FIZJOLOGIA PRACY
PRAKTYCZNY ZARYS HIGIENY ŚRODOWISKA PRACY
SZKODLIWE ŚRODOWISKO - DZIEA
O WA
ASNYCH R
K ... CZ.2.
DR HAB. PIOTR A
ASZCZYCA
WYKA
ADY DLA STUDENTÓW
WYśSZEJ SZKOA
Y ZARZ
DZANIA OCHRON
PRACY
KATOWICE 2001
ZAKRES WYKA
ADU BIEśACEGO
1. Zapylenie
2. Środowisko dz
więkowe i Słuch
3. Wibracje
4. Światło i Wzrok
5. Mikroklimat i termoregulacja
6. Metabolizm i od\
ywianie oraz trawienie
Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr A
aszczyca KFZiE UŚl 2009 1
PYA
I ZAPYLENIE
Co i jak się pyli ...
Pyły i pyłki
Zachowanie w zale\
ności od wielkości ziarna
Kurz  � 10-100 �m  opada grawitacyjnie zgodnie z prawem Newtona
Pył  � 0,1-10 �m  opada lepko (w praktyce zawieszony)  opis prawami Stokesa
 daje efekt Tyndala
Dym  � < 0,1 �m  podlega ruchom termicznym Browna
Działanie w zale\
ności od wielkości ziarna
" � > 50 �m - wychwytywany przez włoski, śluzy i nabłonki rzęsate górnych dróg, do
oskrzeli
" � 5 - 50 �m (5 - 50 �m) - zatrzymywane w drzewie oskrzelowym
" � < 5 �m (0,06 - 2 �m) - zatrzymywane w pęcherzykach
Najcię\
sze skutki
Płuco stolarza, płuco kowala, ... garbarza, pylica węglowa ...
Pylica krzemowa, krzemianowa, azbestoza, ...
O działaniu biologicznym decyduje:
" Rozmiar ziaren najgroz
niejsze poni\
ej rozmiaru krytycznego (< 5 �m)
" Kształt ziaren najgroz
niejsze włókniste ostro zakończone i ró\
nokształtne
" Skład chemiczny
" Rozpuszczalność w wodzie/tłuszczach  dla nietoksycznych rozpuszczalność korzystna
" Własności adsorpcyjne ziaren i rodzaj zaadsorbowanej substancji
" Jonizacja
" Własności wybuchowe
Działanie pyłów na organizm
" Dra\
niące: węgiel, \
elazo, 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 ...
dra\
niące powierzchniowo: kwasy, alkalia, zw. chromu i siarki ...
" Toksyczne po rozpuszczeniu i wchłonięciu: ołów, kadm, mangan, pestycydy ...
Najwy\
sze dopuszczalne stę\
enia
Rodzaj pyłu mg/m3 cząstek/cm3
Pył zawierający krzemionkę > 50% 2 18
Pył zawierający krzemionkę > 5-50% 4 700
Pył zawierający krzemionkę < 5% 10 1800
Pył azbestowy 2 180
Pyły talku, miki, steatytu 10 700
Pył grafitu 2 -
Dymy tlenków \
elaza 5 -
Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr A
aszczyca KFZiE UŚl 2009 2
Azbest wokół nas  klocki hamulcowe, eternit i WTC
Niebezpieczny pył miejski. Nauka w Onet NAI/ 2001-01-04 14:40:13
Podwy\
szone stę\
enie pyłów w powietrzu zwiększa śmiertelność wśród mieszkańców
du\
ych miast. Szczególnie szkodliwe dla zdrowia są tak zwane pyłki typu PM10, o średnicy
poni\
ej 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 stę\
eń dziennych ozonu, tlenku węgla, dwutlenku siarki, azotu oraz drobnych
pyłków na umieralność ludności (na podstawie dziennej ewidencji zgonów i ich przyczyn).
Wykazano zale\
ność pomiędzy zwiększoną ilością ozonu a wzrostem śmiertelności w okresie
letnim.
Azbest wcią\
groz
ny. GW w Internecie. Małgorzata T. Załoga (25-09-01 12:49)
Mimo \
e wiele krajów zakazało produkcji i wykorzystywania azbestu, liczba
związanych z tym minerałem nowotworów wcią\
rośnie - alarmują naukowcy na 11.
dorocznym kongresie European Respiratory Society w Berlinie.
Maksimum nara\
enia na azbest w krajach rozwiniętych (Ameryka Północna, Europa
Zachodnia, Australia i Japonia) przypadło na lata 70. Dzięki drastycznemu zaostrzeniu norm
nara\
enia 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 groz
ny nowotwór opłucnej
zwany międzybłoniakiem. Co gorsza, nie istniej skuteczna metoda leczenia międzybłoniaka.
Ryzyko zachorowania rośnie z czasem ekspozycji i depozycji włókien w płucach. \
e Między
nara\
eniem a rozwojem nowotworu mo\
e upłynąć nawet 30 - 40 lat.
Marc Letourneux z Uniwersyteckiego Centrum Medycznego Cote de Nacre w Caen twierdzi,
\
e: - 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 ni\
w 1996. Belgijscy lekarze z
Erasmus Hospital w Brukseli w materiale z 160 sekcji zwłok przeprowadzonych w latach
1998-2000 stwierdzili, a\
u 13% obecność ponad 1000 azbestowych włókien na 1 gram
wysuszonej tkanki płuca. Oznacza to, \
e niemal co siódmy mieszkaniec był nara\
ony na
działanie azbestu.
Problem nara\
enia na azbest powrócił do kręgu zainteresowania po terrorystycznym
ataku na World Trade Center w Nowym Jorku. Ze z
ródeł internetowych wynika, \
e do
budowy WTC u\
yto 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, ni\
dotychczas informowano - piszą amerykańscy naukowcy w
raporcie do którego dotarła "Gazeta"
Grupa pięciu toksykologów, in\
ynierów i specjalistów zajmujących się szacowaniem
szkód ekologicznych (w tym Polak - Piotr Chmieliński, szef firmy HP Environmental)
stwierdziła, \
e w pyle powstałym ze zawalonych wie\
World Trade Center zawartość azbestu
wynosi 0,25-0,75 %, a w niektórych miejscach nawet 1%. "Tak wysokie stę\
enie azbestu
nigdy dotąd nie zdarzyło się na terenach nieprzemysłowych" - piszą w raporcie naukowcy. Na
dodatek drobiny azbestu są znacznie mniejsze ni\
zazwyczaj spotykane.
Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr A
aszczyca KFZiE UŚl 2009 3
SA
UCH, ŚRODOWISKO Dy
WI
KOWE, HAA
AS I DOZYMETRIA
Narząd słuchu i słyszenie
Ucho
Część przewodząca:
Ucho zewnętrzne
- mał\
owina 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. ka\
da po 30 rzęsek) i 3 zewn. rzędach (20 tys.
ka\
da 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 wyposa\
ona w rząd coraz krótszych rzęsek  do szczytu ni\
szej
przyczepione włókno ciągnące za bramkę kanału jonowego umieszczonego pod szczytem
wy\
szej rzęski
Rozró\
nianie wysokości (16 Hz - 16-20 kHz)
mowa:
zakres - 0,1-10 kHz,
A
pasmo główne - 0,5-3 kHz
Rozró\
nianie intensywności dz
więku
krzywe izofoniczne Robinsona-Dodsona:
B
próg słyszalności = 2�10-5 Pa = 10-6 W/m2
próg bólu = 50 Pa ciśnienia akustycznego
Ok.. owalne
(wobec 1013 hPa ciśnienia atmosferycznego)
C
Ok.. okrągłe
częstotliwość odniesienia: 1 kHz
L= 10 lg (J/J0) [dB]
Sch.przedsionka
D
Sch.ślimaka
Rozró\
nianie poło\
enia dz
więku:
Sch.bębenka
- ró\
nica faz (20-500 Hz maksymalna,
2 kHz-4 kHz najmniejsza czułość),
- ró\
nica głośności (wysokotonowy cień akustyczny, uginanie niskotonowych dz
więków)
Zagłuszanie: z dwóch tonów o jednakowej głośności:
- ni\
szy zagłusza wy\
szy
- 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
Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr A
aszczyca KFZiE UŚl 2009 4
Środowisko dz
więkowe
Wybrane zasady ukształtowania sygnałów dz
więkowych
" 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 powy\
ej 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 >> dz
więki zło\
one >> dz
więki 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)
" nadwy\
ka 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: zapowiedz
- hasło
Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr A
aszczyca KFZiE UŚl 2009 5
Parametry fali dz
więkowej
Dz
więk to drobne i szybkie zmiany ciśnienia powietrza
A - amplituda drgań ; T - okres drgań ; � = 1/T - częstotliwość
C - prędkość propagacji w ośrodku,  = C T - długość fali
E = 1/2 d V A2 (2Ą�)2 - energia drgań (d- gęstość, V - objętość)
PA = pAmax - pAmin. - ciśnienie akustyczne
ciśnienie atmosferyczne (760 mm Hg) : 1013 hPa
progowe ciśnienie akustyczne (A) : 2 � 10-5 Pa = 10-6 W/m2
próg bólu (B): 50 Pa
Pomiar intensywności dz
więku - słynne decybele
Natę\
enie akustyczne
I = P2 / (d C) [W/m2]
Poziom dz
więku
L = 10 lg (I / I0) = 20 lg (PA / PA0) [dB]
1000 PA0 / PA0 = 60 dB
bo 20 log 1000 = 20 � 3
Krzywe izofoniczne Robinsona-Dodsona
B
dB
80
C
20
A
63 1000 4000
Hz
Częstotliwość odniesienia
� = 1000 Hz
1 fon = 1 dB dla 1000 Hz - wzorcowanie wg krzywych Robinsona-Dodsona
1 son = 10 fonów - wzrost natę\
enia dz
więku dające subiektywne wra\
enie
podwojenia głośności
1 S = 2 [(F - 40) / 10 ]
Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr A
aszczyca KFZiE UŚl 2009 6
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 obcią\
enia hałasem)
C - korekcja upodabniająca działanie sonometru do charakterystyki ucha ludzkiego w zakresie
głośności większej ni\
85 dB
Dlaczego korekcja?
Bo ucho środkowe ma dwa małe mięśnie: musculus stapedius i musculus tympanicus, które
regulują stopień przekazywania energii dz
więku na błone okienka owalnego, mogąc ją
zmienić ok. 20 razy
Maksymalny poziom dz
więku przy zastosowaniu charakterystyki częstotliwościowej A
NDN LA max = 115 dB
Maksymalny szczytowy poziom dz
więku przy zastosowaniu charakterystyki C
NDN LC peak = 135 dB
Równowa\
ny poziom dz
więku w czasie pomiaru przy zastosowania charakterystyki A
(dla dz
więku zmiennego o du\
ej dynamice)
�ł1 j łł
Aji
LAeqTe = 10�" lg�ł
"(n �"100,1�"L )śł
ji
�łn j =1 śł
�ł �ł
gdzie: j - ilość klas poziomu dz
więku
i - ilość wystąpień poziomu dz
więku w klasie j-tej w czasie pomiaru
n - łączna ilość próbkowań ( i � j )
L Aji - średni (środkowy) poziom dz
więku w klasie
Poziom ekspozycji dz
więkowej odniesiony do ośmiogodzinnego dnia pracy
Te
LEx�"8h = LAeqTe +10�" lg
8h
gdzie: Te - czas ekspozycji w godzinach
NDN LEx 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 A
aszczyca KFZiE UŚl 2009 7
Zasady pomiaru głośności:
" na wysokości ucha tj. 1,5 m nad podło\
em 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 dz
więki
" w polu akustycznym rozproszonym w 5 punktach oddalonych co najmniej o 1 m od siebie,
co najmniej 1 m od ścian, 2 m od naro\
y oraz w odległości granicznej od środka
geometrycznego obiektu wytwarzającego dz
więk zale\
nej od chłonności akustycznej
pomieszczenia wg wzoru
rg = 0,2 (A)0,5 = 0,2 (Ł ąi Si + Ł ąj nj)0,5
gdzie: ą - współczynniki chłonności ściany lub obiektu, S - powierzchnia, n - ilość obiektów
Liczba oceny hałasu
j
Lj - a
j
N =
"
bj
j=1
gdzie: Lj - poziom dz
więku w częstotliwościach oktawowych
aj, bj - odpowiednie tablicowe współczynniki korekcyjne
Tabela współczynników korekcyjnych:
Średnia częstotliwość oktawowa a b
1. 31,5 55,4 0,681
2. 63 35,5 0,790
3. 125 22,0 0,870
4. 250 12,0 0,930
5. 500 4,8 0,974
6. 1000 0,0 1,000
7. 2000 -3,5 1,015
8. 4000 -6,1 1,025
9. 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, 20-30 N
sale wykładowe
Du\
e biura, magazyny, sale zebrań, restauracje 30-40 N
Du\
e 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 A
aszczyca KFZiE UŚl 2009 8
Ochrona słuchu
Definicja hałasu
-  niepo\
ądany i  uszkadzający
Rodzaje hałasu
- ustalony (zmienność < 5dB, zlokalizowany)
- nieustalony (zmienność > 5 dB)
- impulsowy  zło\
ony z odrębnych dz
więków krótszych < 1 s
Nowe zagro\
enia
- indywidualny sprzęt audiofoniczny nieprawidłowo u\
ytkowany
- głuchota zawodowa u muzyków rockowych
- hałas komunikacyjny
Ochrona słuchu
- mo\
liwość wypoczynku (30 - 40 dB)
- mo\
liwość pracy umysłowej (50 dB)
- mo\
liwość 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
LEx,8h <= 85 dB;
ale młodociani LEx,8h <= 80 dB;
kobiety w cią\
y LEx,8h <= 65 dB
" Odpowiadająca mu ekspozycja dzienna
Ex <= 3640 Pa2 s
" Maksymalny poziom dz
więku A
LAmax < =115 dB
" Szczytowy poziom dz
więku C
LCpeak <= 135 dB
Dopuszczalne poziomy dz
więku 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 du\
ego 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 A
aszczyca KFZiE UŚl 2009 9
y
RÓDA
A Dy
WI
KÓW 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 \
elaznych 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 dz
więku ró\
nych 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 zło\
ony 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 dz
więkochłonne)
4. Aktywne wygaszacze hałasu interferencją z przeciwhałasem
(ciągle bajka  aczkolwiek lokalnie da się zrobić)
Hałas zagra\
a Polakom ??
Hałas zagra\
a Polakom. Nauka w Onet PAP/ 2001-02-02 17:11:17
Hałas zagra\
a Polakom. Nauka w Onet 26.04.2001.
Ponad 8 mln Polaków jest nara\
onych na zbyt du\
y 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 nara\
onych ponad 8 mln ludzi i ta liczba rośnie. śaden inny
czynnik środowiskowy - nawet ska\
enia wody i powietrza - nie obejmuje tak du\
ej grupy" -
powiedział w piątek PAP prof. Lipczowan.
"W moim odczuciu Nara\
enie 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
powa\
nie.
"Hałas w biurze jest czynnikiem obni\
ającym wydajność pracowników" - powiedział w środę
PAP Jacek Danielewski, prezes Towarzystwa Higieny Akustycznej.
Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr A
aszczyca KFZiE UŚl 2009 10
NIESA
YSZALNY HAA
AS, KTÓRY MOśE ZABIĆ
Utradz
wieki i infradz
więki
Infradz
wieki (IS) < 16 Hz , Ultradz
wieki (US) > 16-20 kHz
Im wy\
sza częstotliwość tym:
" większa moc jednostkowa fali
" większe tłumienie przez opór akustyczny środowiska  mniejszy zasięg propagacji
" mniejsze uginanie na przeszkodach  bardziej prostoliniowa propagacja (promień -
wiązka)
Infradz
wiek  krewny wibracji i ojciec rezonansu mechanicznego
USLF < 0,8 MHz - 150-160 dB - działanie wibracyjne i termiczne  przewa\
ają reakcje
ogólne na działanie uogólnione przez powietrze/ośrodek
USHF > 0,8 MHz - 160-170 dB  rezonans jądra, błon, chromosomów  przewa\
ają lokalne
reakcje na działanie kontaktowe
Próg kawitacji ultradz
więkowej
kHz 15 175 365-500 3 300
dB 155 170 175 200
Porównanie mocy i skutków biologicznych dz
więków z ró\
nych częstotliwościach
I [dB] Moc Pochodzenie Skutki biologiczne
[W/m2]
IS 0-120 10-16 - 10-4 naturalne infradz
więki przejściowe zaburzenia
czynnościowe
IS 120 - > 10-4 powa\
ne zaburzenia
140 czynnościowe
infradz
więki sztuczne i
IS 140 - rezonans uszkadza narządy
naturalnych katastrof
160 wewn.
IS > 160 zagro\
enie śmiercią
HS 0 próg słyszenia
HS 90 próg - NDN
HS 130 próg bólu
US 0-120 10-16 - 10-4 naturalne US
US 0-160 10-16 - 1 US o niskim natę\
eniu dolna granica kawitacji >15 kHz
US 160-170 1 - 10 US o średnim natę\
eniu działanie termiczne
US > 170 > 10 US o du\
ym natę\
eniu uszkodzenie komórek
Nara\
enie
Infradz
więki
niskoobrotowe urządzenia, np. silnik diesla, maszyna okrętowa, syreny, wentylator,
pompy ..., tak\
e opony samochodowe, wiatr między budynkami, zjawiska fenowe, fale
oceaniczne, fronty atmosferyczne, wybuchy wulkanów ...  głos morza  zwiastun
burzy, samobójstw i przestępstw
Ultradz
więki
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 A
aszczyca KFZiE UŚl 2009 11
WIBRACJE - 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 dz
więkowej
Amplituda u = [m]
Częstotliwość f = [1/s] = [Hz]
Szybkość chwilowa maksymalna vmax = 2 Ą f u [m/s]
Maksymalne przyspieszenie chwilowe amax = 4 Ą2 f2 u [m/s2]
Szybkość zmian przyspieszenia r = 8 Ą3 f3 u [m/s3]
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)  zło\
one, 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 = � m u2 (2 Ą f)2 m = d V ; f = c/
Ilość przekazanej energii Q = J S t = v2 S t Z/S
t  czas ekspozycji, S  powierzchnia kontaktu,
Z  moduł impedancji mechanicznej (tłumienia)
Dla oceny odczuwania wibracji stosuje się:
" wskaz
nik poziomu natę\
enia wibracji analogiczny do natę\
enia dz
więku
Lv = 20 lg v/v0 v0 = 5 � 10-8 m/s
" dla drgań o f > 11 Hz wskaz
nik szybkości maksymalnej vmax
" względną wartość przyspieszenia (wzgl. przyspieszenia ziemskiego g = 9,81 m/s)
ar = a/g
O wszystkim decyduje moc i rezonans
Częstotliwość rezonansowa zale\
y 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 A
aszczyca KFZiE UŚl 2009 12
Rezonans pojawia się przy częstotliwości podstawowej i wielokrotnościach oktawowych [Hz]
krtań klatka pęcherz
\
uchwa ucho serce jama
Narząd głowa oskrzel piersio- i prost- ręce nogi
i twarz wewn. i płuca brzucha
a wa nica
Rezo-
4,2 - 25 6 - 8 12-16 5 - 9 3-5 4,5-10 10-18 3 5
nans
Ucią\
li- 1-3
1-20 6-20 <30 4-11 4-14 9-20 50-70
wość 4-9
NDN - Dopuszczalne amplitudy drgań ogólnych (GOST ZSRR)
F [Hz] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 15 30 50 75 100
9 7 5 3
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] 20 30 35 50 60 80 100
u [mm] 1,5 1,0 0,4 0,15 0,04 0,02 0,005
NDN - Dopuszczalne prędkości drgań v0 = 5 �10-8 m/s
F [Hz] 16 32 63 125 250 500 1000 2000
u [mm]  ogólne . 0,35 0,22 0,27 0,35 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 Ucią\
liwości Komfortu
Wartość współczynnika proporcjonalności 2 1 0,316
Graniczne wartości skuteczne przyspieszeń wibracji, dla trzech przedziałów reakcji
organizmu na ogólne oddziaływanie drgań (M.J.Grifin 1990, za Koradecka 1997)
Częstotliwość środkowa Wartości skuteczne przyspieszenia drgań [m/s2]
pasma 1/1 oktawowego Szkodliwość Ucią\
liwość 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 masa\
podczas słuchania muzyki organowej i perkusyjnej
Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr A
aszczyca KFZiE UŚl 2009 13
Znamy to z \
ycia.
Objawy działania wibracji:
złe samopoczucie, bóle głowy, bóle w piersi, bóle w kończynach,
choroba lokomocyjna
wydłu\
enie czasu reakcji, zaburzenia wymowy,
zaburzenie ostrości widzenia, zawę\
enia pola widzenia (okularowe)
Choroba wibracyjna  sprzyja przewlekłe nara\
enie szczególnie połączone z niskimi
temperaturami
" Zaburzenia mikrokrą\
enia szczególnie w palcach  bolesne napadowe skurcze naczyń
krwionośnych  objaw Raynauda
" Zmiany zwyrodnieniowe w kośćcu  m.in. w krą\
kach międzykręgowych
 znaczne zagro\
enie w pozycji siedzącej  kierowcy, operatorzy maszyn ...
" Zaburzenia czucia dotyku, wibracji, temperatury i bólu
" Dr\
enie mięśniowe, spadek siły mięsni
" Zaburzenia perystaltyki przewodu pokarmowego i wchłaniania
Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr A
aszczyca KFZiE UŚl 2009 14
WZROK, OCZY, ŚWIATA
O, BARWA I OŚWIETLENIE MIEJSC PRACY.
Wzrok i oko
Oko jako narząd
Aparat ochronny:
oczodół, brwi, rzęsy, powieki z mięśniami okrę\
nymi, 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 (wzdłu\
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 umo\
liwia - powoduje rozciągnięcie soczewki
mięsień gładki zwieracz z
renicy (wł.parasymp., n.III), m.gładki rozwieracz z
renicy (wł.sympat.)
Siatkówka - plamki ślepa i \
ółta:
bocznie: 200 pręcików na kom zwojową - widzenie ruchu i w ciemności ,
centralnie: 1 czopek na kom. zwojową - widzenie szczegółów i barwne
doświadczenie Mariotta - plamka 15-18o przynosowo
doświadczenie z tablicami Ramachandrana
rozró\
nianie szczegółów: figura z linii o szerokości 1 i wysokości 5 kątowych
widzenie centralne: 6,3o kątowego
pole widzenia (perymetr): góra - 50-60 o, dół - 80 o, przynosowo - 60 o, bocznie - 100 o ;
ale ró\
nie dla barw: zielona < czerwona < niebieska < biała
widzenie barwne w zakresie 400-760 nm
Receptory wzrokowe i ich własnosci
pręciki - max = 507 nm (niebieskozielony)
czopki - uśredniona max = 550 nm (\
ółtozielony)
pręciki S - max = 420 nm (niebieki)
pręciki M - max = 531 nm (zielony)
pręciki L - max = 558 nm (czerwony)
widzenie fotopowe i skotopowe
zjawisko J.E.Purkinjego: 550 nm 507 nm
krytyczna częstotliwość migotania (wa\
ne przy zastosowaniu świetlówek oraz w filmie i TV):
pręciki - 16 Hz
czopki - 55 Hz
kat odbioru bodz
ców
pręciki - du\
y - pole recepcyjne sto\
kowe
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 A
aszczyca KFZiE UŚl 2009 15
i poruszaniem się w przestrzeni.
Pacjenci z uszkodzeniem obwodu rozpoznają szczegóły, ale mają trudność z wykrywaniem
ruchu i zachowaniem równowagi (lepiej ni\
gwarantuje błędnik - większe kiwanie).
Czułość:
5 - 14 h�
� / 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; 1-20o " ; <"0,02 s, 1000o "/s = 3 rotacje/s
balistyczne, międzyfiksacyjne, do punktów fiksacji
w trakcie - saccadic supression = tłumienie przekazu z k. zwojowych
RUCHY ZBACZAJ
CE -
RUCHY ŚLEDZ
CE - oczopląs kolejowy,
RUCHY WERGENCYJNE - zbie\
ność
Obiektywne badanie akomodacji - kontur w ciemnym tunelu.
Akomodacja nie jest stała. Zaczynając z ksią\
ką pół metra od twarzy, kończymy nosem na
papierze lub z ksią\
ką na wysięgniku - zale\
nie 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 wra\
eń barwnych (E. MacNicol)
Czopki S, M, L - ten sam retinen - ró\
ne opsyny (ró\
ne geny! w chrom. X)
Komórki zwojowe zgodne z typem czopka.
Daltonizm
8% mę\
czyzn (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 du\
e 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 A
aszczyca KFZiE UŚl 2009 16
 tak\
e 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 - nale\
na 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
poło\
enie 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 e" 1 nit = 1 cd/m2 ; K e" 45%
" czas ekspozycji:
I � t = const �! t = 10-3 - 10-1 (chronointensywnościowy)
I = const �! t e" 10-1 (progowy)
" rozmiar tarczy sygnalizatora
średnica/oddalenie = D/S = 0,044 2,5 o kątowego
" kształt tarczy a częstość błędów
liniowa pion 36% << liniowa poziom 28% << półokrąg 17% << okrąg 11% << okienko 0,5%
" liczba działek, gęstość i poło\
enie opisu
1-5 najmniejszych jednostek odczytu na 1 działkę skali, co 10 działek opis
opis zawsze na zewnątrz skali i poziomo względem patrzącego niezale\
nie od rodzaju wskaz
nika
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, no\
owe, dwunitkowe, lusterkowe (likwidacja paralaksy)
Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr A
aszczyca KFZiE UŚl 2009 17
Światło
Jednostki podstawowe w fotometrii i ich odniesienie do realiów \
yciowych
ŚWIATA
OŚĆ - KANDELA
1 Cd = światłość 1/6 � 10-5 m2 ciała doskonale czarnego promieniującego pod ciśnieniem 101
325 N/m2 w temperaturze 2 315oC
dla światłą zielonego o  = 555 nm ; 1 Cd 1/683 W/sr = 0,146 mW/sr
Zdolność emisyjna wg prawa Stefana-Boltzmana - moc właściwa z
ródła
�T = � � T4 [W / m2]; gdzie: � = 0,567 10-9 W � m-2 � K-4
Prawo przesunięć Wiena - długość fali świetlnej w maksimum energii
promieniowania
max = � / T [m]; gdzie: � = 2897 10-6 m � K
y
ródła 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
STRUMIEC
ŚWIETLNY - LUMEN
1 lm = 1 Cd � sr
strumień świetlny wysyłany w kącie bryłowym 1 sr przez punktowe z
ródło o
równomiernej we wszystkich kierunkach światłości 1 Cd
dla światłą zielonego o  = 555 nm ; 1 Cd 1/683 W/sr = 0,146 mW/sr
" lampa \
arowa pró\
niowa z włóknem wolframowym tT = 3643 K (9-20 lm/W)
moce świetlne \
arówek 220 V w zale\
ności od poboru energii
W 15 25 40 60 100 150 200
lm 135 240 480 805 1510 2280 3220
lm 220 390 Philips bańka
lm 195 670 Philips świeca
dla włókna o temperaturze 2500 K max = 1160 nm ;
dla 3500 K max = 830 nm (tT = 3643 K)
" maksimum lampy sodowej niskoprę\
nej 590 nm (200 lm/W)
" maksimum lampy sodowej wysokoprę\
nej 620 nm i 580 nm (120 lm/W)
" maksima lampy rtęciowej wysokoprę\
nej 580 nm, 550 nm, 430 nm, 400 nm (50 lm/W)
Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr A
aszczyca KFZiE UŚl 2009 18
Własności sztucznych z
ródeł światła
Temperatura barwowa
2000 K - barwa światła świeczki
2800 K - barwa bardzo ciepłobiała (\
arówkowa)
3000 K - wschód i zachód Słońca
3200 K - barwa światła \
arowego 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 Określenie Wskaz
nik Zastosowanie
barwowa barwy oddawania barw
(Ra)
śarnik \
arówki 2700-2900 bardzo ciepłe pomieszczenia
rekreacyjne,
sypialnie
3500-4000 chłodne korytarze,
łazienki,
kuchnie
Słońce 5500 (5000- chłodne pracownie,
6500) (niebieskie) biura,
doświetlanie
zimą
Tabela porównawcza mocy  \
arówka  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 (-)
Wskaz
nik Ra = CRI (ang. Colour Rendering Index)  (wskaz
nik) współczynnik
oddawania barw charakteryzujący z
ródło światła.
Wyra\
ony 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
wy\
szy, tym barwy są lepiej oddane. Niskim współczynnikiem CRI charakteryzują się np.
niskoprę\
ne 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 (wskaz
nik oddawania barwy Ra  temperatura barwowa TB
 np. 827 = Ra = 80% , TB = 2700
Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr A
aszczyca KFZiE UŚl 2009 19
NAT
śENIE OŚWIETLENIA LUB JASNOŚĆ - LUX
1 lx = 1 lm /1 m2 = 1 Cd � sr / m2
natę\
enie oświetlenia przez strumień świetlny 1 lumena padający na pow. 1 m2
1 sr = 1/4 powierzchni kuli (S = 4 Ą r2) (z
ródło o jasności 1 Cd 1 m nad powierzchnią 1 m2)
Jasność światła naturalnego i sztucznego w luksach [lx]
Warunki Południe W czasie Średnie Przez Pochmurn śarówka Księ\
yc Próg
tropiki dnia dzienne 1000 y dzień 60 W/m2 w pełni widzenia
L / Z godz/rok 2,5 m nad po 60 min
35 000
Jasność 100 000 5 - 50 000 < 3 000 500-1000 300 1 0,001
5 000
200-500
80% czasu psychoakt
(biura)
LUMINANCJA - NIT
1 nt = 1 Cd / m2 - Światłość na jednostkę powierzchnię emisji
[dawniej: 1 lambert = 1 lm/cm2 = 1 Cd � Sr/ cm2 ; 1 lambert = 104 nt]
KONTRAST - NIEMIANOWANY
iloraz luminancji - wartość względna
Kontrast w obszarze centralnego widzenia L < 3
Kontrast w obszarze centralnego widzenia L < 10
SKALA DECYBELOWA LUMINANCJI - INTENSYWNOŚCI y
RÓDA
A.
Progowy poziom odniesienia (próg czułości wzroku): 10-6 nt
1 100 3 160 104 106 108 1010 1012 1013 1014 1016
I/I0 3,2�10
6
0 20 35 40 60 75 80 100 120 130 140 160
dB
próg widze- ekran kartka światło próg
w nie TV pod słońca bólu
ciem- barw lampą
ności
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) > 5-9o "
3. Stosunek powierzchni szyb do powierzchni podłogi
1/2-1/4 - przedszkola i \
łobki, 1/4 - 1/5 pomieszczenia szkolne,
1/5 - 1/8 pomieszczenia socjalne, 1/7 - 1/10 pomieszczenia mieszkalne, 1/12 -
magazyny
4. y
ródło światła powy\
ej poziomu wzroku (1,8-1,9 m) lub oczy w cieniu
Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr A
aszczyca KFZiE UŚl 2009 20
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 WODmin 500 lx ; e = Ewewn / Wzewn
Czynności Czytanie, Szatnie, Przejścia,
precyzyjne jedzenie umywalnie korytarze itp
WOD (z 5 000 lx) 0,10 0,04 0,01
Mno\
nik WOD min 1,5 1,0 0,5 0,3
eśr - dla świetlików 0,05 0,03 0,02 0,01
emin - dla okien 0,015 0,010 0,005 0,003
300-500 lx 200 lx 50 lx
NORMY OŚWIETLENIA
Oświetlenie ogólne Oświetlenie zło\
one: ogólne i miejscowe na obiekt pracy
komunikacja, magazynowanie miejsca pracy miejsca dokładnej pracy
wzrokowej
tereny przejścia magazyny sale biura, sale laboratoria, monta\
mikro- chirurgia
otwarte wykładowe ćwiczeń warsztaty precyzyjny monta\
itp
10 20 50 100 200 500 1 000 2 000 5 000 -
-20 lx -50 lx -100 lx -200 lx -500 lx -1 000 lx -2 000 lx -5 000 lx 10 000 lx
z
ródło: W.Stanioch: Oświetlenie w miejscach pracy
Oświetlenie
Cechy oświetlenia
" Natę\
enie oświetlenia [lx = lm/m2] i jego rozkład
" Luminancja = jaskrawość i jej rozkład [nt]
" Równomierność
" Absorpcja, odbicie, rozproszenie, przepuszczanie
" Naświetlenie = natę\
enie w funkcji czasu
Rodzaj oświetlenia
" Ogólne
" Miejscowe (w obecności ogólnego)
" Zlokalizowane (zró\
nicowane ogólne)
" Zło\
one (kombinacja miejscowego i miejscowego)
" Punktowe
" Bezpośrednie
" Pośrednie
" Mieszane
" Kierunkowe
" Rozproszone
Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr A
aszczyca KFZiE UŚl 2009 21
Kryteria oceny oświetlenia
Równomierność oświetlenia
Iloraz natę\
enia (lx) minimalnego i średniego na płaszczyz
nie >0.65
Rozkład luminancji
Wyrównany (brak kontrastów luminancji obiektów świecących
i obiektów nieświecących (sufit, ściany, podłoga)
Wybór rodzaju oświetlenia wzgl. wymaganego natę\
enia
< 200 lx  ogólne
200 - 750 lx  wyłącznie ogólne
> 750 lx  zło\
one  ogólne i miejscowe
Zasady doboru temperatury barwowej lamp względem natę\
enia 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
powy\
ej 50 Hz  zastosowanie przeciwfazy
ten sam problem w monitorach telewizyjnych i komputerowych
 szybkość odświe\
ania
Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr A
aszczyca KFZiE UŚl 2009 22
Sygnalizacyjne znaczenie barw tła (rysunku):
" \
ółta (czarna, czerwona) - ostrze\
enie
" pomarańczowa (czarna) - ostrze\
enie
" czerwona (biała, czarna) - zakaz, bezpośrednie zagro\
enie
" zielona (biała) - miejsce bezpieczne
" biała (czarna) - informacja
" niebieska (biała) - informacja, nakaz
patrz: znaki drogowe
Barwy jako czynnik tonizujący psychicznie
" czerwień: pomarańczowa, \
ółta: ciepło, pozorny wzrost, pobudzenie
" niebieski, zieleń: zimno, pozorne zmniejszenie, relaksacja
" fiolet: zimno, pozorne zmniejszenie, hamowanie
" biel: zimno, pozorny wzrost, znu\
enie
" czerń: ciepło, pozorne zmniejszenie, hamowanie
z
ródło: S.Konarski: Światło i barwa
Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr A
aszczyca KFZiE UŚl 2009 23
Oświetlenie a samopoczucie
Depresja sezonowa w okresie jesieni i zimy
SAD  sesonal acquired depresia  w wyniku niedobór światła o mocy powy\
ej 3 000 lx
Oświetlenie a widzenie
Widzenie
" fotopijne (opt = 550 nm)  barwa \
ółta
" skotopijne (opt = 505 nm)  barwa zielona
o zmierzchu efekt Purkinjego (najdłu\
ej rozró\
niana 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, \
ołnierzy,  paintbalmanów i  survivalowców oraz dla strachliwych
" Centralne widzenie fotopijne szczegółów
" Peryferyczne widzenie skotopijne ruchu
NIEWIDZIALNE ŚWIATA
O
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 dłu\
sze są fale radiowe)
760-1 500 nm  bliska podczerwień   przenikliwa ( 3812 oC - 1931oC)
1 500  10 600 nm  daleka podczerwień   powierzchowna ( 1931oC - 0oC)
Efekt szklarniowy - za szybą pociągu w słoneczny dzień
Udar cieplny na słońcu
Parzące ciepło bijące od płomieni
Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr A
aszczyca KFZiE UŚl 2009 24
MIKROKLIMAT 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
ko\
ucha, futra ...)
Eskimos \
yje 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, pO2 = 5-10 mol/m3 dla -40oC, 1050 hPA, +40oC, 750 hPa, pCO2),
" 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  zu\
ycie powietrza
CO2 H2O Ilość Ilość
powietrza powietrza
3
[l/h] [g/h] [l/s]
[m /h]
Odpoczynek 10-13 40-50 4,7-5,8 ~18
Nauka, czytanie 12-26 50-60 5,5-11,7 < 44
Ró\
nego rodzaju prace domowe 32-43 90 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 mo\
esz się spotkać nie wiedząc o tym:
pO2 = 5-10 mol/m3
- dla 20% v/v w warunkach -40oC, 1050 hPA, +40oC, 750 hPa,
nie ustalono NDS
Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr A
aszczyca KFZiE UŚl 2009 25
Zawartość tlenu w powietrzu atmosferycznym w związku z wysokością n.p.m.
Wysokość Ciśnienie Prę\
ność Prę\
ność tlenu Wysycenie krwi Uwagi
[m n.p.m.] [mm Hg] tlenu pęcherzykach tętniczej tlenem
[mm Hg] płucnych [%]
[mm Hg]
0 760 149 94 97
1500 630 122 66 92
2500 564 108 60 89 Próg hipoksji
3000 523 100 53 85 Efekty
nerwowe
3600 183 91 52 83
4600 412 76 44 75 Próg utr. przyt.
5500 379 69 40 71 (68) Groz
ba śmierci
7300 280 52 34 50
8500 250 42 bd bd Granica \
ycia
9100 226 37 bd bd
16000 79 79 - - Czysty tlen
-
Toksyczność tlenu (Bartosz  Druga twarz tlenu za Halliwell i Gutteridge, 1984)
- wa\
ne w medycynie i w pracy w warunkach specjalnych.
Narząd
Gatunek Rodzaj ekspozycji Skutki
badany
czysty O2, 5 atm;
pęcznienie mitochondriów,
Szczur serce
uszkodzenie miofibryli
75 min
czysty O2, 8 atm;
pęcznienie tubul,
Kot nerki
uszkodzenie kłębuszków
50 min
czysty O2, 0,33 atm;
Szczur wątroba uszkodzenie mitochondriow
3 doby
czysty O2, 0,5 atm;
proliferacja i anomalie siateczki
Małpa
wątroba
śródplazmatycznej
22 doby
Chomik 70% tlenu, 3-4 tygodnie jądra zanik produkcji plemników
Świnka
70% tlenu, 3-4 tygodnie Szpik kostny zahamowanie erytropoezy
morska
Hiperbaria tlenowa
 pO2 = 200-300 kPa (2-3 atm) natychmiast zaburzenia czynności ukł. nerwow.: skurcze
pojedynczych mięśni przechodzące w drgawki, ślinotok, niekontrolowane oddawanie moczu
i kału, zwę\
enie i rozszerzenie z
renic, póz
niej zapalenie płuc i zmiany metaboliczne
Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr A
aszczyca KFZiE UŚl 2009 26
Pierwsza obserwacja neurotoksyczności tlenu u zwierząt
 Paul Bert (1878) - efekt Berta
 Lorrain Smith (1888) - uszkodzeń płuc
Próg toksyczności
- pO2 = 50 kPa (0,5 atm) równowa\
ne powietrzu patm = 250 kPa (2,5 atm)
Dopuszczalne nurkowanie z u\
yciem czystego tlenu
- do 12 m przez maksymalnie 20 min.
Maksymalne dopuszczalne podczas dekompresji i testach przydatności
pO2 = 2,8 ata
Hiperbaria tlenowa terapeutyczna (Borema 1960)
w zatruciach - pO2 = 3 ata 6 ml O2/100ml krwi
Dwutlenek węgla w atmosferze roboczej
Dwutlenek węgla
" Max Joseph von Pettenkofer (niemiecki chemik i fizjolog) (Wikipedia)
w 1856 roku zaproponował dopuszczalne stę\
enia CO2 w powietrzu pomieszczeń
mieszkalnych i u\
yteczności publicznej równe 1000 ppm
0,001 vol/vol = 0,1% vol/vol
NDS (CO2)  9000 mg/m3 = 0,59% v/v,
NDSCh - 27000 mg/m3 = 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
Stę\
enie CO2 Wpływ na człowieka
% objętości
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 wra\
liwość zapachowa
0.1 maksymalna dopuszczalna zawartość CO2 (wskaz
nik Pettenkofera)
0.14 maksymalne dopuszczalne stę\
enie w pomieszczeniach biurowych
0.4 maksymalna zawartość w izbie klasowej
3
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
10 gaśnięcie świecy
Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr A
aszczyca KFZiE UŚl 2009 27
Wentylacja  zło\
ony, specjalistyczny problem in\
ynieryjny
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
gara\
4-8
Ergonomiczno-higieniczne wskaz
niki mikroklimatu
Temperatury:
" średnia temperatura pomieszczenia  1,5 m nad podło\
em, > 1 m od ścian, z dala
od z
ródeł IR
" temperatura powietrza  2 m nad ziemią, w cieniu, w budce meteo
Wilgotność
" wb - bezwzględna (jako prę\
ność, masa w objętości ... w danych warunkach p T),
" wm - maksymalna nasycenia w danych warunkach p T
" ww - względna ww = 100% � wb / wm
" nt - niedosyt fizyczny wilgotności nf = wm - wb
" nf - niedosyt fizjologiczny wilgotności nf = w37oC - wb
Ruch powietrza
- pomiar wiatromierzami (anemometrami) lub katatermometrem
Promieniowanie podczerwone
- pomiar katatermometrami (jako czas ochladzania [s])
lub termometrem
- kulistym Vernona jako temperatura [oC],
(poczerniona miedziana kula Ś = 15 cm, z termometrem umieszczonym w środku)
- względnie radiometrami, solarymetrami & jako energia [W] lub [cal]
Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr A
aszczyca KFZiE UŚl 2009 28
Temperatura efektywna (radiacyjno-efektywna) da się obliczyć
" syntetyczny wskaz
nik mikroklimatu uwzględniający (Yaglou, Houghton, 1926)
- temperaturę termometryczną,
- temperaturę promieniowania,
- wilgotność
- i szybkość ruchu powietrza (np. wiatr),
" tak\
e  sztuczne warunki, w których byłoby Ci równie ciepło lub zimno
czyli mikroklimat równowa\
ny  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 wy\
sza ni\
temperatura powietrza)
TRE = 0,431 tP + 0,408 tR  0,141 v (37,8  tP) + 0,610 pH2O  0,328
gdzie: tP  temperatura powietrza [oC], tR  temperatura radiacyjna zmierzona termometrem
Vernona [oC]; v  szybkość ruchu powietrza zmierzona np. katatermometrem, pH2O 
prę\
ność pary wodnej [mm Hg]
Zamiast liczyć mo\
na te\
odczytać z nomogramu lub odszukać stronę internetowa  liczącą
W praktyce ergonomicznej mo\
na 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 ka\
dy nieświadomie przerabiał ju\
na własnej skórze ...
Podobne własności fizjologiczne ma
(stosowany w ergonomicznej ocenie mikroklimatu zimnego)
Wskaz
nik siły chłodzącej powietrza  WCI (Wind Chill Index) - wg PN-87/N-08009
WCI = (10,45 + 10 "var - var) (33 - ta)
gdzie: var  prędkość ruchu powietrza, [m/s], ta  temperatura powietrza, [oC]
Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr A
aszczyca KFZiE UŚl 2009 29
Termoregulacja - Reakcje organizmu na działanie mikroklimatu i ich wskaz
niki
Mechanizmy produkcji ciepła
" termogeneza bezdr\
eniowa
" termogeneza dr\
eniowa
Drogi utraty ciepła
" promieniowanie (jakie?)
" parowanie
" unoszenie (czego?)
" przewodzenie (czego i dokąd?)
Czy wystarczy się spocić \
eby 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
- 19-21oC dla człowieka ubranego po europejsku,
- 28oC dla człowieka nagiego
- termopreferendum ekologiczne
Temperatury mierzone na ciele człowieka
" tympanalna, (podwzgórzowa)
" rektalna (lub w innych jamach ciała),
" średnia wa\
ona 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 A
aszczyca KFZiE UŚl 2009 30
Mechanizmy termoregulacji
Obwodowe receptory zmian termicznych:
" receptory ciepła w skórze nieliczne, głęboko
(oskar\
ano ciałka zmysłowe Ruffiniego);
zakres 22-47oC; przyrost o 0,001oC/sek
" receptory zimna w skórze liczne, płytko
(oskar\
ano kolbkę zmysłową Krausego);
zakres <22oC i >45oC; spadek o 0,004oC/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 oC
Temperatura optymalna albo neutralna dla człowieka - w zale\
ności od aklimacji, odzie\
y,
wysiłku i przemiany materii
(19-22oC w ubraniu typy letniego europejskiego i 28oC bez odzie\
y - strój polinezyjski)
Średnia wa\
ona temperatura skóry ...
Średnia wa\
ona temperatura ciała ...
Nale\
na temperatura tympanalna (i podwzgórzowa) = 37.6oC
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. 32oC i 50% wilgotności
Krytyczna temperatura rektalna
tRe = 38oC
Krytyczne odwodnienie:
-12% MC - odwodnienie dowolne stanowi ok. 30-35% całkowitego -
maksymalnie ok. 4-6 l/3-4 godziny w 40oC
Udar cieplny
tc = tR > 41,1oC obni\
ać i mierzyć póki nie tR < 38-38,5oC
Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr A
aszczyca KFZiE UŚl 2009 31
Schemat powiązań termoregulacyjnych
 ZIMNO  GOR
CO
Nagrzanie Podwy\
szenie
Wychłodzenie Obni\
enie
ciała temperatury krwi
skóry temperatury krwi
 uff! gorąco w podwzgórzu
 zimno, brr! w podwzgórzu
PRZEDNIE PODWZGÓRZE
TYLNE PODWZGÓRZE
Ośrodek utraty ciepła
Ośrodek produkcji i zachowania ciepła
Stres
Wydzielenie
Wydzielenie
KORTYKOLIBERYNY
TYROLIBERYNY
BEHAWIOR !
(CRH)
(TRH)
PRZYSADKA
ŚRÓDMÓZGOWIE
PIEC
MÓZGU
MÓZGOWA
 Ośr. Termogenezy
Ośrodki
Cz. przednia
Dr\
eniowej
krą\
eniowe
Wydzielenie Wydzielenie
KORTYKOTROPINY TYROTROPINY
RDZEC

RDZEC

RDZEC

ACTH (TSH)
KR
GOWY
KR
GOWY
KR
GOWY
Rogi boczne
Rogi przednie
Rogi boczne
NEURONY
MOTONEURONY
NEURONY
SYMPATYCZNE
SYMPATYCZNE
KORA
RDZEC

TARCZYCA
NADNERCZY
NADNERCZY
NACZYNIA
Wydzielenie Wydzielenie
Wydzielenie SKÓRNE
TYROKSYNY NORADRENALINY
ORTYZOLU
K
(T3 /T4) (NA)
Rozszerzenie
Gorąca
ró\
owa skóra
Promieniowanie
MI
ŚNIE
NACZYNIA
W
TROBA
MI
ŚNIE
GRUCZOA
Y
PRZYWA
OSOWE
SKÓRNE
i inne narządy
SZKIELETOWE
POTOWE
 dawniej futro
 rumieniec mrozu
Nasilenie Skurcz Zwę\
enie Dr\
enie i
Wydzielanie
przemiany Stroszenie Zimna skóra Wzrost napięcia
potu
Termogeneza futra Okresowo  Szczękanie
Chłodzenie
bezdr\
eniowa Gęsia skórka rozszerzenie zębami
Parowanie
Produkcja i Zachowanie Ciepła Utrata Ciepła
Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr A
aszczyca KFZiE UŚl 2009 32
Bilans termiczny organizmu lub tzw. deliberacja ciepła
PPM = Podstawowa Promieniowanie - 55%
Przemiana Materii Parowanie - 25%
KEA = Koszt Energetyczny Unoszenie - 15%
Aktywności Przewodzenie - 5%
w: 20oC, 60% wilg., 0 m./s
38,2 36,8
37,8 37,2
Przewodzenie
Unoszenie
KEA Równo-WAGA
Parowanie
cieplna organizmu
czyli
Homeostaza termiczna
PPM
Promieniowanie
(w mózgowiu)
Równowaga .....
Zasada Tolerancji Shelforda
temperatura
Optimum
Pessimum Pejus Termopreferendum Pejus
Pessimum
PPM
temperatura
Koszt termoregulacji
Zasada tolerancji w przypadku klasycznym ...
Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr A
aszczyca KFZiE UŚl 2009 33
Prze\
ywalność
materii
Przemiana
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, \
e sucho) tym bardziej smukłe proporcje
budowy ciała i dłu\
sze  wystające jego części (długie nogi Masajów, długie uszy
fenka), gdy warunki nie sprzyjają oddawaniu ciepła lub wymagają jego zachowania -
obni\
anie stosunku powierzchni do masy (krótkie kończyny, uszy, nosy, kształt
zbli\
ony 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 4-21oC, mniej więcej śródziemnomorski.
Dopuszczalny czas pracy zale\
y 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 powa\
nym
zagadnieniem w hutnictwie, górnictwie, po\
arnictwie oraz w wojsku ...
Dopuszczalny czas pracy w warunkach intensywnego promieniowania termicznego
Temperatura Czas pracy [min] w Minimalny czas Minimalny czas
termometru kulistego czasie 1 godziny [min] przerwy [min] zupełnego
spoczynku
> 70oC 0 - -
60-70oC < 10 35 15
50-60oC < 15 30 15
40-50oC < 30 15 15
szczegółowe tabele czasów w zale\
ności od temperatury DB i WB ( wg Vernona )
szczegółowe tabele czasów w zale\
ności 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/m2]
K  przepuszczalność cieplna odzie\
y i powietrza przylegającego [W/(m2 deg)]
Wskaz
nik obcią\
enia termicznego Craiga
Ic = 0,01 HR + "tR + "MC gdzie: HR = [1/min]; "tR = [oC]; "MC = [kg]
Wskaz
nik pocenia
SR = 0,42 (M-58) gdzie: M= [W/m2]
Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr A
aszczyca KFZiE UŚl 2009 34
Komfort termiczny
Metoda Fangera-Lustineca
Przewidywana Średnia Ocen
PMV  przewidywana ocena średnia środowiska cieplnego (Predicted Mean Vote)
Zimno Chłodno Umiarko- Neutralnie Umiarko- Ciepło Gorąco
wanie wanie
chłodno ciepło
-3 -2 -1 0 +1 +2 +3
PMV = [0,0303 exp (-0,036 M) + 0,028] L
Gdzie:
M = nasilenie metabolizmu
L = obcią\
enie termiczne (ró\
nica 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 25,6oC
Przewidywany Procent Niezadowolonych
PPD  udział osób niezadowolonych (Predicted Percentage Dissatisfied) - zazw. min. 5%
niezale\
nie od warunków
PPD = 100  95 exp [- (0,03353 PMV4 + 0,2179 PMV2)]
PPD vs PMV
100
60
40
20
10
1
-3 -2 -1 0 1 2 3
PMV
Jak zwykle  i tu krzywa Gaussa i zasada tolerancji Shelforda
Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr A
aszczyca KFZiE UŚl 2009 35
PPD
Przedział komfortu termicznego
100% - PPD = 80% i -0.5 < PMV < 0,5
Strefa komfortu termicznego
22.8 oC < ET < 26.1 oC latem
20.0 oC < ET < 23.9 oC zimą
Strefa gorąca: PMV > +2
Strefa zimna: PMV < -2
Termiczny kij ma dwa końce
W pracy mo\
na 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 A
ebsku
Rozbitkowie Estonii, Heweliusza, Lakonii, Andrea Dorii, Gustloffa, Titanica i Lusitanii
 ale nie krą\
ownika Minneapolis ...
Piloci i rozbitkowie w bitwie o Atlantyk
oraz ... więz
niowie hitlerowskich obozów ...
Woda o temp. 0-4oC od ok. 4 minut \
ycia do maksymalnie 1 godziny  zale\
nie od
stroju, aktywności i pozycji (pozycja bezpieczna)
Himalaiści, alpiniści i taternicy ... oraz łagiernicy ... i zimowi pijaczkowie w rowie.
Dopuszczalna tc = 36oC ale chwilowo: tc > 35oC
Dopuszczalne ts = 17 oC (czoło); ts = 4 oC (palce)
trec [oC] OBJAWY HIPOTERMII W ZALEśNOŚCI OD ZMIERZONEJ TEMPERATURY REKTALNEJ
37,6 norma temperatury rektalnej
37,0 norma temperatury oralnej
36,0 wzrost napięcia mięśni i termogeneza bezdr\
eniowa
35,0 maksymalna termogeneza dr\
eniowa
34,0 granica zachowania świadomości i reaktywności
33,0 granica cię\
kiej hipotermii
32-31 ograniczenie świadomości, obni\
enie częstości serca, oddechów i mierzalności ciśnienie tętniczego
30-29 postępujące objawy j.w. oraz sztywność mięsni
28 mo\
liwość migotania komór
27 brak reakcji n światło, zanik odruchów
26 utrata przytomności
25 spontaniczne migotanie komór
24 obrzęk płuc
23-21 maksymalne ryzyko migotania komór
20 zatrzymanie serca
18 niskie prawdopodobieństwo resuscytacji
17 izolinia EEG
Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr A
aszczyca KFZiE UŚl 2009 36
Wskaz
nik wymaganej ciepłochronności odzie\
y  IREQ
Wg PN-87/N-08009 http://www.ciop.pl/23607; za dr hab. n. med. Iwona Sudoł-Szopińska; mgr in\
. Anna Chojnacka
Wartości odniesienia wskaz
nika IREQ zostały opracowane przy następujących zało\
eniach:
 brak akumulacji ciepła u pracownika
 średnia temperatura skóry 30oC
 stosunek po\
ądanego odparowania potu do wartości maksymalnej równy 0,06 (praktyczny brak pocenia)
 IREQmin  minimalna wartość wymaganej izolacji termicznej w celu utrzymania równowagi termicznej na
najwy\
szym dopuszczlanym poziomie stresu termicznego (średnia t skóry = 30oC, wielkość pocenia względem
maksymalne = 0,06)
 IREQneutral  izolacja termiczna odzie\
y wymagana do utrzymania warunków termoneutralnych, tj. stanu
równowagi termicznej organizmu, w którym średnia temperatura ciała jest utrzymywana na prawidłowym
poziomie; w takich warunkach chłodzenie nie występuje lub jest minimalne.
Przedział między IREQmin i IREQneutral jest określany jako strefa bezpieczna odzie\
y
Obliczenie wskaz
nika wymaganej izolacyjności odzie\
y IREQ, jako wartości średniej wa\
onej w czasie w
odniesieniu do poszczególnych cyklów pracy. Wartości odniesienia IREQmin oraz IREQneutral mo\
na określić na
podstawie nomogramów zawartych w normie lub te\
wykorzystując program zawarty w załączniku E normy
PN-87/N-08009
IREQ = (tskin  tclothing) / (M - W- E - Cresp- Eresp)
Gdzie:
M  metaboliczna produkcja ciepła; W  praca zewnętrzna; R  promieniowanie; K  przewodnictwo; Cresp 
unoszenie (w tym z oddechem); E  parowanie; Eresp  parowanie (w tym z oddechem)
Izolacyjność części odzie\
y [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:
" Iclr < IREQmin  izolacyjność stosowanej odzie\
y jest niewystarczająca, nale\
y skrócić czas ekspozycji
" IREQmin < Iclr < IREQneutral  izolacyjność stosowanej odzie\
y stanowi wystarczającą
ochronę przed wychłodzeniem; warunki termiczne określane są przez pracownika jako akceptowalne, a
środowiska jako  chłodne lub  neutralne
" Iclr > IREQneutral  prawidłowa izolacyjność stosowanej odzie\
y; przy większej aktywności istnieje ryzyko
przegrzania
Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr A
aszczyca KFZiE UŚl 2009 37
METABOLIZM, ODśYWIANIE I DIETA PRACUJ
CEGO CZA
OWIEKA
To czym się \
ywimy 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, ...
ZWI
ZKI:
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.
SKA
ADNIKI 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 \
yciowych 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 O2 �ł 6 CO2 + 6 H2O + energia (266 kcal/mol glukozy)
C6H12O6 + 6 O2 + 38 ADP + 38  Pi �ł 6 CO2 + 6 H2O+ 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
nieu\
yteczna dla organizmu, wg schematu:
100 70-90 60-80 50-60 10-20
C �ł�ł�ł D �ł�ł�ł M �ł�ł�ł N �ł�ł�ł R �ł�ł�ł W
ćł ćł ćł ćł ćł
�! �! �! ćł ćł
F U + G SDA ćł A ćł�ł Q
10-30 10 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
u\
yteczna.
Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr A
aszczyca KFZiE UŚl 2009 38
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 0 0
BIAA
KA 17-19 4.1 12-32 2.9-7.7
TA
USZCZE 36-39 9.1 2-49 0.4-11.7
Etanol 29 7
Kwasy org. 13 3
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 zale\
ności od wieku:
wiek [lata] 1 5 7 14 20 60
dawka białka [g/kg/24h] 4 3 2,5 1,7 1 1,5
z czego: u dzieci 67%, a u dorosłych 50% - białko zwierzęce, reszta - roślinne.
Wzorzec pełnowartościowego białka dla człowieka - pełne jajo kurze.
Białka zbó\
zawierają ok. 3-krotnie mniej Lizyny i do 2 razy mniej Tryptofanu ni\
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 tak\
e: 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 ( \
ołądkowe i jelitowe )
faza  humoralna
regulacji przez hormony miejscowe - parahormony przewodu pokarmowego
(paradoksalnie są te\
przekaz
nikami w układzie nerwowym)
W przypadku soku \
ołądkowego: faza głowowa - 20%, \
ołądkowa - 70%, jelitowa - 10%
Wybrane parahormony przewodu pokarmowego
Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr A
aszczyca KFZiE UŚl 2009 39
Enzymy trawienne ... glikozydazy, lipazy, proteazy = endopeptydazy + egzopeptydazy
Enzym Substrat Produkty Miejsce Warunki Własności
amylaza śliny skrobia dekstryny, jama ustna, pH ok. 7
maltoza, \
ołądek
glukoza
pepsyna białka przy Glu, peptydy \
ołądek pH 2-3 aktywowana
Asp, Fen, Tyr, proteolitycznie
Tre przez HCl
renina = kazeina parakazeinian - \
ołądek pH < 7 wymaga jonów
chymozyna = peptydy wapnia
podpuszczka
trypsyna białka przy Fen, peptydy dwunastnica pH > 7 aktywowana przez
Tyr, Leu? enetrokinazę
chymotrypsyna białka przy Liz, peptydy dwunastnica pH > 7 aktywowana przez
Arg trypsynę
amylaza śliny skrobia dekstryny, dwunastnica, pH ok. 7
maltoza, jelito cienkie
glukoza
maltaza, maltoza, glukoza, jelito cienkie pH ok. 7
sacharaza, sacharoza, fruktoza, jelito cienkie pH ok. 7
glukoza
laktaza laktoza galaktoza, gluk. jelito cienkie pH ok. 7
aminopeptydaza, peptydy od aminokwasy jelito cienkie pH ok. 7 dawniej zwane.
karboksypeptydaz końca erypsyną
y, dipeptydazy, aminowego lub
karboksylowego
...
elastaza elastyna (białko) aminokwasy jelito cienkie pH ok. 7
lipaza, tłuszcze, gł. glicerol, dwunastnica, pH ok. 7 wymagają
fosfolipazy, gliceroestry kw. monoglicerydy, jelito cienkie emulgacji
kolipaza, inne tłuszczowych ... digliceryd, tłuszczów przez
esterazy kw.tłuszczowe kwasy \
ółciowe i
produkty trawienia
enzymy DNA, RNA nukleotydy jelito pH ok. 7 trawienie
nukleolityczne kontaktowe na
kosmkach
Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr A
aszczyca KFZiE UŚl 2009 40
Hormony regulujące czynność przewodu pokarmowego
Parahormon Wydzielony w: Działa na: Powoduje: Mechanizm działania
Gastryna komórki G komórki wydzielanie HCl w fazie \
ołądkowej, wskutek
śluzówki \
ołądka wykładzinowe i i pepsynogenu rozciągania oraz działania
- roznoszona z główne peptonów i aminokwasów na
krwią gruczołów komórki G \
ołądka.
\
ołądka
Enterogastron komórki śluzówka hamuje głównie w fazie jelitowej
śluzówki \
ołądka wydzielanie
dwunastnicy \
ołądkowe
Sekretyna komórki S trzustka - wydzielanie zakwaszenie treści
śluzówki jelit komórki wody i dwunastnicy jest bodz
cem do
kanalikowe wodorowęglanó wydzielania
w
Cholecystokinin komórki I trzustka - wydzielanie bodziec - produkty trawienia
a śluzówki jelit komórki enzymów CCK współdziała z gastryną
= CCK pęcherzykowe trzustki
VIP = komórki H śluzówka hamowanie szerokie działanie m.in.: na
Wazoaktywny śluzówki jelit \
ołądka i jelit, wydzielania ukł. krą\
enia, przemiany w
peptyd jelitowy tak\
e inne układy \
ołądka wątrobie
GIP = Peptyd komórki K śluzówka hamuje wydziel. bodziec - działanie treści jelita
hamujący śluzówki jelit \
ołądka i jelit, \
ołądka, pobudza na komórki K, działanie
czynność tak\
e inne układy w jelitach równie\
na wydzielanie
\
ołądka insuliny
Neurotensyna komórki N trzustka i jelita wzmaga wydziel. bodziec - działanie treści jelita
śluzówki jelit trzustki i jelit na komórki N
Motylina komórki EC mięśniówkę jelit pobudza bodziec - działanie treści jelita
śluzówki jelit i \
ołądka motorykę jelit, na komórki EC
hamuje \
ołądka
Wilikinina komórki mięśniówka skurcze
śluzówki jelit błony śluzowej kosmków
kosmków jelitowych
tak\
e: somatostatyna
identyczna z podwzgórzowym hormonem hamującym uwalnianie hormonu wzrostu =
SRIF = GIH
Motoryka przewodu pokarmowego:
" ruchy \
ucia i przełykania - koordynacja zamykania głośni
" ruchy perystaltyczne przełyku
" napięcie, skurcze głodowe, ruchy masowe i ruchy perystaltyczne \
ołądka - otwieranie
wpustu i odz
wiernika
" 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 A
aszczyca KFZiE UŚl 2009 41
Odruch \
ołądkowo-krętniczy (masowy): na rozciągnięcie \
ołądka - fala perystaltyczna w
jelitach
Odruch krętniczo-\
ołądkowy: na rozciągnięcie jelit - hamowanie skurczów \
ołądka
Odruch jelitowo-jelitowy: na podra\
nienie jelit - hamowanie czynności jelit
Odruch wymiotny - na jaki bodziec? ...
Wa\
ny 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
krzy\
owego
" zwieracz zewnętrzny odbytu - motoneurony kontrolowane korowo (drogi piramidowe)
prawo cefalokaudalnego następstwa w rozwoju motoryczności
Wątroba
Dziesięć wa\
nych czynności wątroby:
1. wychwytywanie, magazynowanie, uwalnianie metabolitów, np.: glukozy (glikogenu),
aminokwasów, WKT, cholesterolu, witamin, mikroelementów
2. przemiany metabolitów, np.: aminokwasów w glukozę, glukozy w kwasy tłuszczowe i na
odwrót,
3. wytwarzanie mocznika z produktów dezaminacji aminokwasów
4. przetwarzanie i usuwanie produktów rozpadu hemoglobiny ( \
ółtaczka)
5. detoksykacja trucizn, tzw. utlenianie mikrosomalne, sprzęgania hipuranowe, glukuranowe,
merkapturowe ..., wiązanie trujących metali z metalotioneiną ...
6. inaktywacja hormonów, np.: T3/T4, androgenów, kortyzolu ...
7. produkcja i wydzielanie \
ółci i jej składników: kwasy cholowe (z cholesterolu), bilirubina,
...
8. produkcja białek osocza krwi, np. alfa i beta-globulin
9. przejściowe, czynnościowe magazynowanie krwi
10.produkcja ciepła - termogeneza bezdr\
eniowa
W wątrobie zbiegają się tętnice (od serca i płuc), \
yły wychodzące z \
yły wrotnej (od
przewodu pokarmowego), \
yły wychodzące do \
yły czczej (do serca) i przewody \
ółciowe
zaczynające się w kanalikach \
ółciowych - między tymi naczyniami zachodzi wymian
substancji za pośrednictwem hepatocytów (komórek wątroby)
Przemiana materii i pokrycie zapotrzebowania energetycznego w pracy
śyjąc i pracując zu\
ywamy energię
Podstawową przemianę materii (PPM) definiuje się operacyjnie
Trzeba rozró\
niać Przemianę Materii (PM)
- czyli ilość energii produkowana przez cały organizm w jednostce czasu.
Od Intensywności Przemiany Materii (IPM)
- wielkość przemiany materii przeliczona na jednostkę masy ciała (IPM = PM / MC)
Jednostką są waty [W] lub d\
ule (joule) na jednostkę czasu [J/dobę] lub tradycyjnie
 małe kalorie na jednostkę czasu [cal/min]
lub  du\
e kilokalorie na jednostkę czasu [kcal/dobę]
Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr A
aszczyca KFZiE UŚl 2009 42
Warunki pomiaru PPM (def.)  czyli obowiązkowej przemiany materii koniecznej do \
ycia
 bez zbytków i wydatków na dodatkowe czynności jak jedzenie, praca .. etc:
- na czczo - 12-16 godzin po posiłku, w spoczynku, le\
ąc, w stanie czuwania,
- w warunkach komfortu termicznego - temperatura optymalna
(18-22oC w ubraniu, 28oC bez ubrania),
Oprócz PPM wyró\
nia się tak\
e inne wskaz
niki przemiany materii np.:
SDPM - średnią dobową przemianę materii,
PM, (CPM) - czynnościową, chwilową przemianę materii, itp.
Przemiana materii zale\
y 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,
gdy\
powierzchnia ciała rośnie ze wzrostem masy ciała.
Zgodnie z prawem Rubnera większe organizmy mają większą przemianę materii, ale
mniejszą intensywność przemiany ni\
małe organizmy - dzieci muszą więc więcej
zjadać w przeliczeniu na masę ciała ni\
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 ju\
od 150 lat
Aby obliczyć dobowe zapotrzebowanie na energię trzeba zacząć od przemiany podstawowej
Np. wzorami Harrisa i Benedicta
mę\
czyz
ni: 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 przybli\
eniu
mę\
czyz
ni: 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, mo\
na mierzyć lub
szacować w przybli\
eniu 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 A
aszczyca KFZiE UŚl 2009 43
dla osoby studiującej, w mieście, bez dodatkowych obcią\
eń fizycznych
SDPM = 1.5 PPM [kcal/24 h]
Wariant dokładny - tablicowy:
SDPM = PPM + Ł (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,
Ł - 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
Wa\
yć 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
BIAA
KA: 10 - 15 % UWb = 0.10 - 0.15 (0,5-1,0 g/kg m.c.)
TA
USZCZE: 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 ju\
łatwo wyliczyć zapotrzebowanie energetyczne (ZE) na poszczególne składniki
pokarmu.
CUKROWCE: UWc = 0.60 ; ZEc = SDPM � UWc [kcal/24 h]
BIAA
KA: UWb = 0.10 ; ZEb = SDPM � UWb [kcal/24 h]
TA
USZCZE: 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]
BIAA
KA WEb = 4.1 kcal/g MSPb = ZEb / WEb [g /24 h]
TA
USZCZE WEt = 9.1 kcal/g MSPt = ZEt / WEt [g /24 h]
Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr A
aszczyca KFZiE UŚl 2009 44
Teraz najgorsze - Ustalenie składu diety dobowej pokrywającej obliczone zapotrzebowanie
pokarmowe.
Nale\
y dobrać takie produkty spo\
ywcze dostępne w handlu i w takich ilościach aby
zawierały wyznaczone ilości cukrów, białka i tłuszczów.
Poniewa\
produkty spo\
ywcze zawierają równocześnie ka\
dy z tych trzech składników
niezbędne jest \
mudne dopasowywanie, które ułatwia nieco fakt, \
e bilans musi się zgodzić w
okresie kilku dni.
Dane znalez
ć mo\
na w tabelach zamieszczanych w podręcznikach dietetyki.
W \
artach mo\
na 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
\
elatyna
" 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 A
aszczyca KFZiE UŚl 2009 45
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 zało\
eniu, \
e przyczyną nadwagi jest zaburzona przemiana
węglowodanów, zaleca całkowitą eliminację węglowodanów (ry\
, ziemniaki, chleb, warzywa, owoce,
słodycze) i spo\
ywanie 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 spo\
ywać 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
spo\
ycia 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 zało\
eniu, \
e glukoza z trawienia wielocukrów powoduje wyrzut serotoniny i
blokadę łaknienia, wyklucza mięsa i sosy oraz słodycze, zaleca niskokaloryczne produkty zbo\
owe i jarzyny
oraz owoce, owoce morza i oliwę. Czas do 2 tygodni.
W zasadzie poprawna.
" Dieta ry\
owa: oparta na eliminacji cię\
kostrawnych produktów mięsnych i tłuszczowych oraz nadmiaru
cukrów prostych, zaleca ry\
pełny, ser, owoce i jarzyny jako podstawę \
ywienia przez 6 tygodni
W zasadzie poprawna dietetycznie
" Dieta rozdzielająca Diamondów, Fergie, Haya: bazuje na wątpliwym zało\
eniu, \
e łączenie ró\
nych
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 od\
ywiania
Błędne zało\
enie  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 zło\
onych oraz słodkich
owoców (maksimum 50 g węglowodanów dziennie), zaleca spo\
ywanie 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 równie\
w postaci lekkostrawnych potraw, w trzecim dniu wyłącznie
owoce  powtarzana raz na kwartał
Wątpliwe zało\
enie.
" Dieta 1000 kcal: oparta o ograniczenie kaloryczności oraz ograniczenie produktów mięsnych i tłuszczów
Wegetarianizm
Białka roślinne mają inny skład aminokwasowy ni\
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 tak\
e dwukarboksylowych.
Pepsyna Trypsyna Chymotrypsyna
Glu, Asp, Fen, Tyr, Tre? Liz, Arg Fen, Tyr, Leu?
Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr A
aszczyca KFZiE UŚl 2009 46
śywienie mo\
e być problemem społecznym
Bulimia czyli wilczy apetyt  \
arłoczność 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 spo\
yciem nawet 40 tys. kcal
" po ob\
arstwie zachowanie mające nie dopuścić do przybrania na wadze:
prowokowanie wymiotów, u\
ycie 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 \
ołądka (wskutek rozciągania),
uszkodzenie tylnej ściany gardła i przełyku (do zerwania łącznie), powiększenie ślinianek (twarz
chomika), rozstępy skórne na brzuchu, biegunki lub zaparcia, hipokalemia, zaburzenia krą\
eniowe do
ostrej, śmiertelnej niewydolności krą\
enia włącznie,
Jadłowstręt psychiczny (anorexia nervosa)
Objawy jadłowstrętu psychicznego (najczęściej /ok. 1/500 - 1/1000/ u dziewcząt, średnio ok. 17 roku \
ycia):
" gwałtowna utrata masy ciała o nawet 25%
" nadmierna aktywność: nerwowość, bezsenność
" obsesja na punkcie diety i odchudzania niezale\
nie od rzeczywistych wskaz
ników
" obsesja na punkcie po\
ywienia: chory du\
o czasu poświęca na przygotowanie po\
ywienia 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 mo\
na zarobić miliardy
Dwie pułapki odchudzania:
" kompensacyjne obni\
enie przemiany i termogenezy w warunkach zmniejszonej poda\
y 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 gdy\
efekty uboczne: uzale\
nienia i nadciśnienie
płucne, nowy środek serotoninomimetyczny trzeciej generacji - sibutramina - wydłu\
a działanie synaptyczne
serotoniny (blok wychwytu?), hamuje łaknienie, minimalizuje skutki uboczne, tj. zwiększoną potliwość,
suchość w ustach, bezsenność, podwy\
szone ciśnienie tętnicze i częstość serca, - nie dłu\
ej ni\
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 u\
ycia 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),
tak\
e heksaester sorbitolu, który testowano początkowo
Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr A
aszczyca KFZiE UŚl 2009 47
TROCH
PRAKTYKI DLA PRZEWRAśLIWIONYCH.
Nale\
na masa ciała - NMC prawdę Ci powie.
Wzór do oceny nale\
nej masy ciała populacji polskiej, wg Pottona adaptowane przez Tatonia
mę\
czyz
ni: NMC = 0.95 (W - 100)
kobiety: NMC = 0.90 (W - 100)
gdzie: NMC = nale\
na 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 ni\
20%, to mówimy o otyłości
WPMNC = (MC / NMC - 1) � 100%
Wskaz
nik 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 (powy\
ej 88 cm - otyłość)
u mę\
czyzny - do 94 cm (powy\
ej 102 cm - otyłość)
WHR (waist-to-hip ratio)  wskaz
nik smukłości talii
WHR = obwód talii / obwód bioder
u kobiety - do 0,80 opt. 70
u mę\
czyzny - do 1,00 opt. 90
Fizjologiczny przyrost masy ciała u kobiet z wiekiem względem masy ciała w 20 roku \
ycia:
30 r.\
. - 5%, 40 r.\
. - 10%, >50 r.\
. - 15%,
Ocena ilości tkanki tłuszczowej.
% Tk. tłuszczowej = 1,2 � BMI + 0,23 Wiek [lat] - 10,8 Płeć - 5,4
gdzie: Płeć = 1 dla mę\
czyzn i 0 dla kobiet
Otyłość: > 15-20% - mę\
czyz
ni, > 25-30% - kobiety.
Ocena otyłości:
BMI Ocena Ryzyko chorób Cholesterol Zalecenia
i ciśnienie krwi
<18,5 niedowaga niskie kontrolować i utrzymywać masę ciała
18,5 - 24,9 norma średnie kontrolować i utrzymywać masę ciała
>25 nadwaga podwy\
szone
25 - 29,9 okres przed podwy\
szone w normie kontrolować i utrzymywać masę ciała,
otyłością ćwiczyć
podwy\
szone dieta niskokaloryczna, ćwiczyć,
schudnąć o 5 kg w ciągu kwartału,
30 - 34,9 otyłość I stopnia umiarkowanie podwy\
szone dieta niskokaloryczna, ćwiczyć,
podwy\
szone schudnąć o 5-10% w ciągu kwartału,
zastosować leczenie farmakologiczne
35 - 39,9 otyłość II stopnia wysokie wysokie ćwiczenia i kompleksowe leczenie
dietetyczne oraz farmakologiczne,
zredukować masę o ponad 10%
>40 otyłość III stopnia bardzo wysokie wysokie, terapia indywidualna, mo\
liwy
powikłania leczenie chirurgiczne (mały \
oładek)
otyłości redukcja masy o 20-30%
W II Klinice Chirurgii Ogólnej i Naczyń Śl.A.M. w Zabrzu odnotowano przypadek BMI = 82 u 30-letniego
mę\
czyzny o wzroście 178 cm i masie 260 kg.
Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr A
aszczyca KFZiE UŚl 2009 48
Wiedzą co zjedzą
Kody środków ulepszających \
ywność i kosmetyki - INS - międzynarodowy
system oznaczeń
Zawarte m.in. w Codex Alimentarius (Komisja Kodeksu śywnościowego FAO/WHO)
BARWNIKI
E 100 - kurkumina z korzenia Curcuma longa L. , barwnik \
ółty, słabe działanie przeciwzapalne
E 101, E 101a - ryboflawina i jej sól sodowa, barwnik \
ółty, witamina B2
E 102 - tartrazyna, barwnik \
ółty, brak dowodów na szkodliwość
E 104 - \
ółcień chinolinowa - brak dowodów na szkodliwość
E 110 - \
ółcień 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 u\
ywany w Danii
E 124 - ponceau 4R, ponceau 6R, czerwień koszenilowa, z koszenili lub syntetyk, wycofany przez
FDA, u\
ywany w Danii
E 127 - erytrozyna, czerwień \
ywnościowa, 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, u\
ywany 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 \
ółty
E 160 b - annato, ekstrakt z nasion Bixa orellana, barwnik \
ółty
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, zbli\
one do karotenoidów i witaminy A, niekoniecznie aktywne,
barwniki od \
ółtości 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 \
ucia i gumy do \
ucia
E 172 - tlenki i wodorotlenki \
elaza
E 173 - aluminium, w pyle, do uzyskiwania srebrnej barwy
E 174 - srebro metaliczne, w pyle
E 175  listki złota
KONSERWANTY
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 A
aszczyca KFZiE UŚl 2009 49
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
ANTYUTLENIACZE
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, ...
Tak\
e E 270  kwas mlekowy
ZAG
STNIKI
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 ni\
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
Tak\
e \
elatyna
Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr A
aszczyca KFZiE UŚl 2009 50
MODYFIKATORY WA
ASNOŚCI 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 - \
elazocyjanek potasu - od\
elaziacz 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 ni\
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
ENZYMY
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
Tak\
e:
jodek potasu, witaminy, siarczan \
elaza, 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 A
aszczyca KFZiE UŚl 2009 51
GRUPY 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 spo\
ywczych przeznaczonych dla dzieci poni\
ej 3 r.\
.)
8. Zagęstniki i substancje \
elujące
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 \
ycie rozporządzenie ministra zdrowia w sprawie rodzajów i dopuszczalnych
ilości substancji dodatkowych dodawanych do środków spo\
ywczych i u\
ywek
" dotychczasowa lista - 180 pozycji
" nowa lista - 365 pozycji - zgodna z bardziej liberalną listą Unii Europejskiej
Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr A
aszczyca KFZiE UŚl 2009 52
WYDALANIE
Wydalanie (definicja) - to nie jest usuwanie resztek niestrawionego
pokarmu.
Rozró\
nij 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 mią\
szem
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 du\
o - nie
przekroczą progu nerkowego - pojemności systemu wchłaniającego,
np.: glukoza - próg 180 mg/100 ml krwi
tak\
e: 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 � VU / P.
gdzie: U - stę\
enie w moczu, P. - stę\
enie w osoczu, VU - 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, chocia\

mo\
e być te\
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 A
aszczyca KFZiE UŚl 2009 53
REGULACJA CZYNNOŚCI WYDALNICZYCH NERKI
Utrata wody wskutek np. pocenia Utrata krwi
Obni\
enie ciśnienia i objętości krwi
Wzrost
stosunku stę\
eń Na/K
Wzrost Obni\
enie
BARORECEPTORY
w osoczu krwi
stosunku stę\
eń Na/K ciśnienia krwi
WOLUMORECEPTORY
w moczu wtórnym w w tętniczkach
kanalikach dalszych doprowadzających nerki
UKA
.
WSPÓA
CZULNY
APARAT PRZYKA

BUSZKOWY NEFRONÓW W NERCE
PODWZGÓRZE
Uwalnianie RENINY
Wydzielenie
Aktywacja ANGIOTENSYNOGENU osocza
WAZOPRESYNY
ANGIOTENSYNA AKTYWNA
PRAGNIENIE
KORA
NADNERCZY
T
TNICZKI DOPROWADZAJ
CE
NACZYNIA
NERKI
OPOROWE
SERCE
Zwę\
enie
Obni\
enie filtracji
Reakcja presyjna
Wydzielenie
Zwę\
enie
ALDOSTERONU
Wzrost ukrwienia Wzrost przepuszczalności
Wzrost resorpcji Na
 od\
ywczego nerki dla wody kanalików
Wzrost utraty K
Wzrost resorpcji wody
OSZCZ
DZANIE WODY
MIKCJA - 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 prą\
kowany 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
Fizjologia i ergonomia - Czynniki środowiska II, Piotr A
aszczyca KFZiE UŚl 2009 54