете, повышения эффективности его труда.