FP 4 konsp 2009 id 33457 Nieznany

Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr Łaszczyca KFZiE UŚl 2009

FIZJOLOGIA PRACY

RAKTYCZNY ZARYS HIGIENY ŚRODOWISKA PRACY

ZKODLIWE ŚRODOWISKO

ZIEŁO WŁASNYCH RĄK

...

.2.

R HAB

IOTR

ASZCZYCA

YKŁADY DLA STUDENTÓW

YśSZEJ

ZKOŁY

ARZĄDZANIA

CHRONĄ

RACY

ATOWICE

2001

AKRES WYKŁADU BIEśACEGO

1. Zapylenie
2. Środowisko dźwiękowe i Słuch
3. Wibracje
4. Światło i Wzrok
5. Mikroklimat i termoregulacja
6. Metabolizm i odżywianie oraz trawienie

Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr Łaszczyca KFZiE UŚl 2009

YŁ I ZAPYLENIE

Co i jak się pyli ...

Pyły i pyłki

Zachowanie w zależności od wielkości ziarna
Kurz – Ø 10-100 µm

– opada grawitacyjnie zgodnie z prawem Newtona

Pył

– Ø 0,1-10 µm

– opada lepko (w praktyce zawieszony) – opis prawami Stokesa

– daje efekt Tyndala

Dym – Ø < 0,1 µm

– podlega ruchom termicznym Browna

Działanie w zależności od wielkości ziarna
• Ø > 50 µm - wychwytywany przez włoski, śluzy i nabłonki rzęsate górnych dróg, do

oskrzeli

• Ø 5 - 50 µm (5 - 50 µm) - zatrzymywane w drzewie oskrzelowym

• Ø < 5 µm (0,06 - 2 µm) - zatrzymywane w pęcherzykach

Najcięższe skutki

Płuco stolarza,

płuco kowala, ...

garbarza,

pylica węglowa ...

Pylica krzemowa, krzemianowa, azbestoza, ...

O działaniu biologicznym decyduje:
• Rozmiar ziaren najgroźniejsze poniżej rozmiaru krytycznego (< 5 µm)

• Kształt ziaren najgroźniejsze włókniste ostro zakończone i różnokształtne

• Skład chemiczny

• Rozpuszczalność w wodzie/tłuszczach – dla nietoksycznych rozpuszczalność korzystna

• Własności adsorpcyjne ziaren i rodzaj zaadsorbowanej substancji
• Jonizacja

• Własności wybuchowe

Działanie pyłów na organizm
• Drażniące: węgiel, żelazo, szkło, korund, aluminium ...

Depozyty w układzie limfatycznym – niezwłókniające

• Zwłókniające: krzemionka, krzemiany, azbest, talk, kaolin, szpat, pył węglowy, pyły rud,

Uszkadza nabłonki – odczyny wytwórcze, infekcje, nowotworzenie ..

• Uczulające: bawełna, wełna, len, konopie, drewno, sierść, arsen, chrom, leki, grzyby, ...

• Toksyczne: substancji toksycznych ...

drażniące powierzchniowo: kwasy, alkalia, zw. chromu i siarki ...

• Toksyczne po rozpuszczeniu i wchłonięciu: ołów, kadm, mangan, pestycydy ...

Najwyższe dopuszczalne stężenia

Rodzaj pyłu

mg/m

cząstek/cm

Pył zawierający krzemionkę > 50%

Pył zawierający krzemionkę > 5-50%

700

Pył zawierający krzemionkę < 5%

1800

Pył azbestowy

180

Pyły talku, miki, steatytu

700

Pył grafitu

Dymy tlenków żelaza

Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr Łaszczyca KFZiE UŚl 2009

Azbest wokół nas – klocki hamulcowe, eternit i WTC

Niebezpieczny pył miejski. Nauka w Onet NAI/ 2001-01-04 14:40:13

Podwyższone stężenie pyłów w powietrzu zwiększa śmiertelność wśród mieszkańców

dużych miast. Szczególnie szkodliwe dla zdrowia są tak zwane pyłki typu PM10, o średnicy
poniżej 10 mikrometrów.

Naukowcy ze School od Hygiene and Public Health John Hopkins University w

Baltimore (USA) w latach 1987-1994 badali w 20 amerykańskich aglomeracjach
oddziaływanie stężeń dziennych ozonu, tlenku węgla, dwutlenku siarki, azotu oraz drobnych
pyłków na umieralność ludności (na podstawie dziennej ewidencji zgonów i ich przyczyn).
Wykazano zależność pomiędzy zwiększoną ilością ozonu a wzrostem śmiertelności w okresie
letnim.

Azbest wciąż groźny. GW w Internecie. Małgorzata T. Załoga (25-09-01 12:49)

Mimo że wiele krajów zakazało produkcji i wykorzystywania azbestu, liczba

związanych z tym minerałem nowotworów wciąż rośnie - alarmują naukowcy na 11.
dorocznym kongresie European Respiratory Society w Berlinie.

Maksimum narażenia na azbest w krajach rozwiniętych (Ameryka Północna, Europa

Zachodnia, Australia i Japonia) przypadło na lata 70. Dzięki drastycznemu zaostrzeniu norm
narażenia na azbest znacząco spadła liczba przypadków poazbestowego zwłóknienia płuc.
Znamiennie zwiększyła się jednak liczba diagnozowanych nowych przypadków nowotworów
związanych z azbestem. W krajach rozwiniętych wykrywa się co roku 30 tys. "azbestowych"
nowotworów: z tej liczby ok. 20 tys. to rak płuc, a 10 tys. - bardzo groźny nowotwór opłucnej
zwany międzybłoniakiem. Co gorsza, nie istniej skuteczna metoda leczenia międzybłoniaka.
Ryzyko zachorowania rośnie z czasem ekspozycji i depozycji włókien w płucach. że Między
narażeniem a rozwojem nowotworu może upłynąć nawet 30 - 40 lat.
Marc Letourneux z Uniwersyteckiego Centrum Medycznego Cote de Nacre w Caen twierdzi,
że: - We Francji ryzyko międzybłoniaka będzie co trzy lata rosło o jedną czwartą. W roku
2010 na ten nowotwór umrze ok. 150 osób - dwa razy więcej niż w 1996. Belgijscy lekarze z
Erasmus Hospital w Brukseli w materiale z 160 sekcji zwłok przeprowadzonych w latach
1998-2000 stwierdzili, aż u 13% obecność ponad 1000 azbestowych włókien na 1 gram
wysuszonej tkanki płuca. Oznacza to, że niemal co siódmy mieszkaniec był narażony na
działanie azbestu.

Problem narażenia na azbest powrócił do kręgu zainteresowania po terrorystycznym

ataku na World Trade Center w Nowym Jorku. Ze źródeł internetowych wynika, że do
budowy WTC użyto ponad 100 ton czystego azbestu. Tymczasem wystarczy jedna uncja (ok.
28 gramów) tej substancji rozpylona w powietrzu nad obszarem o wymiarach boiska
piłkarskiego, by spowodować przekroczenie norm bezpieczeństwa.

Rakotwórczy azbest z WTC. Marcin Jamkowski GW w Internecie (15-10-01 17:00)

Ilość rakotwórczego azbestu w pyle, jaki pokrył budynki okalające World Trade

Center, jest znacznie większa, niż dotychczas informowano - piszą amerykańscy naukowcy w
raporcie do którego dotarła "Gazeta"

Grupa pięciu toksykologów, inżynierów i specjalistów zajmujących się szacowaniem

szkód ekologicznych (w tym Polak - Piotr Chmieliński, szef firmy HP Environmental)
stwierdziła, że w pyle powstałym ze zawalonych wież World Trade Center zawartość azbestu
wynosi 0,25-0,75 %, a w niektórych miejscach nawet 1%. "Tak wysokie stężenie azbestu
nigdy dotąd nie zdarzyło się na terenach nieprzemysłowych" - piszą w raporcie naukowcy. Na
dodatek drobiny azbestu są znacznie mniejsze niż zazwyczaj spotykane.

Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr Łaszczyca KFZiE UŚl 2009

ŁUCH

ŚRODOWISKO DŹWIĘKOWE

HAŁAS I DOZYMETRIA

Narząd słuchu i słyszenie

Ucho
Część przewodząca:

Ucho zewnętrzne

- małżowina i błona bębenkowa z mięśniem napinaczem błony bębenkowej (tłumi drgania),

Ucho środkowe:

w jamie bębenkowej - młoteczek, kowadełko, strzemiączko (oparte o błonę okienka owalnego)
z mięśniem strzemiączka (tłumi wychylenia strzemiączka),
trąbka Eustachiusza,

Część odbiorcza (ślimak, nerw statoakustyczny i ośrodki nerwowe słuchu):

Ślimak (2,5 zwoju):

kanał przedsionka (górny), kanał ślimaka (środkowy), kanał bębenka (dolny),
okienko owalne i okienko okrągłe

Narząd ślimakowy Cortiego:

błona podstawowa (ściana bębenkowa), pokrywająca, przedsionkowa - Reisnera (śc. przeds.),
kom. rzęsate (po 30 rzęsek) w 1 wewn. (3,5 tys. każda po 30 rzęsek) i 3 zewn. rzędach (20 tys.
każda po 90 rzęsek) na błonie podstawnej nakryte błoną pokrywającą
błona podstawna wąska i sztywna przy okienku, szeroka i elastyczna u szczytu ślimaka

fala biegnąca o amplitudzie zmiennej z częstotliwością i odległością od okienka (tonotopia)

częstotliwość depolaryzacji: do 2 kHz (kodowanie częstotliwościowe)

komórka rzęsata wyposażona w rząd coraz krótszych rzęsek – do szczytu niższej
przyczepione włókno ciągnące za bramkę kanału jonowego umieszczonego pod szczytem
wyższej rzęski

Rozróżnianie wysokości (16 Hz - 16-20 kHz)

mowa:
zakres - 0,1-10 kHz,
pasmo główne - 0,5-3 kHz

Rozróżnianie intensywności dźwięku

krzywe izofoniczne Robinsona-Dodsona:

próg słyszalności = 2×10

-5

Pa = 10

-6

W/m

próg bólu = 50 Pa ciśnienia akustycznego
(wobec 1013 hPa ciśnienia atmosferycznego)

częstotliwość odniesienia: 1 kHz

L= 10 lg (J/J

) [dB]

Rozróżnianie położenia dźwięku:

- różnica faz (20-500 Hz maksymalna,
2 kHz-4 kHz najmniejsza czułość),
- różnica głośności (wysokotonowy cień akustyczny, uginanie niskotonowych dźwięków)

Zagłuszanie: z dwóch tonów o jednakowej głośności:

- niższy zagłusza wyższy
- warunek słyszalności na tle zakłóceń: 6-10dB ponad

Charakterystyki korekcyjne sonometrów do pomiaru głośności (dostosowanie do czułości słuchu):

A - 0-55 dB;

B - 55-85 dB,

C > 85 dB

Ok.. owalne

Ok.. okrągłe

Sch.przedsionka

Sch.bębenka

Sch.ślimaka

Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr Łaszczyca KFZiE UŚl 2009

Środowisko dźwiękowe
Wybrane zasady ukształtowania sygnałów dźwiękowych

• częstotliwość:

0,5-10 kHz, (0,5-3 kHz) - w paśmie głównym mowy!

1 kHz 10-100dB dla słyszalność w r = 300 m

0,5 kKz dla wykorzystania ugięcia fal

• głośność

6-10 dB powyżej tła

• próg modulacji

2 Hz lub 0,2% częstotliwości podstawowej

• czas trwania

min. 50-100 ms; opt. 200-500 ms

• częstość przerw 1-8 na sekundę i modulacji 1-3 na sekundę

• łatwość lokalizacji (maks. ok. 2 m od odbiorcy)

mowa >> muzyka >> dźwięki złożone >> dźwięki proste

Mowa jako naturalny system sygnalizacyjny

• intensywność śr. ok. 66 dB, w zakresie od 20 (min.) do 86 dB (max)

z dynamiką głosek 30-40 dB (+ samogłoski)

• nadwyżka głośności nad tłem (szumem) 6-10 dB

• częstotliwość: zakres krytyczny - 0,6-4 kHz, zakres całkowity - 1-0,1-10 kHz

• szybkość mówienia: 100-120 słów/minutę (150-180 słów/minutę z powtórzeniami)

• kontekstowy wzrost sprawności przekazu - redundancja,
struktura sygnałów mówionych: zapowiedź - hasło

Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr Łaszczyca KFZiE UŚl 2009

Parametry fali dźwiękowej

Dźwięk to drobne i szybkie zmiany ciśnienia powietrza

A - amplituda drgań ; T - okres drgań ; η = 1/T - częstotliwość
C - prędkość propagacji w ośrodku, λ = C T - długość fali
E = 1/2 d V A

(2πη)

- energia drgań (d- gęstość, V - objętość)

= p

Amax

- p

Amin

. - ciśnienie akustyczne

ciśnienie atmosferyczne

(760 mm Hg) :

1013 hPa

progowe ciśnienie akustyczne (A) :

2 × 10

-5

Pa = 10

-6

W/m

próg bólu (B):

50 Pa

Pomiar intensywności dźwięku - słynne decybele

Natężenie akustyczne

I = P

/ (d C)

[W/m

]

Poziom dźwięku

L = 10 lg (I / I

) = 20 lg (P

/ P

)

[dB]

1000 P

/ P

= 60 dB

20 log 1000 = 20 × 3

Krzywe izofoniczne Robinsona-Dodsona

Częstotliwość odniesienia

η = 1000 Hz

1 fon = 1 dB dla 1000 Hz - wzorcowanie wg krzywych Robinsona-Dodsona
1 son = 10 fonów - wzrost natężenia dźwięku dające subiektywne wrażenie
podwojenia głośności

1 S = 2 [(F - 40) / 10 ]

1000

4000

Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr Łaszczyca KFZiE UŚl 2009

Głośność mierzy się sonometrem - najlepiej oktawowym

Charakterystyki korekcyjne sonometru:
A - korekcja upodabniająca działanie sonometru do charakterystyki ucha ludzkiego

w zakresie głośności 0-55 dB (niezbędna do komunikacji mową na odległość 2 m)

B - korekcja upodabniająca działanie sonometru do charakterystyki ucha ludzkiego w zakresie

głośności 55-85 dB (norma dziennego obciążenia hałasem)

C - korekcja upodabniająca działanie sonometru do charakterystyki ucha ludzkiego w zakresie

głośności większej niż 85 dB

Dlaczego korekcja?
Bo ucho środkowe ma dwa małe mięśnie: musculus stapedius i musculus tympanicus, które
regulują stopień przekazywania energii dźwięku na błone okienka owalnego, mogąc ją
zmienić ok. 20 razy

Maksymalny poziom dźwięku przy zastosowaniu charakterystyki częstotliwościowej A

NDN L

A max

= 115 dB

Maksymalny szczytowy poziom dźwięku przy zastosowaniu charakterystyki C

NDN L

C peak

= 135 dB

Równoważny poziom dźwięku w czasie pomiaru przy zastosowania charakterystyki A

(dla dźwięku zmiennego o dużej dynamice)

AeqTe

Aji

⋅













⋅

∑

0 1

(

)

gdzie: j - ilość klas poziomu dźwięku

i - ilość wystąpień poziomu dźwięku w klasie j-tej w czasie pomiaru

n - łączna ilość próbkowań („i × j”)

Aji

- średni (środkowy) poziom dźwięku w klasie

Poziom ekspozycji dźwiękowej odniesiony do ośmiogodzinnego dnia pracy

AeqTe

⋅

+ ⋅

gdzie: T

- czas ekspozycji w godzinach

NDN L

Ex 8h

= 85 dB

(wzory i definicje wg rozporządzenie Ministra Pracy i Polityki Socjalnej Dz.U. nr 3 z dn.
16.01.1995.)

Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr Łaszczyca KFZiE UŚl 2009

Zasady pomiaru głośności:
• na wysokości ucha tj. 1,5 m nad podłożem i 0,7 m nad siedziskiem

• w swobodnym polu akustycznym w 16 (min. 8) punktach na powierzchni półkuli lub 32

(min. 16) punktach na powierzchni kuli w odległości nie mniejszej od podwojonego
największego wymiaru obiektu wydającego dźwięki

• w polu akustycznym rozproszonym w 5 punktach oddalonych co najmniej o 1 m od siebie,

co najmniej 1 m od ścian, 2 m od naroży oraz w odległości granicznej od środka
geometrycznego obiektu wytwarzającego dźwięk zależnej od chłonności akustycznej
pomieszczenia wg wzoru

= 0,2 (A)

0,5

= 0,2 (Σ α

+ Σ α

)

0,5

gdzie: α - współczynniki chłonności ściany lub obiektu, S - powierzchnia, n - ilość obiektów

Liczba oceny hałasu

−

∑

gdzie: L

- poziom dźwięku w częstotliwościach oktawowych

, b

- odpowiednie tablicowe współczynniki korekcyjne

Tabela współczynników korekcyjnych:

Średnia częstotliwość oktawowa

31,5

55,4 0,681

35,5 0,790

125

22,0 0,870

250

12,0 0,930

500

4,8

0,974

1000

0,0

1,000

2000

-3,5

1,015

4000

-6,1

1,025

8000

-8,0

1,030

Progowe dopuszczalne głośności (NDN-A):

Rodzaj pomieszczenia

N – liczba oceny hałasu

Przestrzeń mieszkalna – wnętrza

20-30 N

Przestrzeń mieszkalna – na zewnątrz pomieszczeń

30-40 N

Szpitale, teatry, kościoły, kina, filharmonie, małe biura, czytelnie,
sale wykładowe

20-30 N

Duże biura, magazyny, sale zebrań, restauracje

30-40 N

Duże restauracje, sekretariaty, sale gimnastyczne

40-50 N

Maszynownie biurowe

50-60 N

Warsztaty

60-70 N

(Istnieją bardziej szczegółowe wskazania)

Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr Łaszczyca KFZiE UŚl 2009

Ochrona słuchu

Definicja hałasu
- „niepożądany” i „uszkadzający”

Rodzaje hałasu
- ustalony (zmienność < 5dB, zlokalizowany)
- nieustalony (zmienność > 5 dB)
- impulsowy – złożony z odrębnych dźwięków krótszych < 1 s

Nowe zagrożenia
- indywidualny sprzęt audiofoniczny nieprawidłowo użytkowany
- głuchota zawodowa u muzyków rockowych
- hałas komunikacyjny

Ochrona słuchu
- możliwość wypoczynku (30 - 40 dB)
- możliwość pracy umysłowej (50 dB)
- możliwość komunikacji głosem (55 dB)
- ochrona narządu słuchu (85 dB, 115 dB)

PN-N 01307: 1999 Hałas. Dopuszczalne wartości hałasu w środowisku pracy. Wymagania
dotyczące wykonywania pomiarów.

• Poziom ekspozycji na hałas odniesiony do 8 godzinnego dnia pracy

Ex,8h

<= 85 dB;

ale młodociani

Ex,8h

<= 80 dB;

kobiety w ciąży

Ex,8h

<= 65 dB

• Odpowiadająca mu ekspozycja dzienna

Ex <= 3640 Pa

• Maksymalny poziom dźwięku A

Amax

< =115 dB

• Szczytowy poziom dźwięku C

Cpeak

<= 135 dB

Dopuszczalne poziomy dźwięku z korekcją A na stanowiskach pracy
(ekspozycja 8 godz. dziennie, 5-6 dni w tygodniu) :

• 60 dB(A) dla prac laboratoryjnych i biurowych,
• 50 dB(A) dla pracy koncepcyjnej i robot warsztatowych precyzyjnych,
• 40 dB(A) dla prac wymagających dużego skupienia.

W pomieszczeniach mieszkalnych w budynkach mieszkalnych:

• w dzień (6:00 - 22:00)

do 40 dB(A),

• w nocy (22:00 - 6:00)

do 30 dB(A).

Wartości minimalne stawiane ochronie przed hałasem wewnątrz mieszkań
(za Grandjeanem)

• w pokoju przy otwartych oknach w dzień

do 48 dB(A),

• w sypialni w nocy przy otwartych oknach

do 38 dB(A),

• z dopuszczeniem w szczytach

odp. 58 i 48 dB(A)

Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr Łaszczyca KFZiE UŚl 2009

ŹRÓDŁA DŹWIĘKÓW SPOTYKANE W śYCIU CODZIENNYM

(Czesław Puzyna: Hałas w przemyśle. IW CRZZ

10 dB

szmer liści przy łagodnym wietrze, chodzenie po dywanie

20 dB szept, cichy ogród, chodzenie po parkiecie
30 dB – bardzo spokojna ulica bez ruchu kołowego
40 dB – szmery w mieszkaniu, rwanie papieru
40-80 dB – muzyka radiowa w mieszkaniu
40-55 dB – cicha ulica
50 dB – szum w biurach, restauracjach, strumień wody z kranu
50-60 dB – normalna rozmowa dwóch osób, odkurzacz elektryczny
60 dB – ulica średnio ruchliwa
60-70 dB – głośna rozmowa dwóch osób
65 – wóz na ogumionych kołach w odległości 6 m
70 dB – hałaśliwa restauracja, motocykl z odległości 3 m, szczekanie psa
75-80 dB – tramwaj na torze prostym, wóz na obręczach żelaznych z odległości 6 m
80 dB – ulica z silnym ruchem, z sygnałami samochodów , bardzo głośna muzyka radiowa w pomieszczeniach
90 dB sygnał samochodowy z odległości 3 m
100 dB – pociąg pospieszny w odległości 3,5 m

Poziom dźwięku różnych instrumentów

5-40 dB – skrzypce
30-60 dB instrumenty blaszane solo
50-55 dB – śpiewak w odległości 1 m pianissimo
92 dB - śpiewak w odległości 1 m fortissimo
60 dB – fortepian piano w odl. 5 m
85-95 dB – fortepian fortissimo w odl. 5 m
105 dB – organy fortissimo w odl. 5 m
107 dB - bęben fortissimo w odl. 5 m
113 db - orkiestra fortissimo w odl. 5 m
??? ~130 dB – koncert rockowy z nagłośnieniem elektrycznym

Technicznie złożony problem ochrony słuchu

1. Indywidualne środki ochrony: hełmy, nauszniki ochronne, stopery
2. Konstrukcje ograniczające powstawanie hałasu

- posadowienie hałasujących urządzeń
- obudowy tłumiące hałas
- tłumiki
- dzwiękochłonne materiały konstrukcyjne

3. Pasy izolujące (np. pasy zieleni i mury dźwiękochłonne)
4. Aktywne wygaszacze hałasu interferencją z przeciwhałasem

(ciągle bajka – aczkolwiek lokalnie da się zrobić)

Hałas zagraża Polakom ??

Hałas zagraża Polakom. Nauka w Onet

PAP

/ 2001-02-02 17:11:17

Hałas zagraża Polakom. Nauka w Onet 26.04.2001.

Ponad 8 mln Polaków jest narażonych na zbyt duży hałas, zarówno w miejscu pracy,

jak i w środowisku naturalnym - ostrzega prof. Adam Lipowczan z Głównego Instytutu
Górnictwa w Katowicach.

"Na ponadnormatywny hałas wszelkiego typu - zarówno w miejscu pracy, jak i w

środowisku naturalnym - jest narażonych ponad 8 mln ludzi i ta liczba rośnie. śaden inny
czynnik środowiskowy - nawet skażenia wody i powietrza - nie obejmuje tak dużej grupy" -
powiedział w piątek PAP prof. Lipczowan.

"W moim odczuciu Narażenie na hałas przemysłowy dotyczy obecnie kilkuset tysięcy

ludzi, ponadnormatywny - kilkudziesięciu tysięcy. Problem przeniósł się w inne miejsce -
hałas środowiskowy, w którym decydujące znaczenie ma hałas komunikacyjny"

Z powodu hałasu problemy ze zdrowiem ma 13 proc. Polaków.
Nadmierny pogłos w pomieszczeniach jako hałas nie jest w Polsce traktowany

poważnie.
"Hałas w biurze jest czynnikiem obniżającym wydajność pracowników" - powiedział w środę
PAP Jacek Danielewski, prezes Towarzystwa Higieny Akustycznej.

Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr Łaszczyca KFZiE UŚl 2009

IESŁYSZALNY HAŁAS

KTÓRY MOśE ZABIĆ

Utradźwieki i infradźwięki

Infradźwieki (IS) < 16 Hz , Ultradźwieki (US) > 16-20 kHz

Im wyższa częstotliwość tym:
• większa moc jednostkowa fali

• większe tłumienie przez opór akustyczny środowiska – mniejszy zasięg propagacji
• mniejsze uginanie na przeszkodach – bardziej prostoliniowa propagacja (promień -

wiązka)

Infradźwiek – krewny wibracji i ojciec rezonansu mechanicznego

USLF < 0,8 MHz - 150-160 dB - działanie wibracyjne i termiczne – przeważają reakcje

ogólne na działanie uogólnione przez powietrze/ośrodek

USHF > 0,8 MHz - 160-170 dB – rezonans jądra, błon, chromosomów – przeważają lokalne

reakcje na działanie kontaktowe

Próg kawitacji ultradźwiękowej
kHz

175 365-500 3 300

155 170

175

200

Porównanie mocy i skutków biologicznych dźwięków z różnych częstotliwościach

I [dB]

Moc

[W/m

]

Pochodzenie

Skutki biologiczne

0-120

-16

- 10

-4

naturalne infradźwięki

przejściowe zaburzenia
czynnościowe

120 -

140

> 10

-4

poważne zaburzenia
czynnościowe

140 -

160

rezonans uszkadza narządy
wewn.

> 160

infradźwięki sztuczne i
naturalnych katastrof

zagrożenie śmiercią

próg słyszenia

próg - NDN

130

próg bólu

0-120

-16

- 10

-4

naturalne US

0-160

-16

- 1

US o niskim natężeniu

dolna granica kawitacji >15 kHz

US 160-170

1 - 10

US o średnim natężeniu

działanie termiczne

> 170

> 10

US o dużym natężeniu

uszkodzenie komórek

Narażenie

Infradźwięki

niskoobrotowe urządzenia, np. silnik diesla, maszyna okrętowa, syreny, wentylator,
pompy ..., także opony samochodowe, wiatr między budynkami, zjawiska fenowe, fale
oceaniczne, fronty atmosferyczne, wybuchy wulkanów ...

„głos morza” – zwiastun

burzy, samobójstw i przestępstw

Ultradźwięki

małe zwierzęta (niska moc emisji), szybkoobrotowe urządzenia, szybko
poruszające się w powietrzu obiekty o małych rozmiarach (gwizdki), generatory
elektroniczne, ...

Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr Łaszczyca KFZiE UŚl 2009

IBRACJE

RZADKO POZYTYWNE

Gdzie szkodzą wibracje

Pilarki łańcuchowe do drewna, młoty pneumatyczne i elektryczne, wiertarki udarowe,
siedziska traktorów (Tania traktorzystka z epoki stalinizmu), wnętrza pojazdów ...

Parametry drgań są takie jak parametry fali dźwiękowej

Amplituda

u = [m]

Częstotliwość

f = [1/s] = [Hz]

Szybkość chwilowa maksymalna

max

= 2 π f u

[m/s]

Maksymalne przyspieszenie chwilowe

max

= 4 π

[m/s

]

Szybkość zmian przyspieszenia

r = 8 π

[m/s

]

Rodzaje drgań mechanicznych

1. Wstrząsy – wygasające lub f <0,5 HZ
2. Wibracja periodyczna – harmoniczne i poliharmoniczne, proste, niewygasające lub

wygasające - transientne (pęczek wrzecionowaty) - f > 0,5 Hz

3. Wibracja stochastyczna (losowa) – złożone, nieharmoniczne – f > 0,5 Hz wiele

składowych

Rodzaje drgań mechanicznych (cd.)
• Wibracja lokalna (miejscowa) i ogólna

• Wibracja w osi OX, OY, OZ

Całkowita energia drgań

E = ½ m u

(2 π f)

m = d V ; f = c/λ

Ilość przekazanej energii

Q = J S t = v

S t Z/S

t – czas ekspozycji, S – powierzchnia kontaktu,
Z – moduł impedancji mechanicznej (tłumienia)

Dla oceny odczuwania wibracji stosuje się:
• wskaźnik poziomu natężenia wibracji analogiczny do natężenia dźwięku

= 20 lg v/v

= 5 × 10

-8

m/s

• dla drgań o f > 11 Hz wskaźnik szybkości maksymalnej

max

• względną wartość przyspieszenia (wzgl. przyspieszenia ziemskiego g = 9,81 m/s)

’ = a/g

O wszystkim decyduje moc i rezonans

Częstotliwość rezonansowa zależy od rozmiaru obiektu i szybkości przewodzenia drgań

Częstotliwość rezonansowa całego ciała człowieka
• W pozycji stojącej

4-6 Hz

• W pozycji siedzącej

5-12 Hz

W częstotliwościach

< 2 Hz – reakcja uogólniona – drganiu ulega całe ciało

choroba lokomocyjna

2-18 Hz – rezonans narządów wewnętrznych
18-100 Hz – rezonans małych narządów – np. gałek ocznych

Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr Łaszczyca KFZiE UŚl 2009

Rezonans pojawia się przy częstotliwości podstawowej i wielokrotnościach oktawowych [Hz]

Narząd głowa

żuchwa

i twarz

krtań

oskrzel

ucho

wewn.

klatka

piersio-

serce

i płuca

jama

brzucha

pęcherz

i prost-

nica

ręce

nogi

Rezo-
nans

4,2 - 25 6 - 8

12-16

5 - 9

3-5

4,5-10 10-18

Uciążli-
wość

1-20

6-20

<30

4-11

1-3
4-9

4-14

9-20

50-70

NDN - Dopuszczalne amplitudy drgań ogólnych (GOST ZSRR)

F [Hz]

75 100

u [mm]

0,6

0,5

0,4

0,2

0,1

0,08 0,07 0,05 0,045 0,04 0,035 0,03

×10

-3

×10

-3

×10

-3

×10

-3

NDN - Dopuszczalne amplitudy drgań miejscowych (GOST ZSRR)

F [Hz]

100

u [mm]

1,5

1,0

0,4

0,15

0,04

0,02

0,005

NDN - Dopuszczalne prędkości drgań

= 5 ×10

-8

m/s

F [Hz]

125

250

500

1000

2000

u [mm] – ogólne .

0,35

0,22

0,27

0,35

u [mm] - miejscowe

5,0

3,5

2,5

1,8

1,2

0,9

0,63

0,45

Wartości współczynników proporcjonalności dla przedziałów określających reakcję
organizmu na drgania o oddziaływaniu ogólnym (ISO 2631)
Przedział

Szkodliwości Uciążliwości Komfortu

Wartość współczynnika proporcjonalności

0,316

Graniczne wartości skuteczne przyspieszeń wibracji, dla trzech przedziałów reakcji
organizmu na ogólne oddziaływanie drgań (M.J.Grifin 1990, za Koradecka 1997)

Wartości skuteczne przyspieszenia drgań [m/s

]

Częstotliwość środkowa

pasma 1/1 oktawowego

Szkodliwość

Uciążliwość

Komfort

1 Hz

2,20

1,10

0,347

2 Hz

1,58

0,79

0,249

4 Hz

1,14

0,57

0,180

8 Hz

1,20

0,60

0,189

16 Hz

2,28

1,14

0,360

31,5 Hz

4,52

2,26

0,714

63 Hz

8,98

4,49

1,419

Ale niskotonowy masaż podczas słuchania muzyki organowej i perkusyjnej

Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr Łaszczyca KFZiE UŚl 2009

Znamy to z życia.

Objawy działania wibracji:

złe samopoczucie, bóle głowy, bóle w piersi, bóle w kończynach,

choroba lokomocyjna

wydłużenie czasu reakcji, zaburzenia wymowy,

zaburzenie ostrości widzenia, zawężenia pola widzenia (okularowe)

Choroba wibracyjna – sprzyja przewlekłe narażenie szczególnie połączone z niskimi
temperaturami
• Zaburzenia mikrokrążenia szczególnie w palcach – bolesne napadowe skurcze naczyń

krwionośnych – objaw Raynauda

• Zmiany zwyrodnieniowe w kośćcu – m.in. w krążkach międzykręgowych

– znaczne zagrożenie w pozycji siedzącej – kierowcy, operatorzy maszyn ...

• Zaburzenia czucia dotyku, wibracji, temperatury i bólu
• Drżenie mięśniowe, spadek siły mięsni

• Zaburzenia perystaltyki przewodu pokarmowego i wchłaniania

Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr Łaszczyca KFZiE UŚl 2009

ZROK

OCZY

WIATŁO

BARWA I OŚWIETLENIE MIEJSC PRACY

Wzrok i oko

Oko jako narząd
Aparat ochronny:

oczodół, brwi, rzęsy, powieki z mięśniami okrężnymi, gruczoły łzowe i ich wydzielina /lizozym/, kanał
nosowo-łzowy z przynosowego kąta szpary powiekowej

Aparat ruchowy:

sześć mięśni gałki ocznej:

cztery proste: górny, dolny, przyśr., zewn. (n.VI - odwodzący),

dwa skośne: górny (n.IV - bloczkowy) i dolny

Aparat optyczny (wzdłuż drogi światła):

rogówka (przechodzi bocznie w twardówkę)

komora przednia (z cieczą wodnistą) za tęczówką

soczewka w komorze tylnej

ciało szkliste w głębi siatkówka podścielona naczyniówką,

Aparat akomodacyjny:

ciało rzęskowe utworzone z mięśnia rzęskowego i wyrostków rzęskowych połączonych promieniście z
obwódką rzęskową rozciągającą z kolei torebkę soczewki i spłaszczającą soczewkę

- skurcz mięśnia rzęskowego zmniejsza napięcie obrączki - soczewka przybiera kształt kulisty

biernie - dzięki własnej elastyczności,

- rozkurcz mięśnia rzęskowego umożliwia - powoduje rozciągnięcie soczewki

mięsień gładki zwieracz źrenicy (wł.parasymp., n.III), m.gładki rozwieracz źrenicy (wł.sympat.)

Siatkówka - plamki ślepa i żółta:

bocznie: 200 pręcików na kom zwojową - widzenie ruchu i w ciemności ,
centralnie: 1 czopek na kom. zwojową - widzenie szczegółów i barwne

doświadczenie Mariotta - plamka 15-18

przynosowo

doświadczenie z tablicami Ramachandrana

rozróżnianie szczegółów: figura z linii o szerokości 1’ i wysokości 5’ kątowych
widzenie centralne: 6,3

kątowego

pole widzenia (perymetr): góra - 50-60

, dół - 80

, przynosowo - 60

, bocznie - 100

;

ale różnie dla barw: zielona < czerwona < niebieska < biała
widzenie barwne w zakresie 400-760 nm

Receptory wzrokowe i ich własnosci

pręciki - λ

max

= 507 nm (niebieskozielony)

czopki - uśredniona λ

max

= 550 nm (żółtozielony)

pręciki S - λ

max

= 420 nm (niebieki)

pręciki M - λ

max

= 531 nm (zielony)

pręciki L - λ

max

= 558 nm (czerwony)

widzenie fotopowe i skotopowe

zjawisko J.E.Purkinjego: 550 nm

→

507 nm

krytyczna częstotliwość migotania (ważne przy zastosowaniu świetlówek oraz w filmie i TV):

pręciki - 16 Hz
czopki - 55 Hz

kat odbioru bodźców

pręciki - duży - pole recepcyjne stożkowe
czopki - mały - pole recepcyjne osiowe

rozmieszczenie w siatkówce

pręciki - obwodowo - 125 mln
czopki - centralnie - 6 mln

wzorzec konwergencji

( k. receptorowa : k.dwubiegunowa : k.zwojowa)

pręciki - (100÷250) : (1÷2) : 1
czopki - 1 : 2 : 2
konsekwencje:
pręciki: detekcja ruchu - ostrzeganie
czopki: detekcja wzoru - rozpoznanie
Pacjenci z uszkodzeniem dołka nie rozpoznają obiektów, ale nie mają kłopotów z ruchem

Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr Łaszczyca KFZiE UŚl 2009

i poruszaniem się w przestrzeni.
Pacjenci z uszkodzeniem obwodu rozpoznają szczegóły, ale mają trudność z wykrywaniem
ruchu i zachowaniem równowagi (lepiej niż gwarantuje błędnik - większe kiwanie).

Czułość:

5 - 14 hν

ννν / 500 pręcików w czasie 0,001 s

Adaptacja:

1 - 25 000

światłoczułość biochemiczna

1 - 400 jasność optyczna

Wzrok

Znaczenie ruchów gałki ocznej w widzeniu
Typy ruchów gałki ocznej:

MIKROSAKKADY ALBO NYSTAGMUS FIZJOLOGICZNY

: 50 ruchów/s; 10’∠ = 30 czopków ↔

mikrorzutnik przyczepiony do soczewki kontaktowej „unieruchamia” znaki graficzne (litery)
na siatkówce (Prichard)

SAKKADY

: 0,25-5 ruchów/s; 1-20

∠ ; ∼0,02 s, 1000

∠/s = 3 rotacje/s

balistyczne, międzyfiksacyjne, do punktów fiksacji
w trakcie - saccadic supression = tłumienie przekazu z k. zwojowych

RUCHY ZBACZAJĄCE

RUCHY ŚLEDZĄCE

- oczopląs kolejowy,

RUCHY WERGENCYJNE

- zbieżność

Obiektywne badanie akomodacji - kontur w ciemnym tunelu.
Akomodacja nie jest stała. Zaczynając z książką pół metra od twarzy, kończymy nosem na
papierze lub z książką na wysięgniku - zależnie od rodzaju wady wzroku.

Wzorzec ruchów oczu (śledzenia) a rozpoznawanie (Jarbus 1960)

badania za pomocą szklanych soczewek kontaktowych

m.in. „Niespodziewany gość” Riepina, główka Neferetete

fiksacja - 0,15-0,25 s lub n × 0,25 s
sakkada - 0,02 s

(częstotliwość krytyczna 16-50 Hz, próg czasu 0,001 s)

- węzłowe punkty obrazu - miejsca nagromadzenia krawędzi
- zagęszczenie fiksacji - centrum znaczenia (np. oczy, usta, ... ),
- porządek fiksacji - behawioralnie i sytuacyjnie istotny
- nastawienie poznawcze a tor fiksacji
- stałość populacyjna i zmienność osobnicza fiksacji

Spostrzeganie Barw

200 barw, 20 stopni nasycenia, 500 stopni jasności
= 2 mln wrażeń barwnych

(E. MacNicol)

Czopki S, M, L - ten sam retinen - różne opsyny (różne geny! w chrom. X)
Komórki zwojowe zgodne z typem czopka.

Daltonizm

8% mężczyzn (ogółem: nie-zielony 6%, nie-czerwony 2,5%, nie-niebieski 0,01%),
0,5% kobiet :
typ: anomalii - brak jednego z pigmentów w trzech rodzajach czopków
lub anopii - brak rodzaju czopka
całkowity, prot... - nie czerwony, deutero... - nie zielony, trit... - nie niebieski (..-anopia, -..-anomalia)
tablice izochromatyczne Stillinga lub Ishihary

Oko niemiarowe:

krótkowzroczność:

zbyt duże załamanie w układzie optycznym, nieelastyczność soczewki lub zbyt długa oś optyczna -
zbyt głęboka gałka, promienie równoległe zbiegają się przed siatkówka,
korekcja soczewką wklęsłą - rozpraszającą,

dalekowzroczność:

za małe załamanie, lub oś za krótka, promienie równoległe ogniskowane za siatkówką,

Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr Łaszczyca KFZiE UŚl 2009

także zbyt mała elastyczność soczewki wskutek procesów inwolucyjnych

korekcja soczewką wypukłą - skupiającą

astygmatyzm: - nierównomierne załamanie w środkowej i obwodowej części aparatu optycznego,

siła łamiąca /w dioptriach/

D = 100 / L

gdzie: L - ogniskowa /w cm/ całkowita siła łamiąca ok. 60-70 D

tablice Snellena:

visus

V = d / D

d - odległość badanego od tablicy (6 m standard),

D - należna odległość widzenia szeregu znaków

Wady wzroku - mechanizm optyczny

Znaki wzrokowe

Wybrane zasady ukształtowania znaków - sygnałów wzrokowych i sygnalizatorów ilościowych analogowych

• odstęp znaku graficznego:

długość odcinka, powierzchnia figury, jasność - 5 stanów

położenie punktu na prostej, nachylenie prostej, odcień barwy - 9 stanów

kształt figur - 15 stanów

• wielkość znaku graficznego:

1’ kątowa w odległości 4’ kątowych od kolejnego znaku

• luminancja (L) i kontrast (K):

L ≥ 1 nit = 1 cd/m

; K ≥ 45%

• czas ekspozycji:

I × t = const ⇒ t = 10

-3

- 10

-1

(chronointensywnościowy)

I = const ⇒ t ≥ 10

-1

(progowy)

• rozmiar tarczy sygnalizatora

średnica/oddalenie = D/S = 0,044 → 2,5

kątowego

• kształt tarczy a częstość błędów

liniowa pion 36% << liniowa poziom 28% << półokrąg 17% << okrąg 11% << okienko 0,5%

• liczba działek, gęstość i położenie opisu

1-5 najmniejszych jednostek odczytu na 1 działkę skali, co 10 działek opis

opis zawsze na zewnątrz skali i poziomo względem patrzącego niezależnie od rodzaju wskaźnika

moduł opisu: dziesiętny, piątkowy lub jednostkowy (z wyjątkiem skal kątowych)

liternictwo - blokowe proste, h = 17-18 ‘ kątowych ...

• budowa wskazówek

z luką między działkami a wskazówką, ok. 3’ kątowe grubości

typy: okrągłe, nożowe, dwunitkowe, lusterkowe (likwidacja paralaksy)

Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr Łaszczyca KFZiE UŚl 2009

Światło

Jednostki podstawowe w fotometrii i ich odniesienie do realiów życiowych

WIATŁOŚĆ

ANDELA

1 Cd = światłość 1/6 × 10

-5

ciała doskonale czarnego promieniującego pod ciśnieniem 101

325 N/m2 w temperaturze 2 315

dla światłą zielonego o λ = 555 nm ; 1 Cd

1/683 W/sr = 0,146 mW/sr

Zdolność emisyjna wg prawa Stefana-Boltzmana - moc właściwa źródła

= δ × T

[W / m

];

gdzie: δ = 0,567 10

-9

W × m

-2

× K

-4

Prawo przesunięć Wiena - długość fali świetlnej w maksimum energii
promieniowania

max

= β / T [m];

gdzie: β = 2897 10

-6

m × K

Źródła światła o temperaturze barwowej

do 2000 K - 3000 K - ciepłobiałe
do 3000 K - 4000 K - białe
do 4000 K - 6000 K - chłodnobiałe
do 4000 K - 6000 K - barwy światła dziennego

TRUMIEŃ ŚWIETLNY

UMEN

1 lm = 1 Cd × sr

strumień świetlny wysyłany w kącie bryłowym 1 sr przez punktowe źródło o
równomiernej we wszystkich kierunkach światłości 1 Cd
dla światłą zielonego o λ = 555 nm ; 1 Cd

1/683 W/sr = 0,146 mW/sr

• lampa żarowa próżniowa z włóknem wolframowym t

= 3643 K (9-20 lm/W)

moce świetlne żarówek 220 V w zależności od poboru energii

100

150

200

135

240

480

805

1510

2280

3220

220

390

Philips bańka

195

670

Philips świeca

dla włókna o temperaturze 2500 K λ

max

= 1160 nm ;

dla 3500 K λ

max

= 830 nm (t

= 3643 K)

• maksimum lampy sodowej niskoprężnej 590 nm (200 lm/W)
• maksimum lampy sodowej wysokoprężnej 620 nm i 580 nm (120 lm/W)
• maksima lampy rtęciowej wysokoprężnej 580 nm, 550 nm, 430 nm, 400 nm (50 lm/W)

Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr Łaszczyca KFZiE UŚl 2009

Własności sztucznych źródeł światła

Temperatura barwowa

2000 K - barwa światła świeczki
2800 K - barwa bardzo ciepłobiała (żarówkowa)
3000 K - wschód i zachód Słońca
3200 K - barwa światła żarowego lamp studyjnych
4000 K - barwa biała
5000 K - barwa chłodnobiała
6500 K - barwa dzienna
10000-15000 K - barwa czystego niebieskiego nieba
28000-30000 K – błyskawica

Odpowiednik

Temperatura
barwowa

Określenie
barwy

Wskaźnik
oddawania barw
(Ra)

Zastosowanie

śarnik żarówki

2700-2900

bardzo ciepłe

pomieszczenia
rekreacyjne,
sypialnie

3500-4000

chłodne

korytarze,
łazienki,
kuchnie

Słońce

5500 (5000-
6500)

chłodne
(niebieskie)

pracownie,
biura,
doświetlanie
zimą

Tabela porównawcza mocy – żarówka – świetlówka :
śarówki klasyczne

Moc świetlna

Świetlówki

25 W

220 lm

5-6 W

40 W

415 lm

9-13 W (8-9 W)

60 W

710 lm

13-15 W (11-12 W)

75 W

930 lm

18-25 W (15-16 W)

100 W

1340 lm

23-30 W (23 W)

150 W

30-52 W (-)

Wskaźnik Ra = CRI (ang. Colour Rendering Index) – (wskaźnik) współczynnik
oddawania barw charakteryzujący źródło światła.
Wyrażony jest liczbą z przedziału od 0 (dla światła monochromatycznego) do 100 (dla światła
białego).
Określa jak wiernie postrzegamy barwy oświetlonych przedmiotów. Im współczynnik ten jest
wyższy, tym barwy są lepiej oddane. Niskim współczynnikiem CRI charakteryzują się np.
niskoprężne lampy sodowe a wysokim światło słoneczne.
Oznacza się na podstawie oceny prezentowanych wzorców barwnych oświetlonych w
oświetleniu odniesienia (dziennym) i oświetleniu testowanych (lampy)

Kody świetlówek (trzycyfrowe na opakowaniu)
wg wzoru

Ra-TB

(wskaźnik oddawania barwy Ra – temperatura barwowa TB

– np. 827 = Ra = 80% , TB = 2700

Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr Łaszczyca KFZiE UŚl 2009

ATĘśENIE OŚWIETLENIA LUB

ASNOŚĆ

1 lx = 1 lm /1 m

= 1 Cd × sr / m

natężenie oświetlenia przez strumień świetlny 1 lumena padający na pow. 1 m

1 sr = 1/4 powierzchni kuli (S = 4 π r

) (źródło o jasności 1 Cd 1 m nad powierzchnią 1 m

)

Jasność światła naturalnego i sztucznego w luksach [lx]

Warunki Południe

tropiki

W czasie

dnia

Średnie
dzienne

L / Z

Przez

1000

godz/rok

Pochmurn

y dzień

śarówka
60 W/m

2,5 m nad

Księżyc

w pełni

Próg

widzenia

po 60 min

Jasność

100 000 5 - 50 000

35 000

5 000

< 3 000 500-1000

300

0,001

80% czasu psychoakt

200-500

(biura)

UMINANCJA

NIT

1 nt = 1 Cd / m

- Światłość na jednostkę powierzchnię emisji

[dawniej: 1 lambert = 1 lm/cm

= 1 Cd × Sr/ cm

; 1 lambert = 10

nt]

ONTRAST

NIEMIANOWANY

iloraz luminancji - wartość względna

Kontrast w obszarze centralnego widzenia L < 3
Kontrast w obszarze centralnego widzenia L < 10

S

KALA DECYBELOWA LUMINANCJI

NTENSYWNOŚCI ŹRÓDŁA

Progowy poziom odniesienia (próg czułości wzroku): 10

-6

I/I

100

3 160

3,2×10

100

120

130

140

160

próg
w
ciem-
ności

widze-
nie
barw

ekran
TV

kartka
pod
lampą

światło
słońca

próg
bólu

Zasady oceny jakości higienicznej oświetlenia

Wymagania oświetleniowe pomieszczeń. Norma PN-EN 12 464-1: 2004

Geometryczne:

1. Kąt padania światła (między poziomem a linią od punktu na stanowisku pracy do górnej

krawędzi okna)

> 27-30o∠

2. Kąt otwarcia na światło (między liniami wyprowadzonymi z punktu na stanowisku pracy

do dolnej i górnej krawędzi okna)

> 5-9

∠

3. Stosunek powierzchni szyb do powierzchni podłogi

1/2-1/4 - przedszkola i żłobki, 1/4 - 1/5 pomieszczenia szkolne,
1/5 - 1/8 pomieszczenia socjalne, 1/7 - 1/10 pomieszczenia mieszkalne, 1/12 -
magazyny

4. Źródło światła powyżej poziomu wzroku (1,8-1,9 m) lub oczy w cieniu

Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr Łaszczyca KFZiE UŚl 2009

Fotometryczne
• Wielkość współczynnika oświetlenia dziennego (WOD lub e) określonego na podstawie

średniej z kilku pomiarów jasności przy ścianie przeciwległej do okien oraz równocześnie
na zewnątrz pomieszczenia odniesiona do WOD

min

500 lx ; e = E

wewn

/ Wz

ewn

Czynności

precyzyjne

Czytanie,

jedzenie

Szatnie,

umywalnie

Przejścia,

korytarze itp

WOD (z 5 000 lx)

0,10

0,04

0,01

Mnożnik WOD

min

1,5

1,0

0,5

0,3

śr

- dla świetlików

0,05

0,03

0,02

0,01

min

- dla okien

0,015

0,010

0,005

0,003

300-500 lx

200 lx

50 lx

ORMY OŚWIETLENIA

Oświetlenie ogólne

Oświetlenie złożone: ogólne i miejscowe na obiekt pracy

komunikacja, magazynowanie

miejsca pracy

miejsca dokładnej pracy

wzrokowej

tereny

otwarte

przejścia

magazyny

sale

wykładowe

biura, sale

ćwiczeń

laboratoria,

warsztaty

montaż

precyzyjny

mikro-

montaż

chirurgia

itp

-20 lx

-50 lx

-100 lx

100

-200 lx

200

-500 lx

500

-1 000 lx

1 000

-2 000 lx

2 000

-5 000 lx

5 000 -

10 000 lx

źródło: W.Stanioch: Oświetlenie w miejscach pracy

Oświetlenie

Cechy oświetlenia

• Natężenie oświetlenia [lx = lm/m

] i jego rozkład

• Luminancja = jaskrawość i jej rozkład [nt]
• Równomierność
• Absorpcja, odbicie, rozproszenie, przepuszczanie

• Naświetlenie = natężenie w funkcji czasu

Rodzaj oświetlenia

• Ogólne

• Miejscowe (w obecności ogólnego)

• Zlokalizowane (zróżnicowane ogólne)

• Złożone (kombinacja miejscowego i miejscowego)
• Punktowe

• Bezpośrednie
• Pośrednie

• Mieszane

• Kierunkowe
• Rozproszone

Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr Łaszczyca KFZiE UŚl 2009

Kryteria oceny oświetlenia

Równomierność oświetlenia

Iloraz natężenia (lx) minimalnego i średniego na płaszczyźnie

>0.65

Rozkład luminancji

Wyrównany (brak kontrastów luminancji obiektów świecących
i obiektów nieświecących (sufit, ściany, podłoga)

Wybór rodzaju oświetlenia wzgl. wymaganego natężenia

< 200 lx

– ogólne

200 - 750 lx

– wyłącznie ogólne

> 750 lx

– złożone – ogólne i miejscowe

Zasady doboru temperatury barwowej lamp względem natężenia światła w lx

< 300 lx – Tb < 33000 K

ciepła

300-750 lx

Tb = 3300-5000 K neutralna

> 750 lx

Tb > 5000 K zimna

Tętnienie światła - Współczynnik tętnienia światła

powyżej 50 Hz – zastosowanie przeciwfazy

ten sam problem w monitorach telewizyjnych i komputerowych

– szybkość odświeżania

Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr Łaszczyca KFZiE UŚl 2009

Sygnalizacyjne znaczenie barw tła (rysunku):
• żółta (czarna, czerwona) - ostrzeżenie

• pomarańczowa (czarna) - ostrzeżenie
• czerwona (biała, czarna) - zakaz, bezpośrednie zagrożenie

• zielona (biała) - miejsce bezpieczne

• biała (czarna) - informacja
• niebieska (biała) - informacja, nakaz

patrz: znaki drogowe

Barwy jako czynnik tonizujący psychicznie
• czerwień: pomarańczowa, żółta:

ciepło, pozorny wzrost, pobudzenie

• niebieski, zieleń:

zimno, pozorne zmniejszenie, relaksacja

• fiolet:

zimno, pozorne zmniejszenie, hamowanie

• biel:

zimno, pozorny wzrost, znużenie

• czerń:

ciepło, pozorne zmniejszenie, hamowanie

źródło: S.Konarski: Światło i barwa

Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr Łaszczyca KFZiE UŚl 2009

Oświetlenie a samopoczucie

Depresja sezonowa w okresie jesieni i zimy
SAD – sesonal acquired depresia – w wyniku niedobór światła o mocy powyżej 3 000 lx

Oświetlenie a widzenie

Widzenie
• fotopijne (λ

opt

= 550 nm) – barwa żółta

• skotopijne (λ

opt

= 505 nm) – barwa zielona

o zmierzchu efekt Purkinjego (najdłużej rozróżniana barwa zielona)

Adaptacja do widzenia w ciemności

nocni piloci myśliwscy w czasie II w.ś.

Barwy podświetlanych urządzeń pokładowych a olśnienie

lepsze tarcze zegarów święcące na zielono czy na czerwono?

Dla harcerzy, żołnierzy, „paintbalmanów” i „survivalowców” oraz dla strachliwych
• Centralne widzenie fotopijne szczegółów

• Peryferyczne widzenie skotopijne ruchu

IEWIDZIALNE ŚWIATŁO

UV-VIS-IR

UV: < 390 nm

(200 – 400 nm, krótsze są promienie Roentgena)

200-280 nm – UV-C;
280-315 nm – UV-B;
315-400 nm – UV-A
Maksima absorpcji DNA – 265 nm i białek – 280 nm

Bakteriobójcze UV
Rakotwórcze UV i dziura ozonowa

IR: > 760 nm (między 760 nm – 10 600 nm, w tym mikrofale

dłuższe są fale radiowe)

760-1 500 nm – bliska podczerwień – „przenikliwa”

(

3812

C - 1931

1 500 – 10 600 nm – daleka podczerwień – „powierzchowna”

(

1931

C - 0

Efekt szklarniowy - za szybą pociągu w słoneczny dzień
Udar cieplny na słońcu
Parzące ciepło bijące od płomieni

Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr Łaszczyca KFZiE UŚl 2009

IKROKLIMAT ŚRODOWISKA PRACY I TERMOREGULACJA

Klimat zajmuje geografów – higienistę interesuje mikroklimat

Mikroklimat - zespół czynników klimatycznych działających bezpośrednio na powierzchnię

ciała organizmu (np. mikroklimat korony drzewa, warstwy traw na łące, mikroklimat
kożucha, futra ...)

Eskimos żyje na co dzień w mikroklimacie tropikalnym

Zespół czynników termicznych mikroklimatu

1. Temperatura powietrza (średnia, min., maks., szybkość zmian)
2. Wilgotność (bezwzględna, względna, niedosyt wilgotności fizyczny i fizjologiczny)
3. Ruch powietrza - wiatr, zjawiska fenowe i falowe
4. Promieniowanie cieplne

Ponadto
• Klimatyczne czynniki fotochemiczne (UV-A, B!, C!)

• Klimatyczne czynniki chemiczne

(aerozole, pO

= 5-10 mol/m

dla -40

C, 1050 hPA, +40

C, 750 hPa, pCO

• Klimatyczne czynniki biologiczne

• Klimatyczne czynniki neurotropowe (elektryczne, akustyczne, mikrosejsmiczne ...)

Mikroklimat i wentylacja – skład powietrza: tlen i dwutlenek wegla

Tlen i dwutlenek węgla – mikroklimat i wentylacja

Praca a „zużycie” powietrza

Ilość

powietrza

Ilość

powietrza

[l/h]

[g/h]

[l/s]

/h]

Odpoczynek

10-13

40-50

4,7-5,8

~18

Nauka, czytanie

12-26

50-60

5,5-11,7

< 44

Różnego rodzaju prace domowe

32-43

15-20

54-72

Rzemiosło

55-75

25-36

90-130

Forsowne ćwiczenia

175

Tlen w atmosferze roboczej

Tlen w „czystym powietrzu” – wartości, z którymi możesz się spotkać nie wiedząc o tym:

= 5-10 mol/m

- dla 20% v/v w warunkach -40

C, 1050 hPA, +40

C, 750 hPa,

nie ustalono NDS

Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr Łaszczyca KFZiE UŚl 2009

Zawartość tlenu w powietrzu atmosferycznym w związku z wysokością n.p.m.

Wysokość
[m n.p.m.]

Ciśnienie

[mm Hg]

Prężność

tlenu

[mm Hg]

Prężność tlenu

pęcherzykach

płucnych
[mm Hg]

Wysycenie krwi

tętniczej tlenem

[%]

Uwagi

760

149

1500

630

122

2500

564

108

Próg hipoksji

3000

523

100

Efekty

nerwowe

3600

183

4600

412

Próg utr. przyt.

5500

379

71 (68)

Groźba śmierci

7300

280

8500

250

Granica życia

9100

226

16000

Czysty tlen

Toksyczność tlenu (Bartosz „Druga twarz tlenu” za Halliwell i Gutteridge, 1984)
- ważne w medycynie i w pracy w warunkach specjalnych.

Gatunek

Rodzaj ekspozycji

Narząd

badany

Skutki

Szczur

czysty O

, 5 atm;

75 min

serce

pęcznienie mitochondriów,

uszkodzenie miofibryli

Kot

czysty O

, 8 atm;

50 min

nerki

pęcznienie tubul,

uszkodzenie kłębuszków

Szczur

czysty O

, 0,33 atm;

3 doby

wątroba

uszkodzenie mitochondriow

Małpa

czysty O

, 0,5 atm;

22 doby

wątroba

proliferacja i anomalie siateczki

śródplazmatycznej

Chomik

70% tlenu, 3-4 tygodnie

jądra

zanik produkcji plemników

Świnka

morska

70% tlenu, 3-4 tygodnie

Szpik kostny

zahamowanie erytropoezy

Hiperbaria tlenowa
– pO

= 200-300 kPa (2-3 atm) natychmiast zaburzenia czynności ukł. nerwow.: skurcze

pojedynczych mięśni przechodzące w drgawki, ślinotok, niekontrolowane oddawanie moczu
i kału, zwężenie i rozszerzenie źrenic, później zapalenie płuc i zmiany metaboliczne

Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr Łaszczyca KFZiE UŚl 2009

Pierwsza obserwacja neurotoksyczności tlenu u zwierząt

– Paul Bert (1878) - efekt Berta

– Lorrain Smith (1888) - uszkodzeń płuc

Próg toksyczności

- pO

= 50 kPa (0,5 atm) równoważne powietrzu p

atm

= 250 kPa (2,5 atm)

Dopuszczalne nurkowanie z użyciem czystego tlenu

- do 12 m przez maksymalnie 20 min.

Maksymalne dopuszczalne podczas dekompresji i testach przydatności

= 2,8 ata

Hiperbaria tlenowa terapeutyczna (Borema 1960)

w zatruciach - pO

= 3 ata

6 ml O

/100ml krwi

Dwutlenek węgla w atmosferze roboczej

Dwutlenek węgla

• Max Joseph von Pettenkofer (niemiecki chemik i fizjolog) (Wikipedia)

w 1856 roku zaproponował dopuszczalne stężenia CO

w powietrzu pomieszczeń

mieszkalnych i użyteczności publicznej równe 1000 ppm
0,001 vol/vol = 0,1% vol/vol

NDS (CO

) – 9000 mg/m

0,59% v/v,

NDSCh - 27000 mg/m

1,78% v/v;

NDSP – brak

Znany efekt usypiający i Nesting effect w badaniach metabolizmu
Efekt zabójczy w wyrobiskach, kanałach i grotach – Psia grota na Capri
Katastrofa nad jeziorem Nyos (Kamerun) - 21.08.1986 - 1700 ofiar

Dwutlenek węgla – efekt biologiczny

Stężenie CO

% objętości

Wpływ na człowieka

0.028

wartość podawana w podręcznikach przed rokiem 1970 (ref. 1850 r)

0.033 (0.039)

powietrze atmosferyczne (ref. Mouna Loa – Hawaje 2009)

0.04-0.07

powietrze w wolnej przestrzeni w mieście

0.08

wzrastająca wrażliwość zapachowa

0.1

maksymalna dopuszczalna zawartość CO

(wskaźnik Pettenkofera)

0.14

maksymalne dopuszczalne stężenie w pomieszczeniach biurowych

0.4

maksymalna zawartość w izbie klasowej

0.5

NDS – 5000 ppm, 9000 mg/m

(8 godz dziennie/5 dni/tygodniowo …)

1.0

maksymalna zawartość w powietrzu kopalnianym

2.0

fizjologiczna wartość krótkotrwale tolerowana (NDSCh, 30 min - Pl)

3 - 4

trudności z oddychaniem

6 - 8

bezwład

8 - 10

dawka śmiertelna przy długotrwałym wdychaniu

gaśnięcie świecy

Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr Łaszczyca KFZiE UŚl 2009

Wentylacja – złożony, specjalistyczny problem inżynieryjny

Krotność wymiany powietrza w typowych miejscach pracy i przebywania
Pomieszczenie

Krotność wymiany / godz

łazienka

5-8

ubikacja

4-5

toaleta publiczna

10-15

kuchnia

5-10

pomieszczenie mieszkalne

0,5-2

pomieszczenie biurowe

5-7

sala szkolna

4-5

sala konferencyjna

4-8

korytarz, hall

2-4

kino, teatr

7-9

bar, kawiarnia

9-11

restauracja

6-9

salon fryzjerski

9-11

sklep

5-10

sala sportowa

6-10

garaż

4-8

Ergonomiczno-higieniczne wskaźniki mikroklimatu

Temperatury:

• średnia temperatura pomieszczenia – 1,5 m nad podłożem, > 1 m od ścian, z dala

od źródeł IR

• temperatura powietrza – 2 m nad ziemią, w cieniu, w budce meteo

Wilgotność

• w

- bezwzględna (jako prężność, masa w objętości ... w danych warunkach p T),

• w

- maksymalna nasycenia w danych warunkach p T

• w

- względna

= 100% × w

/ w

• n

- niedosyt fizyczny wilgotności

= w

- w

• n

- niedosyt fizjologiczny wilgotności

= w

37oC

- w

Ruch powietrza

- pomiar wiatromierzami (anemometrami) lub katatermometrem

Promieniowanie podczerwone

- pomiar katatermometrami (jako czas ochladzania [s])
lub termometrem
- kulistym Vernona jako temperatura [

C],

(poczerniona miedziana kula Φ = 15 cm, z termometrem umieszczonym w środku)
- względnie radiometrami, solarymetrami … jako energia [W] lub [cal]

Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr Łaszczyca KFZiE UŚl 2009

Temperatura efektywna (radiacyjno-efektywna) da się obliczyć

• syntetyczny wskaźnik mikroklimatu uwzględniający (Yaglou, Houghton, 1926)

- temperaturę termometryczną,

- temperaturę promieniowania,

- wilgotność

- i szybkość ruchu powietrza (np. wiatr),

• także „sztuczne warunki, w których byłoby Ci równie ciepło lub zimno”

czyli mikroklimat równoważny „o tak samo odczuwanym komforcie/dyskomforcie
cieplnym”, przy:

- 100% wilgotności,

- braku ruchu powietrza (np. „chłodzenia przez wiatr”)

- braku ogrzewającego oddziaływania promieniowania cieplnego

(tzn. wszystkie obiekty w otoczeniu mają temperaturę nie wyższa niż temperatura powietrza)

TRE = 0,431 t

+ 0,408 t

– 0,141 v (37,8 – t

) + 0,610 p

H2O

– 0,328

gdzie: t

– temperatura powietrza [

C], t

– temperatura radiacyjna zmierzona termometrem

Vernona [

C]; v – szybkość ruchu powietrza zmierzona np. katatermometrem, p

H2O

–

prężność pary wodnej [mm Hg]

Zamiast liczyć można też odczytać z nomogramu lub odszukać stronę internetowa „liczącą”

W praktyce ergonomicznej można zmierzyć i obliczyć jako

(stosowaną w ocenie mikroklimatu gorącego):

Temperatura Wilgotnego Termometru Kulistego wg Vernona

(zespól trzech termometrów: suchego, wilgotnego i kulistego)

WBGT = 0,7 WB + 0,2 GT + 0,1 DB

na słońcu

WBGT = 0,7 WB + 0,3 GT

w zacienieniu

gdzie: WB – wet bulb (mokry); DB – dry bulb (suchy), GT – globe termometer (kulisty)

Temperatura efektywna ma dziwne własności

– przy tej samej wartości termometrycznej raz grzeje, raz ziębi ...

Ten efekt każdy nieświadomie przerabiał już na własnej skórze ...

Podobne własności fizjologiczne ma

(stosowany w ergonomicznej ocenie mikroklimatu zimnego)

Wskaźnik siły chłodzącej powietrza – WCI (Wind Chill Index) - wg PN-87/N-08009

WCI = (10,45 + 10 √v

- v

) (33 - t

)

gdzie: v

– prędkość ruchu powietrza, [m/s], t

– temperatura powietrza, [

Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr Łaszczyca KFZiE UŚl 2009

Termoregulacja - Reakcje organizmu na działanie mikroklimatu i ich wskaźniki

Mechanizmy produkcji ciepła

• termogeneza bezdrżeniowa

• termogeneza drżeniowa

Drogi utraty ciepła

• promieniowanie (jakie?)

• parowanie

• unoszenie (czego?)
• przewodzenie (czego i dokąd?)

Czy wystarczy się spocić żeby termoregulować?
(tu nagminnie popełniany błąd … bo nie wystarczy)

Mechanizmy zachowania ciepła

• zmiany ukrwienia skóry
• gradient termiczny ciała

• sieci dziwne naczyń (wymienniki przeciwprądowe)
• warstwy izolacyjne

Zachowanie „termoregulacyjne” zwierząt i człowieka - ...?????????

Temperatura optymalna

- najmniejszy koszt termoregulacji i subiektywnie ani zimno, ani gorąco
- 19-21

C dla człowieka ubranego po europejsku,

- 28

C dla człowieka nagiego

- termopreferendum ekologiczne

Temperatury mierzone na ciele człowieka

• tympanalna, (podwzgórzowa)

• rektalna (lub w innych jamach ciała),
• średnia ważona skóry,
• podstawowa (tzn. badana wg ustalonej i powszechnie znanej metodyki do celów

medycznych – oceny przebiegi cyklu płciowego i stanu zdrowia).

Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr Łaszczyca KFZiE UŚl 2009

Mechanizmy termoregulacji

Obwodowe receptory zmian termicznych:

• receptory ciepła w skórze nieliczne, głęboko

(oskarżano ciałka zmysłowe Ruffiniego);
zakres 22-47

C; przyrost o 0,001

C/sek

• receptory zimna w skórze liczne, płytko

(oskarżano kolbkę zmysłową Krausego);
zakres <22

C i >45

C; spadek o 0,004

C/sek

Termodetektory ośrodkowe podwzgórza
• termodetektory ciepła w przednim podwzgórzu (więcej)

• termodetektory zimna w tylnym podwzgórzu (mniej)

Podwzgórzowy punkt nastawienia - „set point” homeostazy termicznej - 37,8-38,3

Temperatura optymalna albo neutralna dla człowieka - w zależności od aklimacji, odzieży,
wysiłku i przemiany materii
(19-22

C w ubraniu typy letniego europejskiego i 28

C bez odzieży - strój polinezyjski)

Średnia ważona temperatura skóry ...

Średnia ważona temperatura ciała ...

Należna temperatura tympanalna (i podwzgórzowa) = 37.6

Krytyczny punkt odnowy tętna

- warunki termiczne (temperatura efektywna), w których w 30 min po wysiłku brak
jest odnowy tętna (częstość serca > 110/min), tj. warunki ok. 32

C i 50% wilgotności

Krytyczna temperatura rektalna

= 38

Krytyczne odwodnienie:

-12% MC - odwodnienie dowolne stanowi ok. 30-35% całkowitego -

maksymalnie ok. 4-6 l/3-4 godziny w 40

Udar cieplny

= t

> 41,1

obniżać i mierzyć póki nie t

< 38-38,5

Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr Łaszczyca KFZiE UŚl 2009

Schemat powiązań termoregulacyjnych

Obniżenie

temperatury krwi

w podwzgórzu

Wydzielenie

ORTYZOLU

Wydzielenie

ORADRENALINY

(NA)

RDZEŃ

NADNERCZY

RDZEŃ

KRĘGOWY

Rogi boczne

EURONY

SYMPATYCZNE

RDZEŃ

KRĘGOWY

Rogi przednie

OTONEURONY

PIEŃ MÓZGU

Ośrodki

krążeniowe

ŚRÓDMÓZGOWIE

„Ośr. Termogenezy

Drżeniowej”

Wydzielenie

ORTYKOTROPINY

ACTH

Wydzielenie

YROKSYNY

)

Wydzielenie

YROTROPINY

(TSH)

WĄTROBA

i inne narządy

NACZYNIA

SKÓRNE

„rumieniec mrozu”

MIĘŚNIE

PRZYWŁOSOWE

„dawniej futro”

TARCZYCA

KORA

NADNERCZY

Wydzielanie

potu

Chłodzenie

Parowanie

Drżenie i

Wzrost napięcia

„Szczękanie

zębami”

Rozszerzenie

Gorąca

różowa skóra

Promieniowanie

Zwężenie

Zimna skóra

Okresowo

rozszerzenie

Skurcz

Stroszenie

futra

Gęsia skórka

Utrata Ciepła

Produkcja i Zachowanie Ciepła

Nasilenie

przemiany

Termogeneza

bezdrżeniowa

MIĘŚNIE

SZKIELETOWE

PRZYSADKA

MÓZGOWA

Cz. przednia

Wydzielenie

YROLIBERYNY

(TRH)

PRZEDNIE PODWZGÓRZE

Ośrodek utraty ciepła

TYLNE PODWZGÓRZE

Ośrodek produkcji i zachowania ciepła

Wydzielenie

ORTYKOLIBERYNY

(CRH)

„G

ORĄCO

”

„Z

IMNO

”

Wychłodzenie

skóry

„zimno, brr!”

Podwyższenie

temperatury krwi

w podwzgórzu

Nagrzanie

ciała

„uff! gorąco”

RDZEŃ

KRĘGOWY

Rogi boczne

EURONY

SYMPATYCZNE

NACZYNIA

SKÓRNE

GRUCZOŁY

POTOWE

BEHAWIOR !

Stres

Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr Łaszczyca KFZiE UŚl 2009

Bilans termiczny organizmu lub tzw. deliberacja ciepła

Równowaga .....

Zasada tolerancji w przypadku klasycznym ...

Równo-WAGA

cieplna organizmu

czyli

Homeostaza termiczna

(w mózgowiu)

KEA

PPM

Promieniowanie

Parowanie

Unoszenie

Przewodzenie

PPM = Podstawowa
Przemiana Materii
KEA = Koszt Energetyczny
Aktywności

Promieniowanie - 55%
Parowanie

- 25%

Unoszenie

- 15%

Przewodzenie

- 5%

w: 20

C, 60% wilg., 0 m./s

37,8

37,2

36,8

38,2

temperatura

eż

ść

PPM

Pejus

Optimum

Termopreferendum

Pessimum

Pejus

Pessimum

Zasada Tolerancji Shelforda

Koszt termoregulacji

Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr Łaszczyca KFZiE UŚl 2009

Adapatacja do klimatu jest widoczna

Reguła Glogera - im goręcej i bardziej wilgotno tym ciemniejsza skóra
Reguła Bergmana - im chłodniej tym większe rozmiary ciała odpowiadających sobie

gatunków

Reguła Allena - im goręcej (pod warunkiem, że sucho) tym bardziej smukłe proporcje

budowy ciała i dłuższe „wystające jego części” (długie nogi Masajów, długie uszy
fenka), gdy warunki nie sprzyjają oddawaniu ciepła lub wymagają jego zachowania -
obniżanie stosunku powierzchni do masy (krótkie kończyny, uszy, nosy, kształt
zbliżony do ideału - kuli, jak u Pigmejów i Eskimosów, Lapończyków).

Reguła Thompsona-Buxtona - w klimacie ciepłym i wilgotnym rośnie szerokość nosa

(murzyni).

Optymalny klimat między izotermami rocznymi 4-21

C, mniej więcej śródziemnomorski.

Dopuszczalny czas pracy zależy od środowiska termicznego

Południowcy wymyślili sjestę nie bez przyczyny ...
W tropikach robotnicy są leniwi z naturalnego rozsądku ...

Prace w ekstremalnych warunkach mikroklimatycznych i ich normowanie są poważnym
zagadnieniem w hutnictwie, górnictwie, pożarnictwie oraz w wojsku ...

Dopuszczalny czas pracy w warunkach intensywnego promieniowania termicznego

Temperatura

termometru kulistego

Czas pracy [min] w

czasie 1 godziny

Minimalny czas

[min] przerwy

Minimalny czas

[min] zupełnego

spoczynku

> 70

60-70

< 10

50-60

< 15

40-50

< 30

szczegółowe tabele czasów w zależności od temperatury DB i WB („wg Vernona”)

szczegółowe tabele czasów w zależności od wielkości wysiłku

Kryteria komfortu termicznego

(tg)n = 35,7 – [(0,49 H + 13,6) / K] – 0,028 H

gdzie: (tg)n – temperatura neutralna – komfortu termicznego

H – wielkość wydatku energetycznego i endogennej produkcji ciepła [W/m

]

K – przepuszczalność cieplna odzieży i powietrza przylegającego [W/(m

deg)]

Wskaźnik obciążenia termicznego Craiga

= 0,01 HR + ∆t

+ ∆MC

gdzie: HR = [1/min]; ∆t

= [

C]; ∆MC = [kg]

Wskaźnik pocenia

SR = 0,42 (M-58)

gdzie: M= [W/m

]

Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr Łaszczyca KFZiE UŚl 2009

Komfort termiczny

Metoda Fangera-Lustineca

Przewidywana Średnia Ocen

PMV – przewidywana ocena średnia środowiska cieplnego (Predicted Mean Vote)

Zimno

Chłodno

Umiarko-
wanie
chłodno

Neutralnie Umiarko-

wanie
ciepło

Ciepło

Gorąco

-3

-2

-1

PMV = [0,0303 exp (-0,036 M) + 0,028] L

Gdzie:
M = nasilenie metabolizmu
L = obciążenie termiczne (różnica między pozyskiwaniem a oddawaniem ciepła u osoby
przebywającej w hipotetycznych warunkach optymalnej temperatury skóry i oddawania ciepła
przez parowanie)

Dla pracy siedzącej w lekkim ubraniu wg Fangera 25,6

Przewidywany Procent Niezadowolonych

PPD – udział osób niezadowolonych (Predicted Percentage Dissatisfied) - zazw. min. 5%
niezależnie od warunków

PPD = 100 – 95 exp [- (0,03353 PMV

+ 0,2179 PMV

)]

PPD vs PMV

100

-3

-2

-1

PMV

Jak zwykle – i tu krzywa Gaussa i zasada tolerancji Shelforda

Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr Łaszczyca KFZiE UŚl 2009

Przedział komfortu termicznego

100% - PPD = 80% i

-0.5 < PMV < 0,5

Strefa komfortu termicznego

22.8

C < ET < 26.1

latem

20.0

C < ET < 23.9

zimą

Strefa gorąca:

PMV > +2

Strefa zimna:

PMV < -2

Termiczny kij ma dwa końce

W pracy można się nie tylko przegrzać ale i przechłodzić ... ze skutkiem śmiertelnym

Rozbitkowie i „wywrotkowicze jachtowi”
– w lipcu 2000 r. kajakarze w Dunajcu
– w kwietniu/maju 2001 r kajakarze na Łebsku
Rozbitkowie Estonii, Heweliusza, Lakonii, Andrea Dorii, Gustloffa, Titanica i Lusitanii
– ale nie krążownika Minneapolis ...
Piloci i rozbitkowie w bitwie o Atlantyk
oraz ... więźniowie hitlerowskich obozów ...

Woda o temp. 0-4

od ok. 4 minut życia do maksymalnie 1 godziny – zależnie od

stroju, aktywności i pozycji (pozycja bezpieczna)

Himalaiści, alpiniści i taternicy ... oraz łagiernicy ... i zimowi pijaczkowie w rowie.

Dopuszczalna t

= 36

ale chwilowo: t

> 35

Dopuszczalne t

= 17

C (czoło); t

= 4

C (palce)

rec

[oC]

BJAWY HIPOTERMII W ZALEśNOŚCI OD ZMIERZONEJ TEMPERATURY REKTALNEJ

37,6

norma temperatury rektalnej

37,0

norma temperatury oralnej

36,0

wzrost napięcia mięśni i termogeneza bezdrżeniowa

35,0

maksymalna termogeneza drżeniowa

34,0

granica zachowania świadomości i reaktywności

33,0

granica ciężkiej hipotermii

32-31

ograniczenie świadomości, obniżenie częstości serca, oddechów i mierzalności ciśnienie tętniczego

30-29

postępujące objawy j.w. oraz sztywność mięsni

możliwość migotania komór

brak reakcji n światło, zanik odruchów

utrata przytomności

spontaniczne migotanie komór

obrzęk płuc

23-21

maksymalne ryzyko migotania komór

zatrzymanie serca

niskie prawdopodobieństwo resuscytacji

izolinia EEG

Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr Łaszczyca KFZiE UŚl 2009

Wskaźnik wymaganej ciepłochronności odzieży – IREQ

Wg PN-87/N-08009

http://www.ciop.pl/23607

; za dr hab. n. med. Iwona Sudoł-Szopińska; mgr inż. Anna Chojnacka

Wartości odniesienia wskaźnika IREQ zostały opracowane przy następujących założeniach:
– brak akumulacji ciepła u pracownika
– średnia temperatura skóry 30

– stosunek pożądanego odparowania potu do wartości maksymalnej równy 0,06 (praktyczny brak pocenia)

– IREQ

min

– minimalna wartość wymaganej izolacji termicznej w celu utrzymania równowagi termicznej na

najwyższym dopuszczlanym poziomie stresu termicznego (średnia t skóry = 30oC, wielkość pocenia względem
maksymalne = 0,06)

– IREQ

neutral

– izolacja termiczna odzieży wymagana do utrzymania warunków termoneutralnych, tj. stanu

równowagi termicznej organizmu, w którym średnia temperatura cia³a jest utrzymywana na prawid³owym
poziomie; w takich warunkach ch³odzenie nie występuje lub jest minimalne.
Przedział miêdzy IREQ

min

i IREQ

neutral

jest określany jako strefa bezpieczna odzieży

Obliczenie wskaźnika wymaganej izolacyjności odzieży IREQ, jako wartości średniej ważonej w czasie w
odniesieniu do poszczególnych cyklów pracy. Wartości odniesienia IREQ

min

oraz IREQ

neutral

można określić na

podstawie nomogramów zawartych w normie lub też wykorzystując program zawarty w załączniku E normy
PN-87/N-08009

IREQ = (t

skin

– t

clothing

) / (M - W- E - C

resp

- E

resp

)

Gdzie:
M – metaboliczna produkcja ciepła; W – praca zewnętrzna; R – promieniowanie; K – przewodnictwo; C

resp

–

unoszenie (w tym z oddechem); E – parowanie; E

resp

– parowanie (w tym z oddechem)

Izolacyjność części odzieży

[clo]

Rajstopy

0,01

Skarpety lekkie

0,03

Skarpety grube

0,04

Biustonosz i majtki

0,05

Figi

0,13

Slipy

0,19

Podkoszulek

0,05

0,06

Koszula z otwartym kołnierzykiem i krótkimi rękawami

0,09

Koszula lekka z krótkimi rękawami

0,20

Koszula lekka z długimi rękawami

0,28

Koszula gruba z długimi rękawami

0,25

Spódnica ciepła

0,22

Sukienka lekka

0,17

Sukienka gruba

0,63

Marynarka gruba

0,49

Spodnie lekkie

0,26

Spodnie średnie

0,32

Spodnie lekkie

0,44

Obuwie lekkie

0,04

Internetowy kalkulator IREQ i WCI:

http://www.medlavoro.medicina.unimib.it/devito/IREQ2002alfa.html

W przypadku, gdy:
• I

clr

< IREQ

min

– izolacyjność stosowanej odzieży jest niewystarczaj¹ca, należy skrócić czas ekspozycji

• IREQ

min

< I

clr

< IREQ

neutral

– izolacyjność stosowanej odzieży stanowi wystarczającą

ochronę przed wychłodzeniem; warunki termiczne określane są przez pracownika jako akceptowalne, a

środowiska jako „chłodne” lub „neutralne”

• I

clr

> IREQ

neutral

– prawid³owa izolacyjność stosowanej odzieży; przy większej aktywności istnieje ryzyko

przegrzania

Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr Łaszczyca KFZiE UŚl 2009

ETABOLIZM

ODśYWIANIE I DIETA PRACUJĄCEGO CZŁOWIEKA

To czym się żywimy jest zarazem budulcem naszego ciała

Składniki budujące ciało i składniki pokarmu.
PIERWIASTKI:

Makroelementy:

m > 3 % m.c.

C, O, H, N,

m > 0.1 % m.c.

Ca, P, K, S, Na, Cl,

Mezoelementy:

m = 0.005 % m.c.

Mg, Fe,

Mikroelementy:

m < 0.005 % m.c.

Mn, Cu, J, Zn, Co, Mo, Se, F, ...

ZWIĄZKI:

woda

60.0 - 88 % m.c.

białka

8.7 - 18 % m.c.

tłuszczowce

0.5 - 18 % m.c.

cukrowce

0.7 - 1.0 % m.c.

skł. mineralne

1.5 - 3.3 % m.c.

SKŁADNIKI EGZOGENNE:

(nie będące produktami anabolizmu komórek - powstające poza organizmem,
uzyskiwane wyłącznie z pokarmem, ew. jako prekursory)

Aminokwasy:

Leu, Ile, Liz, Met, Cys, Fen, Tyr, Tre, Try, Wal,

Witaminy:

A, D, E, K, F, B, C,

Przepływ energii i materii przez organizm.

Całość energii wytwarzanej w organizmie na potrzeby wszystkich procesów życiowych pochodzi z

oddychania komórkowego - czyli następujących po sobie procesów:

• glikolizy lub lipolizy z beta-oksydacją kw.tłuszczowych - pierwszy etap
• cyklu kwasów trójkarboksylowych - drugi etap
• utleniania mitochondrialnego w łańcuchu oddechowym - trzeci etap
• fosforylacji oksydacyjnej ADP do ATP - czwarty etap

Glukoza + 6 O

→ 6 CO

+ 6 H

O + energia

(266 kcal/mol glukozy)

+ 6 O

+ 38 ADP + 38 „P

” → 6 CO

+ 6 H

O+ 38 ATP

Wydajność brutto: - 40% energii w ATP, 60% energii w cieple

Energia pobrana z pokarmem rozpada się na kolejne składniki (porcje), z których część jest
nieużyteczna dla organizmu, wg schematu:

100

70-90

60-80

50-60

10-20

→



↓



U + G

SDA

→

→

10-30

6-30

gdzie:

C - konsumpcja, D - e. strawna, F - fekalia, U + G - mocz i gazy, N - e. netto, SDA -
swoiste dynamiczne działanie pokarmu, R - oddychanie, A - asymilacja, W - praca
użyteczna.

Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr Łaszczyca KFZiE UŚl 2009

Wartość energetyczna składników pokarmu (WE) i koszt energetyczny
przyswajania składników pokarmu (KEP):

WE [kJ/g]

WE [kcal/g]

KEP [kJ/g]

KEP [kcal/g]

CUKROWCE

16-17

4,1

BIAŁKA

17-19

4.1

12-32

2.9-7.7

TŁUSZCZE

36-39

9.1

2-49

0.4-11.7

Etanol

Kwasy org.

Zapotrzebowanie na białko – sprawa kontrowersyjna politycznie

Bezpieczne minimum dla człowieka dojrzałego wg FAO, WHO (1973) 0.52 g/kg m.c./dobę.

Zapotrzebowanie na białko w zależności od wieku:

wiek [lata]

dawka białka [g/kg/24h]

2,5

1,7

1,5

z czego: u dzieci 67%, a u dorosłych 50% - białko zwierzęce, reszta - roślinne.

Wzorzec pełnowartościowego białka dla człowieka - pełne jajo kurze.

Białka zbóż zawierają ok. 3-krotnie mniej Lizyny i do 2 razy mniej Tryptofanu niż białka
zwierzęce i soi.

Trawienie i Motoryka przewodu pokarmowego:

Mechanizm trawienia

- hydroliza wiązań bezwodnikowych: alfa-glukozydowych (ale nie beta-
glukozydowych), peptydowych, estrowych ... - katalizowana przez specyficzne
hydrolazy = enzymy hydrolityczne = enzymy trawienne

Mechanizm aktywacji enzymów m.in. proteolitycznych i białek regulacyjnych:

•

przez trawienie w miejscu sygnalnym

•

uniwersalny - tak aktywowane także: angiotensyna, endogenne opiaty ...

Niestrawne składniki pokarmu:

celuloza, pektyny (ścian komórek roślin),
keratyna (np. włosów),
chityna (np. ścian grzybów, pancerzyków owadów)

Wydzielanie soków trawiennych

faza „nerwowa”

odruchów warunkowych i bezwarunkowych - centralnych („głowowe”) i miejscowych
- zwojowych („żołądkowe i jelitowe”)

faza „humoralna”

regulacji przez hormony miejscowe - parahormony przewodu pokarmowego

(paradoksalnie są też przekaźnikami w układzie nerwowym)

W przypadku soku żołądkowego: faza głowowa - 20%, żołądkowa - 70%, jelitowa - 10%
Wybrane parahormony przewodu pokarmowego

Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr Łaszczyca KFZiE UŚl 2009

Enzymy trawienne ... glikozydazy, lipazy, proteazy = endopeptydazy + egzopeptydazy

Enzym

Substrat

Produkty

Miejsce

Warunki

Własności

amylaza śliny

skrobia

dekstryny,
maltoza,
glukoza

jama ustna,
żołądek

pH ok. 7

pepsyna

białka przy Glu,
Asp, Fen, Tyr,
Tre

peptydy

żołądek

pH 2-3

aktywowana
proteolitycznie
przez HCl

renina =
chymozyna =
podpuszczka

kazeina

parakazeinian -
peptydy

żołądek

pH < 7

wymaga jonów
wapnia

trypsyna

białka przy Fen,
Tyr, Leu?

peptydy

dwunastnica

pH > 7

aktywowana przez
enetrokinazę

chymotrypsyna

białka przy Liz,
Arg

peptydy

dwunastnica

pH > 7

aktywowana przez
trypsynę

amylaza śliny

skrobia

dekstryny,
maltoza,
glukoza

dwunastnica,
jelito cienkie

pH ok. 7

maltaza,

maltoza,

glukoza,

jelito cienkie pH ok. 7

sacharaza,

sacharoza,

fruktoza,
glukoza

jelito cienkie pH ok. 7

laktaza

laktoza

galaktoza, gluk. jelito cienkie pH ok. 7

aminopeptydaza,
karboksypeptydaz
y, dipeptydazy,

peptydy od
końca
aminowego lub
karboksylowego
...

aminokwasy

jelito cienkie pH ok. 7

dawniej zwane.
erypsyną

elastaza

elastyna (białko) aminokwasy

jelito cienkie pH ok. 7

lipaza,
fosfolipazy,
kolipaza, inne
esterazy

tłuszcze, gł.
gliceroestry kw.
tłuszczowych ...

glicerol,
monoglicerydy,
digliceryd,
kw.tłuszczowe

dwunastnica,
jelito cienkie

pH ok. 7

wymagają
emulgacji
tłuszczów przez
kwasy żółciowe i
produkty trawienia

enzymy
nukleolityczne

DNA, RNA

nukleotydy

jelito

pH ok. 7

trawienie
kontaktowe na
kosmkach

Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr Łaszczyca KFZiE UŚl 2009

Hormony regulujące czynność przewodu pokarmowego

Parahormon

Wydzielony w:

Działa na:

Powoduje:

Mechanizm działania

Gastryna

komórki G
śluzówki żołądka
- roznoszona z
krwią

komórki
wykładzinowe i
główne
gruczołów
żołądka

wydzielanie HCl
i pepsynogenu

w fazie żołądkowej, wskutek
rozciągania oraz działania
peptonów i aminokwasów na
komórki G żołądka.

Enterogastron

komórki
śluzówki
dwunastnicy

śluzówka
żołądka

hamuje
wydzielanie
żołądkowe

głównie w fazie jelitowej

Sekretyna

komórki S
śluzówki jelit

trzustka -
komórki
kanalikowe

wydzielanie
wody i
wodorowęglanó
w

zakwaszenie treści
dwunastnicy jest bodźcem do
wydzielania

Cholecystokinin
a
= CCK

komórki I
śluzówki jelit

trzustka -
komórki
pęcherzykowe

wydzielanie
enzymów
trzustki

bodziec - produkty trawienia
CCK współdziała z gastryną

VIP =
Wazoaktywny
peptyd jelitowy

komórki H
śluzówki jelit

śluzówka
żołądka i jelit,
także inne układy

hamowanie
wydzielania
żołądka

szerokie działanie m.in.: na
ukł. krążenia, przemiany w
wątrobie

GIP = Peptyd
hamujący
czynność
żołądka

komórki K
śluzówki jelit

śluzówka
żołądka i jelit,
także inne układy

hamuje wydziel.
żołądka, pobudza
w jelitach

bodziec - działanie treści jelita
na komórki K, działanie
również na wydzielanie
insuliny

Neurotensyna

komórki N
śluzówki jelit

trzustka i jelita

wzmaga wydziel.
trzustki i jelit

bodziec - działanie treści jelita
na komórki N

Motylina

komórki EC
śluzówki jelit

mięśniówkę jelit
i żołądka

pobudza
motorykę jelit,
hamuje żołądka

bodziec - działanie treści jelita
na komórki EC

Wilikinina

komórki
śluzówki jelit

mięśniówka
błony śluzowej
kosmków

skurcze
kosmków
jelitowych

także: somatostatyna

identyczna z podwzgórzowym hormonem hamującym uwalnianie hormonu wzrostu =
SRIF = GIH

Motoryka przewodu pokarmowego:

•

ruchy żucia i przełykania - koordynacja zamykania głośni

•

ruchy perystaltyczne przełyku

•

napięcie, skurcze głodowe, ruchy masowe i ruchy perystaltyczne żołądka - otwieranie
wpustu i odźwiernika

•

ruchy (skurcze) jelit

- perystaltyczne - robaczkowe - propulsywne czyli popychające treść
- fragmentujące - dzielące - wahadłowe
- toniczne - zmiany napięcia
- masowe (przesuwanie podczas zmian wypełnienia przewodu pokarmowego)

•

ruchy antyperystaltyczne (wymioty)

Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr Łaszczyca KFZiE UŚl 2009

Odruch żołądkowo-krętniczy (masowy): na rozciągnięcie żołądka - fala perystaltyczna w
jelitach
Odruch krętniczo-żołądkowy: na rozciągnięcie jelit - hamowanie skurczów żołądka
Odruch jelitowo-jelitowy: na podrażnienie jelit - hamowanie czynności jelit
Odruch wymiotny - na jaki bodziec? ...

Ważny aspekt motoryki przewodu pokarmowego - kontrola defekacji - opanowanie kontroli
w rozwoju człowieka

faza oralna i faza analna rozwoju wg Z.Freuda

podwójna kontrola:

•

zwieracz wewnętrzny odbytu i mięśniówka - miedniczne nerwy przywspółczulne z rdzenia
krzyżowego

•

zwieracz zewnętrzny odbytu - motoneurony kontrolowane korowo (drogi piramidowe)

prawo cefalokaudalnego następstwa w rozwoju motoryczności

Wątroba
Dziesięć ważnych czynności wątroby:

wychwytywanie, magazynowanie, uwalnianie metabolitów, np.: glukozy (glikogenu),
aminokwasów, WKT, cholesterolu, witamin, mikroelementów

przemiany metabolitów, np.: aminokwasów w glukozę, glukozy w kwasy tłuszczowe i na
odwrót,

wytwarzanie mocznika z produktów dezaminacji aminokwasów

przetwarzanie i usuwanie produktów rozpadu hemoglobiny (

→

żółtaczka)

detoksykacja trucizn, tzw. utlenianie mikrosomalne, sprzęgania hipuranowe, glukuranowe,
merkapturowe ..., wiązanie trujących metali z metalotioneiną ...

inaktywacja hormonów, np.: T3/T4, androgenów, kortyzolu ...

produkcja i wydzielanie żółci i jej składników: kwasy cholowe (z cholesterolu), bilirubina,
...

produkcja białek osocza krwi, np. alfa i beta-globulin

przejściowe, czynnościowe magazynowanie krwi

10.produkcja ciepła - termogeneza bezdrżeniowa

W wątrobie zbiegają się tętnice (od serca i płuc), żyły wychodzące z żyły wrotnej (od

przewodu pokarmowego), żyły wychodzące do żyły czczej (do serca) i przewody żółciowe
zaczynające się w kanalikach żółciowych - między tymi naczyniami zachodzi wymian
substancji za pośrednictwem hepatocytów (komórek wątroby)

Przemiana materii i pokrycie zapotrzebowania energetycznego w pracy

śyjąc i pracując zużywamy energię

Podstawową przemianę materii (PPM) definiuje się operacyjnie

Trzeba rozróżniać

Przemianę Materii (PM)

- czyli ilość energii produkowana przez cały organizm w jednostce czasu.

Intensywności Przemiany Materii (IPM)

- wielkość przemiany materii przeliczona na jednostkę masy ciała (IPM = PM / MC)

Jednostką są waty [W] lub dżule (joule) na jednostkę czasu [J/dobę] lub tradycyjnie

„małe” kalorie na jednostkę czasu [cal/min]

lub „duże” kilokalorie na jednostkę czasu [kcal/dobę]

Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr Łaszczyca KFZiE UŚl 2009

Warunki pomiaru PPM (def.) – czyli obowiązkowej przemiany materii koniecznej do życia
„bez zbytków” i wydatków na dodatkowe czynności jak jedzenie, praca .. etc:

- na czczo - 12-16 godzin po posiłku, w spoczynku, leżąc, w stanie czuwania,
- w warunkach komfortu termicznego - temperatura optymalna

(18-22oC w ubraniu, 28oC bez ubrania),

Oprócz PPM wyróżnia się także inne wskaźniki przemiany materii np.:

SDPM - średnią dobową przemianę materii,
PM, (CPM) - czynnościową, chwilową przemianę materii, itp.

Przemiana materii zależy od rozmiaru, wieku, płci i ... urzędu – wykonywanej
pracy

Prawo Rubnera (zasada allometrii):

Intensywność przemiany materii (IPM) jest wprost proporcjonalna do powierzchni ciała
i odwrotnie proporcjonalna do masy ciała.
ale:
Wielkość przemiany materii (PM) rośnie wraz ze wzrostem masy i powierzchni ciała,
gdyż powierzchnia ciała rośnie ze wzrostem masy ciała.

Zgodnie z prawem Rubnera większe organizmy mają większą przemianę materii, ale
mniejszą intensywność przemiany niż małe organizmy - dzieci muszą więc więcej
zjadać w przeliczeniu na masę ciała niż dorośli.

Wzór wykładniczy Rubnera - przemiana dobowa na osobnika odnosi się do wszystkich
ssaków:

PPM = 70 MC0.75

[kcal/24 h]

lub w postaci logarytmicznej

log PPM = 1.845 + 0.75 log MC

Dobowe zapotrzebowanie na energię i koszty energetyczne aktywności
mierzono już od 150 lat
Aby obliczyć dobowe zapotrzebowanie na energię trzeba zacząć od przemiany podstawowej

Np. wzorami Harrisa i Benedicta

mężczyźni:

PPMm = 66.47 + 13.75 MC + 5 Wz - 6.75 L

[kcal/24 h]

kobiety:

PPMf = 665.09 + 9.56 MC + 1.85 Wz - 4.67 L

[kcal/24 h]

Lub prościej i w większym przybliżeniu

mężczyźni:

SPMm = 900 + 10 MC

[kcal/24 h]

kobiety:

SPMf = 800 + 10 MC

[kcal/24 h]

gdzie: MC - masa ciała [kg], Wz - wzrost [cm], L - wiek [lata], 1 cal = 4.18 J, 1 J = 0.24 cal

Znając przemianę podstawową i wiedząc dokładnie co robił badany, można mierzyć lub
szacować w przybliżeniu koszty wszelkiej aktywności

Wariant uproszczony – „na oko”:

dla lub ludzi w populacjach o pierwotnym typie gospodarki

SDPM = 2 PPM

[kcal/24 h]

Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr Łaszczyca KFZiE UŚl 2009

dla osoby studiującej, w mieście, bez dodatkowych obciążeń fizycznych

SDPM = 1.5 PPM

[kcal/24 h]

Wariant dokładny - tablicowy:

SDPM = PPM +

(WEi × ti)

[kcal/24 h]

gdzie: WEi - wydatek energetyczny ponad PPM na wykonanie określonej czynności -
zestawiony w tabelach w podręcznikach higieny pracy, ti - czas wykonywania czynności,

- znak sumowania (dla wszystkich czynności wykonanych w czasie doby).

Wariant bardzo naukowy – przyrządowy – respirometria

Wziąć przyrząd zwany respirometrem, podłączyć badanego i mierzyć przez cały dzień,

tydzień ... etc.

Wariant bardzo naukowy – wagowo-obliczeniowy – konsumpcjometria

Ważyć wszystko co badany zje, wydali i zdefekuje, i znając wartość energetyczną

pokarmu oraz wydalin zrobić bilans zysków i strat.

Wiedząc ile trzeba, ustalić skąd.

Norma Ligi Narodów (1936) - procentowy udział energii pochodzącej z cukrów, białek
i tłuszczów w pokryciu zapotrzebowania energetycznego.

Udział procentowy Udział względny - UW

CUKROWCE: 55 - 60 %

UWc = 0.55 -

0.60

BIAŁKA:

10 - 15 %

UWb =

0.10

- 0.15 (0,5-1,0 g/kg m.c.)

TŁUSZCZE:

30 - 35 %

UWt =

0.30

- 0.35

RAZEM do

100 %

1.00

Wg Ś. Ziemlańskiego (1997): minimum 15%, optimum 20-30% SDPM z tłuszczów,
z czego 3-6% SDPM jako WNNKT: głównie egzogenne formy cis, n-3, n-6
w tym: linolan, linolenian, arachidonian, eikozapetaenian, dokozaheksaenian (oleje i rybyh).

Teraz już łatwo wyliczyć zapotrzebowanie energetyczne (ZE) na poszczególne składniki
pokarmu.

CUKROWCE:

UWc = 0.60 ;

ZEc = SDPM × UWc

[kcal/24 h]

BIAŁKA:

UWb = 0.10 ;

ZEb = SDPM × UWb

[kcal/24 h]

TŁUSZCZE:

UWt = 0.30 ;

ZEt = SDPM × UWt

[kcal/24 h]

Ilość energii trzeba przeliczyć na masę odpowiedniego składnika.

Obliczenia dokonuje się dzieląc zapotrzebowanie energetycznego (ZE) przez wartość
energetyczną (WE) danego składnika:
CUKROWCE

WEc = 4.1 kcal/g MSPc = ZEc / WEc [g /24 h]

BIAŁKA

WEb = 4.1 kcal/g MSPb = ZEb / WEb [g /24 h]

TŁUSZCZE

WEt = 9.1 kcal/g

MSPt = ZEt / WEt

[g /24 h]

Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr Łaszczyca KFZiE UŚl 2009

Teraz najgorsze - Ustalenie składu diety dobowej pokrywającej obliczone zapotrzebowanie
pokarmowe.

Należy dobrać takie produkty spożywcze dostępne w handlu i w takich ilościach aby

zawierały wyznaczone ilości cukrów, białka i tłuszczów.

Ponieważ produkty spożywcze zawierają równocześnie każdy z tych trzech składników

niezbędne jest żmudne dopasowywanie, które ułatwia nieco fakt, że bilans musi się zgodzić w
okresie kilku dni.

Dane znaleźć można w tabelach zamieszczanych w podręcznikach dietetyki.

W żartach można prościej i skuteczniej - Dieta Cud wg prof. dr hab. B. Dolzycha (1992):

•

mąka ziemniaczana (100% cukier - skrobia)

•

białko mleka krowiego oczyszczone (100% białka – kazeina techniczna) lub
żelatyna

•

smalec lub - dla smakoszy - olej rzepakowy bezerukowy (100% tłuszcz)

Po zmieszaniu obliczonych ilości (MSP) wybranych produktów podstawowych,

dodaniu soli kamiennej jodowanej (NaCl, NaJ) do smaku, 1,5 l wody i 2 tabletek
Multivitaminum (np. Polfa), pastylki dolomitu (Ca, Mg) oraz ok. 100-200 g niestrawnych
substancji balastowych (gips, pektyna, celuloza - np. w postaci trocin) uzyskujemy
pełnowartościową dietę dobową i nie musimy chodzić do „fastfoodów”.

Smacznego.

Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr Łaszczyca KFZiE UŚl 2009

Liczne diety cud: odchudzające, pobudzające, wzmagające i ... bardzo
komercyjne.

Sposoby odchudzania:

głodówka, diety jednoskładnikowe, dieta Diamondów, dieta Kliniki Mayo, dieta kapuściana, dieta
kosmonautów, dieta optymalna Kwaśniewskiego, ... ok. 12 tysięcy przepisów

• Dieta białkowa dr Roberta Atkinsa: oparta na założeniu, że przyczyną nadwagi jest zaburzona przemiana

węglowodanów, zaleca całkowitą eliminację węglowodanów (ryż, ziemniaki, chleb, warzywa, owoce,
słodycze) i spożywanie bez ograniczeń produktów zawierających głównie białka i tłuszcze w czasie 4-6
tygodni.
Błędna ze względu na bilans cholesterolu, witamin i mikroelementów.

• Dieta beztłuszczowa wg Rosemary Conley: oparta na eliminacji wszelkich tłuszczów i cukrów prostych co

najmniej przez 4 tygodnie, dozwala spożywać jarzyny, owoce i produkty zawierające wielocukry.
Błędna ze względu na niedobór tłuszczów, szczególnie nienasyconych.

• Dieta Kliniki Mayo: oparta na ograniczeniu kaloryczności posiłków do 600-800 kcal/dobę i ograniczeniu

spożycia cukrów prostych, tłuszczów, produktów mlecznych i roślin strączkowych w czasie 14 dni.
Błąd tkwi w niepełnowartościowości składu i, w przypadku powtarzania cyklu, w nadmiarze produktów
zawierających cholesterol

• Dieta makaronowa: oparta na założeniu, że glukoza z trawienia wielocukrów powoduje wyrzut serotoniny i

blokadę łaknienia, wyklucza mięsa i sosy oraz słodycze, zaleca niskokaloryczne produkty zbożowe i jarzyny
oraz owoce, owoce morza i oliwę. Czas do 2 tygodni.
W zasadzie poprawna.

• Dieta ryżowa: oparta na eliminacji ciężkostrawnych produktów mięsnych i tłuszczowych oraz nadmiaru

cukrów prostych, zaleca ryż pełny, ser, owoce i jarzyny jako podstawę żywienia przez 6 tygodni
W zasadzie poprawna dietetycznie

• Dieta rozdzielająca Diamondów, Fergie, Haya: bazuje na wątpliwym założeniu, że łączenie różnych

produktów w jednym posiłku zaburza ich trawienie, sugeruje ubogie kalorycznie śniadania, zwiększenie
udziału surowych owoców i jarzyn oraz zwiększenie racji popołudniowych oraz wieczornych – jako stały
sposób odżywiania
Błędne założenie – brak urozmaicenia.

• Dieta kapuściana wg prezydenta A.Kwaśniewskiego: oparta (raczej błędnie) na wykorzystaniu

dynamicznego działania pokarmów i ograniczeniu kaloryczności oraz eliminacji potraw zawierających
tłuszcze i mięso, jako podstawa zupa jarzynowa z przewagą kapusty, uzupełniana owocami – stosowana
przez 1 tydzień.
Skutkiem diety kapuścianej jest niedobór białka, witamin i niektórych mikroelementów,

• Dieta optymalna dr Jana Kwaśniewskiego: oparta na eliminacji cukrów prostych i złożonych oraz słodkich

owoców (maksimum 50 g węglowodanów dziennie), zaleca spożywanie produktów mięsnych,
wysokobiałkowych i wysokotłuszczowych - zastosowanie diety optymalnej nieograniczone czasowo
Powoduje zwiększenie zawartości ciał ketonowych we krwi, co daje objawy podobne do działania alkoholu -
hamowanie łaknienia i poprawę nastroju. Brak błonnika, witamin i składników mineralnych.

• Dieta oczyszczająca: w pierwszym dniu wyłącznie kapusta w lekkostrawnych postaciach z niewielką ilością

płynów, w drugim dniu ziemniaki również w postaci lekkostrawnych potraw, w trzecim dniu wyłącznie
owoce – powtarzana raz na kwartał
Wątpliwe założenie.

• Dieta 1000 kcal: oparta o ograniczenie kaloryczności oraz ograniczenie produktów mięsnych i tłuszczów

Wegetarianizm

Białka roślinne mają inny skład aminokwasowy niż białka zwierzęce.
Po pierwsze nie zawierają dość aminokwasów egzogennych – mogą powodować niedobór.
Po drugie nie zawierają dość aminokwasów sygnalnych – mogą powodować fermentację w przewodzie
pokarmowym i nieprzyjemne efekty ...

Aminokwasy sygnalne dla proteaz

Lizyna i Arginina (grupa -COOH) są aminokwasami sygnalnymi dla trypsyny. Chymotrypsyna hydrolizuje
wiązanie grupy karboksylowej aminokwasów aromatycznych, pepsyna ponadto także dwukarboksylowych.

Pepsyna

Trypsyna

Chymotrypsyna

Glu, Asp, Fen, Tyr, Tre?

Liz, Arg

Fen, Tyr, Leu?

Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr Łaszczyca KFZiE UŚl 2009

śywienie może być problemem społecznym

Bulimia czyli wilczy apetyt – żarłoczność psychiczna,

Objawy bulimii (najczęściej u dziewcząt po okresie dojrzewania i kobiet):
• nawracające co najmniej dwa razy w tygodniu, a nawet kilka razy dziennie, napady objadania się,

z jednorazowym spożyciem nawet 40 tys. kcal

• po obżarstwie zachowanie mające nie dopuścić do przybrania na wadze:

prowokowanie wymiotów, użycie środków przeczyszczających (do 200 sztuk jednorazowo), intensywne
ćwiczenia fizyczne, głodzenie się (za karę), itp.

• nadmierny wpływ kształtu i masy ciała na samoocenę, błędna samoocena własnego wyglądu,
• częste zaburzenia metaboliczne, niedobory witamin, wiotkość żołądka (wskutek rozciągania),

uszkodzenie tylnej ściany gardła i przełyku (do zerwania łącznie), powiększenie ślinianek (twarz
chomika), rozstępy skórne na brzuchu, biegunki lub zaparcia, hipokalemia, zaburzenia krążeniowe do
ostrej, śmiertelnej niewydolności krążenia włącznie,

Jadłowstręt psychiczny (anorexia nervosa)

Objawy jadłowstrętu psychicznego (najczęściej /ok. 1/500 - 1/1000/ u dziewcząt, średnio ok. 17 roku życia):
• gwałtowna utrata masy ciała o nawet 25%

• nadmierna aktywność: nerwowość, bezsenność
• obsesja na punkcie diety i odchudzania niezależnie od rzeczywistych wskaźników
• obsesja na punkcie pożywienia: chory dużo czasu poświęca na przygotowanie pożywienia dla innych
• zaburzenia cyklu miesięcznego u dziewcząt, zahamowanie cyklu
• wypadanie włosów na głowie, pojawienie się meszku na ciele

• subiektywne uczucie zimna, mimo obiektywnie wysokiej temperatury otoczenia
• chowanie jedzenia
• częste zawroty i bóle głowy, zaburzenia snu (bezsenność nocna, senność w dzień), skłonność do omdleń,

zaburzenia rytmu serca, osteoporoza, zanik miesiączek i jajników, wyniszczenie i zaburzenia hormonalne

Przyczyny:
• obawa przed dorastaniem związana z brakiem pewności siebie,

• skutek nadmiernych wymagań otoczenia wobec osoby, która nie jest w stanie im podołać,
• obsesja na tle własnej nadwagi

Machismo nervosa (męska odmiana - zaburzone zachowanie nie tylko w
związku z jedzeniem)

Farmakologia odchudzania się – jak można zarobić miliardy
Dwie pułapki odchudzania:

• kompensacyjne obniżenie przemiany i termogenezy w warunkach zmniejszonej podaży pokarmu,
• mechanizm jojo po zakończeniu diety

Farmakologiczne wspomaganie odchudzania:

• przez pobudzanie mechanizmów serotoninoericznych ośrodka sytości - w latach 60-70 pochodnymi

amfetaminy, w latach 80-90 deksfenfluraminą zarzucone gdyż efekty uboczne: uzależnienia i nadciśnienie
płucne, nowy środek serotoninomimetyczny trzeciej generacji - sibutramina - wydłuża działanie synaptyczne
serotoniny (blok wychwytu?), hamuje łaknienie, minimalizuje skutki uboczne, tj. zwiększoną potliwość,
suchość w ustach, bezsenność, podwyższone ciśnienie tętnicze i częstość serca, - nie dłużej niż 3-6 m-cy.

• przez zwiększenie przemiany materii (więcej wysiłku lub farmakologicznie)

• przez zahamowanie wchłaniania lub ograniczenie trawienia pokarmu

- Orlistat blokując lipazy hamuje trawienia tłuszczów o 30% pod warunkiem użycia trzy razy dziennie przed
posiłkiem lub do godziny po, wymaga ograniczenia i tłuszczów we wszystkich posiłkach ze względu na
prowokowanie biegunki tłuszczowej,
- podobny efekt da stosowanie substytutu tłuszczu - oktaestru kw. tłuszczowych i sacharozy „Olestra” (®
Procter & Gamble), zatwierdzonego przez FDA po 25 latach (od 1971),
także heksaester sorbitolu, który testowano początkowo

Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr Łaszczyca KFZiE UŚl 2009

ROCHĘ PRAKTYKI DLA PRZEWRAśLIWIONYCH

Należna masa ciała - NMC prawdę Ci powie.

Wzór do oceny należnej masy ciała populacji polskiej, wg Pottona adaptowane przez Tatonia

mężczyźni: NMC = 0.95 (W - 100)
kobiety: NMC = 0.90 (W - 100)

gdzie: NMC = należna masa ciała (kg); W = wzrost (cm), MC = rzeczywista masa ciała (kg)

Wartość diagnostyczna:

gdy masa ciała przekracza NMC o 10 - 20%, to mówimy o nadmiernej masie
gdy masa ciała przekracza NMC o więcej niż 20%, to mówimy o otyłości

WPMNC = (MC / NMC - 1) × 100%

Wskaźnik masy ciała (Body Mass Index - BMI) nie kłamie

BMI = BW/H2

Body Mass Index = Masa Ciała [kg] / (Wzrost [m])2

gdzie: BW = masa ciała w kilogramach, H = wzrost w metrach!

Wartość diagnostyczna:

BMI < 20 kg/m 2

- niedowaga,

BMI = 20- 24 kg/m 2 - norma ,

BMI > 24 do 29 kg/m2 - nadwaga,

BMI < 30 kg/m 2

- otyłość

Chude nie musi być piękne a bywa bezpłodne

Prawidłowy obwód talii

u kobiety

- do 80 cm

(powyżej 88 cm - otyłość)

u mężczyzny

- do 94 cm

(powyżej 102 cm - otyłość)

WHR (waist-to-hip ratio) – wskaźnik smukłości talii

WHR = obwód talii / obwód bioder

u kobiety

- do 0,80

opt. 70

u mężczyzny

- do 1,00

opt. 90

Fizjologiczny przyrost masy ciała u kobiet z wiekiem względem masy ciała w 20 roku życia:

30 r.ż. - 5%,

40 r.ż. - 10%,

>50 r.ż. - 15%,

Ocena ilości tkanki tłuszczowej.

% Tk. tłuszczowej = 1,2 × BMI + 0,23 Wiek [lat] - 10,8 Płeć - 5,4

gdzie: Płeć = 1 dla mężczyzn i 0 dla kobiet

Otyłość: > 15-20% - mężczyźni, > 25-30% - kobiety.

Ocena otyłości:

BMI

Ocena

Ryzyko chorób

Cholesterol
i ciśnienie krwi

Zalecenia

<18,5

niedowaga

niskie

kontrolować i utrzymywać masę ciała

18,5 - 24,9

norma

średnie

kontrolować i utrzymywać masę ciała

>25

nadwaga

podwyższone

25 - 29,9

okres przed
otyłością

podwyższone

w normie

podwyższone

kontrolować i utrzymywać masę ciała,
ćwiczyć
dieta niskokaloryczna, ćwiczyć,
schudnąć o 5 kg w ciągu kwartału,

30 - 34,9

otyłość I stopnia

umiarkowanie
podwyższone

podwyższone

dieta niskokaloryczna, ćwiczyć,
schudnąć o 5-10% w ciągu kwartału,
zastosować leczenie farmakologiczne

35 - 39,9

otyłość II stopnia

wysokie

ćwiczenia i kompleksowe leczenie
dietetyczne oraz farmakologiczne,
zredukować masę o ponad 10%

>40

otyłość III stopnia

bardzo wysokie

wysokie,
powikłania
otyłości

terapia indywidualna, możliwy
leczenie chirurgiczne (mały żoładek)
redukcja masy o 20-30%

W II Klinice Chirurgii Ogólnej i Naczyń Śl.A.M. w Zabrzu odnotowano przypadek BMI = 82 u 30-letniego
mężczyzny o wzroście 178 cm i masie 260 kg.

Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr Łaszczyca KFZiE UŚl 2009

Wiedzą co zjedzą

Kody środków ulepszających żywność i kosmetyki - INS - międzynarodowy
system oznaczeń

Zawarte m.in. w Codex Alimentarius (Komisja Kodeksu śywnościowego FAO/WHO)

ARWNIKI

E 100 - kurkumina z korzenia Curcuma longa L. , barwnik żółty, słabe działanie przeciwzapalne
E 101, E 101a - ryboflawina i jej sól sodowa, barwnik żółty, witamina B2
E 102 - tartrazyna, barwnik żółty, brak dowodów na szkodliwość
E 104 - żółcień chinolinowa - brak dowodów na szkodliwość
E 110 - żółcień zachodzącego słońca FCF, dla myszy per os LD50 = 10 g/kg m.c.
E 120 - karmin, z ciała owada Coccus cacti
E 122 - azorubina, chromotrop FB, barwnik czerwony, jeden z 18 bezpiecznych barwników azowych

mających ugrupowanie sulfonowe (warunek nieszkodliwości - metabolizm do kwasów
aminosulfonowych)

E 123 - amarant, barwnik czerwony, w 1976 wycofany przez FDA, ale do 1992 używany w Danii
E 124 - ponceau 4R, ponceau 6R, czerwień koszenilowa, z koszenili lub syntetyk, wycofany przez

FDA, używany w Danii

E 127 - erytrozyna, czerwień żywnościowa, czterojodofluoresceina, dla człowieka 70 kg per os LD50

= 175 g , z koszenili lub syntetyk, wycofany przez FDA bo 4% dodatek do paszy szczurów
powodował zwiększoną częstość raka tarczycy, używany w Danii

E 131 - błękit patentowy FCF, w kosmetykach
E 132 - indygotyna I, pochodna indygo
E 132 - błękit brylantowy FCF 1350, dla myszy per os LD50 = 4,6 g/kg m.c.
E 140 - chlorofil a i b
E 140 - kompleks miedziowy chlorofilu a i b lub chlorofilyny, oraz ich sole
E 150 - karmel, podobne związki w namiastkach kawy (Inka)
E 151 - czerń brylantowa PN, łatwo rozpuszczalny barwnik do rasowania tanich odmian kawioru
E 153 - węgiel drzewny medyczny
E 160 - alfa, beta, gamma - karoten, barwnik żółty
E 160 b - annato, ekstrakt z nasion Bixa orellana, barwnik żółty
E 160 c - kapsantyna, z papryki, barwnik czerwony
E 160 d - likopen, z pomidorów, barwnik czerwony
E 160 e, f - beta-apo-6-karotenal i ester jego kwasu, karotenoid, barwnik głęboko czerwony - brunatny
E 160 a, b, c, d, e, f, g - flawoksantyna, luteina, kryptoksantyna, rubiksantyna, wiolaksantyna,

rodoksantyna, kantaksantyna, zbliżone do karotenoidów i witaminy A, niekoniecznie aktywne,
barwniki od żółtości do czerwieni

E 162 - betaina, z buraka, barwnik czerwony
E 163 - antocyjany, m.in. z jagód, owoców
E 170 - węglan wapnia
E 171 - dwutlenek tytanu, biel past do żucia i gumy do żucia
E 172 - tlenki i wodorotlenki żelaza
E 173 - aluminium, w pyle, do uzyskiwania srebrnej barwy
E 174 - srebro metaliczne, w pyle
E 175 – listki złota

K

ONSERWANTY

E 200, 201, 202, 203 - kwas sorbinowy (sorbowy) lub jego sole sodowa, potasowa i wapniowa, z

jarzębiny Sorbus sp., grzybobójczy, dla myszy per os LD50 = 10 g/kg m.c., min. w
margarynach, ADI = 0-25 mg/kg mc

E 210, 211, 212, 213 - kwas benzoesowy lub jego sole sodowa, potasowa i wapniowa, grzybobójczy,

ale niektóre drobnoustroje wytrzymują i powodują gnicie, ADI = 0-5 mg/kg mc

Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr Łaszczyca KFZiE UŚl 2009

E 214, 215, 218, 219 - kwas etylo-p-hydroksybenzoesowy lub metylo-p-benzoesowy i ich sole

sodowe, j.w.

E 220 - gazowy dwutlenek siarki (do 0,05% w winach), ADI = 0-0,7 mg/kg mc
E 221, 222, 223, 224, 226 - siarczyn sodu i kwaśny siarczyn sodu, potasu ....
E 228 – wodorosiarczyn potasu
E 230, 231 - difenyl (fenolo-fenyl) i pochodne, ADI = 0-0,02 i 0-0,5 mg/kg mc
E 234 – nizyna = antybiotyk niektórych bakterii kwasu mlekowego aktywny wobec bakterii Gram+
E 236, 237, 238 - kwas mrówkowy i jego sól sodowa i wapniowa, dla myszy per os LD50 = 1,1 g/kg

m.c., ADI 0-3 mg/kg mc

E 239 - heksametylenotetramina, urotropina, bakteriobójcza, lek, przechodzi do moczu
E 249 - 252 - azotyny i azotany, ...
E 260, 261 - 263 - kwas octowy i jego sól sodowa, potasowa i wapniowa, ...
E 270 - kwas mlekowy oraz jego sole, ... dla szczurów per os LD50 = 4 g/kg m.c.,
E 281 - 283 – kwas propionowy i jego sól sodowa, potasowa i wapniowa, ADI - nielimitowane
E 290 - dwutlenek węgla, ...
E 296 - kwas jabłkowy

A

NTYUTLENIACZE

E 300, 301, 302, 203 - kwas askorbinowy (witamina C) lub jego sole sodowa i wapniowa,
E 304 - palmitynian askorbylu, do produktów zawierających tłuszcze, ADI = 0-1,25 mg/kg mc
E 306, 307-309 - ekstrakty naturalne wzbogacone w tokoferole oraz syntetyczne tokoferole alfa,

gamma i delta, (witamina E)

E 310-312 - gallusan propylu, oktylu i dodecylu, koaktywatory BHA i BHT, dla szczurów per os

LD50 = 4 g/kg m.c., ADI = 0-0,05-0,2 mg/kg mc

E 315. 316 – kwas izoaskorbinowy i jego sól wapniowa
E 320, - BHT butylohydroksytoluen (butylated hydroksy toluene), ADI = 0-0,125 mg/kg mc
E 321 – BHA butylohydroksyanizol, LD50 szczur 2200-5000 mg/kg, ADI = 0-0,5 mg/kg mc
E 322 - lecytyna, ...
E 330 - kwas cytrynowy, ...
E 334, 335-337 - kwas L-winowy i jego sole, ...
E 338, 335-337 - kwas fosforowy jego sole, ...
E 355 - kwas adypinowy
E 375 - kwas nikotynowy, ...
Także E 270 – kwas mlekowy

Z

AGĘSTNIKI

E 400-404 - kwas alginowy jego sole: sodowa, potasowa, amonowa, wapniowa ... - pęcznieje, bez

smaku ...

E 406 - agar, łagodnie przeczyszczający dla psów i kotów...
E 407 - karragean = karagenian, polisacharyd typu pektyn (galaktozan) z wodorostu atlantyckiego
E 410 - wyciąg z nasion chleba św. Jana, Ceratonia slilqua L. (śródziemnomorska)
E 412 - guma guar (guaran) z nasion Cyamopsis tetragonolobus L. (Indie) - roślina pastewna
E 413 – tragakanta
E 414 – guma arabska
E 420 - sorbitol, m.in. w jagodach i śliwkach, - jako sóodzik 1,5 razy słodszy niż sacharoza...
E 421 - mannitol, m.in. w jagodach i śliwkach, ...
E 422 - glicerol, ...
E 440 a i b - pektyna naturalna i modyfikowana, ...
E 466 – karboksymetyloceluloza i jej sól sodowa
E 469 - kazeinian sodu
E 471 – mono- i diglicerydy kwasów tłuszczowych
E 472 a, b, c – mono- i diglicerydy kwasów tłuszczowych estryfikowane kwasem octowym,

mlekowym, cytrynowym

Także żelatyna

Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr Łaszczyca KFZiE UŚl 2009

ODYFIKATORY WŁASNOŚCI ORGANOLEPTYCZNYCH

E 500, 501 - węglan sodu i potasu (soda), wodorowęglan ...
E 503 - węglan amonu, (proszek do pieczenia) ...
E 507 - kwas solny (w hydrolizatach), ...
E 508, 509 – chlorek potasu, chlorek wapnia
E 513 - kwas siarkowy
E 516, E 517 - siarczan wapnia, amonu
E 524 – E 528 - wodorotlenek sodu, potasu, wapnia amonu , magnezu
E 529 - tlenek wapnia
E 536 - żelazocyjanek potasu - odżelaziacz w winach, ...
E 551-559 - dwutlenek krzemu i krzemiany, ...
E 575-579 - glukoniany - zapobiegają zbrylaniu ...
E 558 - bentonity
E 572 - stearynian magnezu
E 575 - lakton kwasu glukonowego
E 578 - glukonian wapnia

E 620, 621 - glutaminian i sól sodowa, ...
E 631 - inozynian sodu
E 635 - rybonukleotydy sodu (guaninian i inozynian)

E 900 - dwumetylopolisiloksan - substancja poślizgowa do form na pieczywo,
E 901 – wosk pszczeli
E 903 - wosk Karnauba z liści palmy brazylijskiej Copernicia prunifera, do powlekania tabletek, w

kosmetykach,

E 950 acesulfam K = sól potasowa -100 razy słodszy niż sacharoza; ADI = 0-15 mg/kg mc
E 951 - aspartam - 160 razy słodszy od sacharozy, ADI = 0-40 mg/kg mc
E 952 - cyklaminiany - 30-140 słodsze od sacharozy
E 967 - ksylitol – słodzik

E

NZYMY

E 1100 - amylaza (w mące)
E 1101 - proteazy (w mące)
E 1102 - oksydaza glukozy (przeciwutleniacz);
E 1103 - inwertaza (stabilizator);
E 1104 - lipaza (wzmacniacz zapachu),
E 1105 - lizozym (konserwant)

E 1404 - skrobia utleniona
E 1422 - acetylowany adypinian dwuskrobiowy
E 1504 - octan etylu
E 1510 - etanol
E 1517 - dwuacetyna = dwuoctan glicerolu
E 1518 - trójoctan glicerolu
E 1520 - glikol 1,2-propylenowy

Także:
jodek potasu, witaminy, siarczan żelaza, aceton, albumina, fitynian wapnia, karuk rybi, kazeina,
korzeń mydlnicy, parafina, polioctan winylu (środki pokrywające powierzchnię), węgiel aktywny
roślinny, ziemia okrzemkowa

Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr Łaszczyca KFZiE UŚl 2009

RUPY SUBSTANCJI DODATKOWYCH

1. Barwniki
2. Aromaty
3. Substancje konserwujące
4. Przeciwutleniacze
5. Kwasy i regulatory kwasowości
6. Stabilizatory i emulgatory

w tym: Sole emulgujące (dodatki do serów m.in. topionych)

7. Substancje słodzące

(niedozwolone w produktach spożywczych przeznaczonych dla dzieci poniżej 3 r.ż.)

8. Zagęstniki i substancje żelujące

w tym?: Skrobie modyfikowane

9. Substancje klarujące
10. Inne substancje poprawiające własności organoleptyczne:

Substancje wzmacniające smak i zapach
Substancje wypełniające
Substancje utrzymujące wilgotność
Substancje spulchniające
Substancje przeciwzbrylające
Substancje do stosowania na powierzchni (glazurujące)
Substancje przeciwpianotwórcze

11. Nośniki

w tym: Gazy do pakowania

oraz: Gazy nośne

12. Pozostałości procesu technologicznego

Rozpuszczalniki ekstrakcyjne

7 maja 2001 weszło w życie rozporządzenie ministra zdrowia w sprawie rodzajów i dopuszczalnych
ilości substancji dodatkowych dodawanych do środków spożywczych i używek

• dotychczasowa lista - 180 pozycji

• nowa lista - 365 pozycji - zgodna z bardziej liberalną listą Unii Europejskiej

Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr Łaszczyca KFZiE UŚl 2009

YDALANIE

Wydalanie (definicja) - to nie jest usuwanie resztek niestrawionego
pokarmu.

Rozróżnij wydalanie (niekoniecznie przez nerki) od defekacji
(koniecznie przez koniec przewodu pokarmowego)

Nerka składa się z miliona nefronów

Nefron i jego budowa: .......

• .....
• .....
• .....
• .....

• .....
• .....
• .....
• .....
• .....

Czynności poszczególnych odcinków nefronu: ...

Mechanizm przeciwprądowego zagęszczania moczu pierwotnego w pętli Henlego wymaga spełnienia
następujących warunków:
• wstępnego wytworzenia hiperosmotycznego środowiska (odsysające wodę) w rdzeniu nerki

- co jest uzyskane dzięki aktywnemu transportowi sodu z wnętrza wstępujących odcinków pętli nefronu

• równoczesnemu przemieszczaniu wody między moczem pierwotnym w kanaliku zstępującym a miąższem

rdzenia nerki i przebiegającymi tam naczyniami włosowatymi
- co wymaga aby zstępujące ramię kanalika nefronu było przepuszczalne wodę a ramię wstępujące
nieprzepuszczalne

• ponownemu rozrzedzeniu moczu kanalikowego w miarę jego powrotu do kory nerki kanalikiem

wstępującym, a to za sprawą aktywnego wchłonięcia z niego jonów i mocznika

• ostateczny, wtórnym, biernym zagęszczeniu moczu dzięki osmotycznemu „odessaniu wody” podczas jego

spływania kanalikiem zbiorczym i wyprowadzającym ku kielichowi nerki poprzez hiperosmotyczny rdzeń.

Substancje progowe (wg Cushny’ego) - wchłaniane całkowicie z moczu do krwi, o ile nie jest ich za dużo - nie

przekroczą progu nerkowego - pojemności systemu wchłaniającego,
np.: glukoza - próg 180 mg/100 ml krwi
także: aminokwasy, witaminy, chlorki, potas, wapń, magnez, wodorowęglany,

Substancje częściowo progowe - wchłaniane częściowo z moczu do krwi,

np.: mocznik, fosforany, sód ...

Substancje nieprogowe - nie wchłaniane lub dodatkowo wydzielane,

np.: kreatynina, inulina, mannitol, sorbitol, PAH, siarczany ...

Klirens - czyli współczynnik oczyszczanie osocza krwi

- ile mililitrów krwi (z 5 litrów w naczyniach) oczyściło się z danej substancji w ciągu minuty

C = U × V

/ P.

gdzie: U - stężenie w moczu, P. - stężenie w osoczu, V

- objętość moczu na minutę

C = 700 ml/min - cała ilość substancji usunięta z krwi w drodze przesączania i aktywnego wydzielania (np.:

PAH - środek diagnostyczny)

C = 125 ml/min - usunięta tylko ilość substancji, która się przesączyła w kłębuszkach (np.: kreatynina, ... )
C = 0-125 ml/min - część przesączonej substancji została aktywnie wchłonięta z moczu w kanalikach, chociaż

może być też dodatkowo wydzielana (np. mocznik, kwas moczowy, sód, potas, fosforany, ...)

C = 0 ml/min - cała ilość przesączonej substancji została aktywnie wchłonięta z moczu w kanalikach (np.

glukoza)

Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr Łaszczyca KFZiE UŚl 2009

REGULACJA CZYNNOŚCI WYDALNICZYCH NERKI

IKCJA

- czyli Oddawanie moczu - problem biologiczny i wychowawczy

• mięsień gładki ścian pęcherza moczowego - wypieracz moczu
• gładki mięsień zwieracz wewnętrzny cewki moczowej (w ujściu pęcherza)

przywspółczulne nerwy miedniczne z S2-S5 - zwiększają napięcie wypieracza, zmniejszają - zwieracza
wewn.
współczulne nerwy podbrzuszne z L2-L5 - zmniejszają napięcie wypieracza, zwiększają - zwieracza wewn.

• poprzecznie prążkowany mięsień zwieracz zewnętrzny cewki moczowej

somatyczny nerw sromowy z S2-S4 - kontrola korowa - odruch warunkowy

Zaburzenia: bezwiedne oddawanie moczu, moczenie nocne (SEM4), moczenie ze strachu, nietrzymanie w
śmiechu

Utrata wody wskutek np. pocenia

Utrata krwi

Obniżenie ciśnienia i objętości krwi

Zwężenie

Obniżenie filtracji

Aktywacja

ANGIOTENSYNOGENU

osocza

NGIOTENSYNA AKTYWNA

Wydzielenie

ALDOSTERONU

Wzrost ukrwienia

„odżywczego” nerki

Reakcja presyjna

Zwężenie

Uwalnianie RENINY

Wzrost

stosunku stężeń Na/K

w moczu wtórnym w

kanalikach dalszych

Wzrost

stosunku stężeń Na/K

w osoczu krwi

Obniżenie

ciśnienia krwi

w tętniczkach

doprowadzających nerki

OSZCZĘDZANIE WODY

Wydzielenie

WAZOPRESYNY

Wzrost resorpcji Na

Wzrost utraty K

Wzrost przepuszczalności

dla wody kanalików

Wzrost resorpcji wody

TĘTNICZKI DOPROWADZAJĄCE

NERKI

KORA

NADNERCZY

SERCE

NACZYNIA

OPOROWE

PODWZGÓRZE

BARORECEPTORY

WOLUMORECEPTORY

APARAT PRZYKŁĘBUSZKOWY NEFRONÓW W NERCE

UKŁ.

WSPÓŁCZULNY

PRAGNIENIE

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
CAD ZADANIA 1 2009 id 107691 Nieznany
FP 30 kolo id 180395 Nieznany
LCCI Level 1 rok 2009 id 263960 Nieznany
objpit 37 2009 id 327255 Nieznany
Matura 2009 id 288649 Nieznany
5 11 2009 id 39469 Nieznany (2)
INFO za LIPIEC 2009 id 213304 Nieznany
INFO za STYCZEN 2009 id 213308 Nieznany
Nowosci3 2009 id 323367 Nieznany
INFO za KWIECIEN 2009 id 213303 Nieznany
Nowosci1 2009 id 323366 Nieznany
Etap wojewodzki 2008 2009 id 16 Nieznany
Lab 6 7 2008 2009 id 258170 Nieznany
DMD Treatment Review 2009 id 13 Nieznany
Egz dzienne 09 2009 id 151170 Nieznany

więcej podobnych podstron