《第二章劳动过程对人体的影响》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第二章劳动过程对人体的影响（48页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二章 劳动过程对人体的影响与劳动强度 本章内容提要 体力劳动时的能量消耗 体力劳动时人体的调节与适应 劳动强度等级的划分提问：人为什么能进行各种各样的运动（体力劳动）？肌肉生理学肌肉：运动的动力关节：运动的枢纽骨骼：运动的杠杆l 人体肌肉基本知识人体全身有639块肌肉，400多条骨骼肌，约由60亿条肌纤维组成；成对分布在身体 两侧；肌肉通过腱与骨节联结在一起，肌肉收缩 产生运动； l肌肉的运动唯一的运动是收缩和变短；l肌肉的新陈代谢肌肉收缩需要的 能量糖、脂肪、 蛋白质食物2.1体力劳动时的能量消耗一、人体能量的产生机理人体摄取食物化学反应释放化学能合成高能物质（储能 ）氧化释放 化学能骨骼
2、肌作机械 功所需能量ATPH2OADPPi29.3 kJmol补充ATP的过程称为产能。三磷酸腺苷 （ATP）产能的三种途径：1磷酸原供能系统（ATPCP供能系统）：ATPCP系列提供能量的速度极快，但由于磷酸肌酸 （CP）在人体内的贮量有限，产生的能量只能供肌肉进行 大强度作业时维持68秒钟，因此在要求能量释放速度很快 的情况下，肌细胞中的ATP由这种方式产生的。例如：训练有素的短跑运动员的跑百米、举重运动员举杠铃 的的爆发力就是通过这种方式提供能量的。CP（磷酸肌酸）ADPCr（肌酸）ATP2乳酸供能系统（糖酵解（Glycolysis）供能系统） 一般大强度作业68秒时，糖酵解供能系统被激
3、活，乳酸是一种致疲劳性物质，这种供能的过程不可能持续 较长时间。糖酵解葡萄糖（糖原） ATP十乳酸糖酵解供能系统在3060秒时糖酵解速度最大，糖酵解 供能系统所产生的能量可供肌肉收缩13分左右的时间 。 特点：乳酸逐渐扩散到血液后，一部分排出体外，一部分在肝 、肾脏内又合成糖原。在食物营养充足、合理的条件下 ，经过休息，可以较快的合成为糖原。 例如，800米以下的全力跑、短距离冲刺都是通过这种方式 供能。 3需氧供能系统（有氧代谢供能系统，有氧氧化系统） 氧化磷酸化葡萄糖或脂肪十氧ATP1g 活动开始1g时间延长38 g/130 g例如，5000米以上的跑步，1500米以上的游泳，慢跑、交 谊
4、舞、自行车、太极拳等活动是通过有氧代谢供能 系统来供能的。 在中等劳动强度条件下，能量需求速度不太大时，ATP是 通过糖和脂肪的氧化磷酸化合成予以补充的，即特点：中等劳动强度条件下，供能时间长 。磷酸原供能系统需氧供能系统乳酸供能系统氧无氧需氧无氧供能 速度非常迅速较慢迅速能源CP，贮量有限糖原、脂肪，不产 生致疲劳性副产物糖原，产生 的乳酸有致 疲劳性产生 ATP很少几乎不受限制有限劳动 类型任何劳动，包括短 暂的极重劳动长期轻及中等劳动短期重或很 重劳动二. 作业时氧消耗动态氧需：单位时间所需要的氧量。氧上限：血液在单位时间内能供应的最大氧量。氧债：氧需与供氧量之间的差值。 补偿氧债：停止
5、工作后，肌体还需消耗较多的氧以补偿氧债。1、氧需与氧上限作业时氧需能否得到满足主要取决于血液循环系统功 能，其次是呼吸系统的功能。成年人的氧上限一般不超过3L/min，锻炼有素者可达 4L/min多。 2、氧债与补偿氧债补偿氧债的作用：重新储备劳动时消耗的能量物质及清除肌 肉和血液中积累的乳酸。 氧消耗动态(a) 中等劳动强度 (b)大强度作业3、动态作业与静态作业 肌张力：作业时，肌肉的收缩力称为肌张力。负荷：物体作用于肌肉的阻力称为负荷。等张收缩：肌张力与负荷平衡而使肌张力保持不变的肌肉收 缩称为等张收缩。动态作业：以等张收缩为主的作业称为动态作业（又称动力 作业），如运用关节活动的作业属
6、于动态作业。等长收缩：当人的躯体和肢体维持某种姿势或体位，并运用 肌张力将负荷支撑在某一位置时，肌纤维长度不 变，这种肌肉收缩称为等长收缩。静态作业：肌肉以等长性收缩为主的作业称为静态作业（又 称静力作业）。作业恢复安静氧 需 和 氧 消 耗 （ L/m in ）图2.3 静态作业的氧消耗动态时间（min ）0123456789氧需氧消耗123静态作业的基本特征：能量消耗水平不高却容易疲劳。 结论：在工作中要尽量减少静态作业成分。 （1）操作的熟练程度越高，不必要的静态作业成分越少。 （2）通过动作分析和改革工具、改进操作方法，可以大幅度 地减少不必要的静态作业成分。 作业时每一个有目的的动作
7、，既取决于中枢神经系统的调节作用，又取决于从肌体内外感受器所传入的各种神经冲动，在大脑皮层内进行综合分析，形成一时性共济联系，调节各器官适应作业活动的需要，维持肌体与环境的平衡。2.2 作业过程中人的生理变化特征 一体力作业过程中机体的调节与适应性变化 1、神经系统（大脑皮层）的调节与适应长期在同一环境中从事同一项作业，通过复合条件反射逐渐形成一种对该项作业操作的自觉习惯的逻辑平衡潜意识，称 为动力定型 （Dynamic stereotype，习惯性动作）。大脑皮层对定型化刺激形成的反应系统， 即连锁式的条件反射系统。中枢神经系统的调节机体内外感受器传入 的各种神经冲动+综合分析大脑皮层形成一
8、时性共济联系，调节 各器官适应作业活动需要， 维持机体与环境的平衡。老爷叫 见面 训斥 发怒 打痛发抖害怕动力定型的形成分三个阶段：第一阶段是兴奋过程扩散。培养动力定型的初期阶段，主要 是通过指导教师的讲解、操作示范和自己的实践，获得一种感 性认识，对内在规律没有完全理解。这时条件反射暂时建立不 起来，在操作上表现为动作僵硬、肌肉不协调、无效动作多、 操作费力。第二阶段的特征是兴奋过程逐渐集中。通过反复练习和教 师指导，对操作的内在规律有了初步理解，大部分错误动作得 到纠正，多余动作逐渐消除，能够连贯地完成整套技术动作， 这时初步建立了动力定型。所建立的动力定型不稳定，一旦遇 到新的刺激，精神
9、紧张，多余动作和错误又会重新出来。第三阶段的特征是动力定型的巩固、完善和自动化。经过 一定时间的反复训练，条件反射得到巩固，大脑皮层的兴奋与 抑制在时间和空间上的联系更加集中和精确，这时动作准确、 姿势优美、失误率减到最小限度，出现不必有意识控制而作出 动作，即使有新的刺激，技术动作也不易被破坏，表现为操作 轻松省力。总结：（1）动力定型不仅能提高作业能力，还会使机体各器官从作业一开始就去适应作业需要，使操作协调、轻松，反应迅速，能量消耗经济。（2）动力定型建立时比较困难，一旦建立，对提高作业能力极为有利，因此应积极利用神经系统的这一特性，设法建立良好的动力定型。（3）建立动力定型应循序渐进，
10、注意节律性和重复性。体力劳动对大脑皮层活动的影响（1）大强度活动：兴奋性下降。（2）中、轻度活动：反射性良好。（3）长期不参加活动：动力定型退化。2心血管系统的调节与适应（1）心率在作业开始后3040秒内心率迅速增加，然后缓慢上升， 一般经45分钟后便可达到与劳动强度相适应的稳定水平。 一般正常人心脏输出量的增加，主要靠增加心率的 方式来产生；经常锻炼的人，其心脏输出量的增加则主 要靠增加每搏输出量。 对于一般人，作业时的心率未超过其安静时心率40次时， 则可胜任该项作业。 安静时心脏每搏输出量4070毫升 大强度作业时心脏每搏输出量150毫升（2）血压舒张压（80mmHg）和收缩压（120m
11、mHg）。脉压增大或维持不变，是体力劳动可以继续有效进行的标志。脉压收缩压舒张压血压 （mmHg）体力劳动时心率与血压（收缩压与舒张压）改变的比较 注：换算关系为 血压760mmHg=1.013102kPa心率 （次/min）（3）血液再分配心肌的比例未变，但血量增加45倍 人脑的血量维持不变或稍有增加安静状态血液流入肾、肝、胃、肠和脾等内脏器 官的量最多肌肉和脑心、皮肤（脂肪）和骨体力劳动时肌肉的血量增多（85）内脏、肾、皮肤和骨的血量有所减少 （4）血液成分 机体血糖含量的变化 血液中乳酸含量 的变化当血糖降至正常含量的一半（50mg/100mL）时，即表 明糖原贮备耗竭而不能继续作业。
12、安静时，血液中乳酸含量为1015mg/100mL。 中等强度作业：开始时乳酸略有增高，其后基本维持不变。 较大强度作业：乳酸含量可增加到100200mg/100mL或更高。安静时，机体血糖含量为100mg/100mL 轻度劳动：血糖含量不变。 中等劳动：血糖含量高。 大强度劳动、持续时间长：出现低血糖。3. 呼吸系统的调节与适应作业时，呼吸的频率随作业强度的增强而增加。 重强度作业时可达3040次分。 极大强度作业时可达60次分 。肺通气量也由安静时的68L/min增加到40120L/min以上。锻炼有素者的肺通气量增加主要靠增加肺活量来适应 。 一般作业者则靠加快呼吸频率来适应。 4. 排泄
13、系统 （1）肾脏 正常条件下每昼夜排尿量为11.8 L ，体力劳动后尿量 减少，尿量减少5070% 。尿液成分随着劳动强度的变化也有较大的变化。安静时 肾脏每小时排出乳酸约20mg，作业时可排出乳酸1001300mg 。 （2）汗腺 具有调节体温和排泄代谢产物的双重功能。体力劳动时汗液中的乳酸含量增多。 一般可以用每小时的排汗量来衡量劳动强度的大小。 5. 体温体力劳动后一段时间内，体温略有升高，这种升高，有 利于全身各器官系统活动。正常作业时体温不应超过安静时体温1；超过这一限度 ，人体不能适应，作业也不能持久。二、脑力劳动与神经紧张型作业的生理变化特点 脑的氧代谢较其它器官高，安静时约为等
14、量肌肉氧耗量的 1520倍，占成年人体总耗氧量的10。 脑力劳动时心率减慢，但特别紧张时，心跳加快、血 压上升、呼吸频率提高、脑部充血，而四肢及腹腔血液减 少，脑力劳动时，脑电图的频率加快。 葡萄糖是脑细胞活动的最主要能源，靠血液输送葡萄糖， 通过氧化磷酸化过程来提供能量。2.3 人体的能量代谢 一能量代谢的概念(Energy metabolism )人体内的能量产生、转移和消耗，称为能量代谢。能量代谢按机体所处的状态分为三种：维持生命所必须的基础代谢量、安静时维持某自然姿 势时的安静代谢量和作业时的能量代谢量。基础代谢量维持体位所增加的代谢量作业时所增加的代谢量安静代谢量能量代谢量1、基础代
15、谢率（Basal Metabolic Rate ） 在室温20oC条件下，被试者处于清醒、空腹（食后10小时以 上）、安静卧床时,在单位时间、单位体表面积上所消耗的能量 ，称为基础代谢率（kJ/(m2h) ）。我国正常人的基础代谢率的平均值（kJm2h） 年龄（ 岁）11151617181920303140415050以上男性195.4 193.3 166.1 158.6 157.7 154.0 149.0 女性172.4 181.6 154.0 146.8 146.4 142.2 138.5 2安静代谢率（Repose Metabolic Rate）机体为了保持其各部位的平衡及某种姿势，在单
16、位时间 、单位体表面积上所消耗的能量称为安静代谢率。 通常以常温条件下基础代谢率的120作为安静代谢率 ，并记为R，R1.2B。3能量代谢率（Energy Metabolic Rate）人体进行作业或运动时，在单位时间、单位体表面积上 的总能量消耗称为能量代谢率，记为M。 能量代谢率的大小与劳动强度直接相关，它是计算作 业者一天的能量消耗和需要补给能量的依据，也是评价劳 动强度合理性的重要指标。4相对代谢率（Relative Metabolic Rate）劳动强度不同，所消耗的能量不同。但由于作业者个体的 体质差异，即使是同样的劳动强度，不同作业者的能量代谢率 也不相同。为了消除作业者之间差异因素，常采用相对代谢率 指标来衡量劳动强度。相对代谢率记为RMR， M（RMR1.2）B 二. 能量代谢的计算R1.2B我国人体表面积的常用计算式：体表面积S（m2
