1.1.1

Parametry fizjologiczne oceny wysiłku fizycznego

- wentylacja płuc i wydatek energetyczny

Wstęp

Badania ergonomiczne pozwalają ustalić zasady i normy dotyczące organizacji pracy, pożądanych cech maszyn i narzędzi oraz parametrów środowiska materialnego. Ich częścią jest fizjologiczna ocena trudności pracy i wydolności fizycznej człowieka. Istnieją zasady i normy, które mają na celu stworzenie właściwego obciążenia fizycznego pracownika.

Zmiany fizjologiczne zachodzące w organizmie w czasie wykonywania pracy zależą w znacznym stopniu od wydatku energetycznego. Do oceny natężenia wysiłku fizycznego pracownika służą odpowiednie wskaźniki fizjologiczne: wentylacja płuc [l/min], częstość skurczów serca (tętno) i temperatura ciała. Znajomość chociażby jednego z tych wskaźników umożliwia określenie wydatku energetycznego [kJ/min].

Zależność zachodzących w czasie pracy zmian fizjologicznych od natężenia wysiłku fizycznego przedstawia tabela ( wg Christensena i Buskirke )

Natężenie wysiłku fizycznego	Wydatek energetyczny ( kJ/min )	Wentylacja płuc ( l/min. )
Bardzo lekki Lekki Średni Ciężki Bardzo ciężki Krańcowo ciężki	< 10.5 10.5 - 21.0 21.0 - 31.5 31.5 - 42.0 42.0 - 52.0 > 52.0	<10 10 - 20 20 - 35 35 - 50 50 - 65 > 65

Wentylacja płuc

Proces wymiany powietrza zachodzący w płucach podczas oddychania, w wyniku którego z organizmu zostaje wydalony CO2. Miarą jest ilość powietrza dostającego się do płuc i wydalanego z nich w czasie 1 min.

Wydatek energetyczny

Ogólnie uznanym miernikiem ciężkości dynamicznej pracy fizycznej jest wydatek energetyczny - ilość kilodżuli [kJ] potrzebnych do wykonania pracy. Wydatek energetyczny wyraża się w tzw. kJ efektywnych, czyli kJ netto, które oblicza się, odejmując je od ogólnej ilości zużytych kJ tzw. brutto , wyrażających wielkość podstawowej przemiany materii.

Całkowity wydatek energetyczny organizmu składa się z dwóch części:

• wydatek związany z czynnościami poza pracą zawodową- wykonywanymi w ciągu doby (przez całe życie)

• wydatek energetyczny związany z pracą zawodową (wzrasta ona wraz ze wzrostem wysiłku fizycznego).

Podczas wykonywania pracy o określonym wysiłku fizycznym organizm ludzki osiąga stan równowagi pomiędzy powstawaniem i wydalaniem produktów przemiany materii towarzyszącej przemianom metabolicznym.

Podczas wykonywania pracy umiarkowanej dostarczana ilość tlenu jest całkowicie wystarczająca dla mięśni biorących udział w procesie pracy, a występująca oszczędność kosztów energii umożliwia znaczne wydłużenie efektywnego czasu pracy. Natomiast w czasie wykonywania pracy dynamicznej często następuje spadek wydajności energetycznej, którego regeneracja nie jest możliwa w czasie stosowanych przerw w pracy.

Wysiłek fizyczny dynamiczny może zaburzyć normalne funkcjonowanie organizmu człowieka między innymi poprzez:

• wywołanie hamowania wydzielania soków trawiennych( w przypadku ciężkich i długotrwałych wysiłków),

• zmniejszenie ilości wody ustrojowej(poprzez pocenie się),

• zmniejszenie objętości krwi bieżącej, zarazem zwiększenie prędkości jej przepływu,

• zwiększenie stężenia potasu i noradrenaliny we krwi,

• zwiększenie aktywności układu współczulnego i rdzenia nadnerczy,

• powodowanie pojawienia się tzw. białkomoczu wysiłkowego(około pół godziny po zakończeniu wysiłku).

Z tego właśnie względy konieczna jest stała kontrola natężenia wysiłku fizycznego podczas pracy.

Pomiary

Na zajęciach laboratoryjnych prowadziliśmy pomiary wskaźników fizjologicznych za pomocą przystosowanego do tego celu roweru - ergonometru.

Miernik składa się z czujnika przepływu powietrza umieszczonego w półmasce i mikroprocesorowego układu przetwarzania umieszczonego w osobnej obudowie. Półmaskę zakłada się na twarz osoby badanej, a układ przetwarzania w obudowie trzymaliśmy w ręku. Wartość wydatku energetycznego i wentylacji płuc uzyskania w czasie badania jest wartością uśrednioną z uwzględnieniem temperatury otoczenia.

Wydatek energetyczny brutto i netto podawany jest w trzech jednostkach: kcal/min, kJ/min i W/m². Do otrzymania prawidłowego wyniku, konieczne jest wpisanie do pamięci miernika, przy użyciu klawiatury, ciężaru ciała, wzrostu, wieku i płci osoby badanej.

Wartości oznaczone podczas ćwiczenia dla trzech kolejnych osób przedstawia tabela:

		Szymon	Zuza	Marcin
Wentylacja płuc [l/min]		32,6	27,6	28,2
Wydatek energet. brutto	[kcal/min]	8,93	7,41	7,59
		[kJ/min]	7,61	6,46	6,38
		[W/m2]	368,5	326,4	284,7
	Wydatek energet. netto	[kcal/min]	37,3	31,0	31,7
		[kJ/min]	31,5	27,0	26,7
		[W/m2]	262,9	284,5	239,3

Wnioski:

Na podstawie uzyskanych wyników i tabeli wzorcowej zamieszczonej we wstępie możemy wnioskować, iż natężenie wysiłku fizycznego podczas wykonywanego ćwiczenia może zostać określone jako „średnie”, we wszystkich trzech przypadkach.

Wartości wydatków energetycznych nie są na tyle wysokie, aby wykonywany wysiłek niebezpiecznie zaburzał normalne czynności fizjologiczne organizmu.

---