Możliwe terminy egzaminu:

25-26 styczeń początek sesji

1-2 lutego

8-9 lutego

Układ oddechowy – pobieranie tlenu przez organizm

Dostarczanie tlenu do mięśni uwarunkowane:

-ilością tlenu pobranego w czasie oddychania;

-wydolnością płuc;

-stopniem utlenowania hemoglobiny we krwi.

Wentylacja płuc

Przepływ gazów przez płuca wyrażony jako objętość w jednostce czasu:

Rozpoczęcie wysiłku

-zwiększenie częstości oddechu i objętości oddechowe (objętości powierza wdychanego);

-wzrost wentylacji minutowej V_E;

-po ok. 2 – 3 min faza równowagi podczas ciężkiego wysiłku utrzymuje się krótko i wentylacja płuc nadal rośnie.

Objętość oddechowa - objętość powietrza wdychanego w czasie każdego wdechu.

Wentylacja minutowa V_E - ilość powietrza przepływającego przez płuca w jednostce czasu.

Hiperwentylacja - nadmierny wzrost wentylacji w stosunku do obciążenia (zwiększenie odczucia ciężkości wysiłku).

Wentylacja minutowa V_E a pobieranie tlenu:

Liniowa zależność miÄ™dzy V_E i VO₂ (V_E/VO₂>25)przy obciążeniach wysiÅ‚kowych przy których zapotrzebowanie na tlen nie przekracza 50-70% VO_2max.

Dostarczenie odpowiedniej ilości tlenu do mięśni

1.Zwiększenie ogólnego przepływu krwi tzw. objętości minutowej serca.

2.Zwiększenie wychwytywania tlenu z krwi przepływającej przez mięśnie.

Układ krążenia

Objętość minutowa serca – objętość krwi przepompowanego przez serce do naczyń tętniczych w jednostce czasu.

-w spoczynku 5l/min;

-wzrost proporcjonalny do obciążenia do 20-25 l/min przy obciążeniu maksymalnym u ludzi o przeciętnej wydolności fizycznej;

-wzrost dzięki zwiększeniu częstości skurczów serca HR i objętości krwi wtłaczanej do aorty w czasie każdego skurczu – objętości wyrzutowej serca.

Wydolność układu krążenia

1. Wzrost przepływu krwi przez mięśnie podczas ciężkiego wysiłku z 30 - 40 ml/min/kg do 1l/min/kg

2. zwiększenie częstości skurczów serca proporcjonalnie do intensywności pracy (z 60-80 do 175-180 uderzeń/min u osób niewytrenowanych).

3.Częstość skurczów serca HR – najłatwiejszy do zmierzenia wskaźnik reakcji układu krążenia na wysiłek (elektrokardiogram, pomiar tętna na dużych naczyniach).

Częstość skurczów serca HR

-zwiększa się po rozpoczęciu pracy i po ok. 2-5 min stabilizuje na poziomie odpowiadającym intensywności pracy lub osiąga wartość maksymalną;

- przy dużym obciążeniu liniowa zależność HR od intensywności wysiłku, zależna od

-wydolności fizycznej

-wielkości grupy mięśni zaangażowanych do wykonania tej samej pracy

Zależność miÄ™dzy czÄ™stoÅ›ciÄ… skurczów serca HR a pobieraniem tlenu VO­₂

1.Osoba o dużej wydolności fizycznej – linia ciągła osoba i małej wydolności fizycznej linia przerywana (S. Kozłowski K. Nazar, 1995)

2.Czestość skurczów serca HR u tej samej osoby podczas pracy rąk i nóg (ta sama praca wykonywana za pomocą małych i dużych mięśni). (E. Assmussen, J. Hemmingsen, 1958)

Liniowa korelacja miedzy częstością skurczów serca HR a pobieraniem tlenu podczas obciążenia wysiłkowego:

-w zakresie od 120 do 200 skurczów/min (HR_max)można pominąć wpływ emocjonalny

-przy niedużym obciążeniu większe prawdopodobieństwo przypadkowych zmian tętna.

Zmiany ciśnienia tętniczego w czasie wysiłku dynamicznego

1.Wzrost ciśnienia skurczowego krwi proporcjonalny do wielkości obciążenia o ok. 50-90% w stosunku do stanu spoczynkowego (180-200 mm Hg u osób niewytrenowanych).

2.Nieznaczny wzrost, brak zmiany lub nawet spadek ciśnienia rozkurczowego.

3.Inna reakcja układu krążenia na wysiłek statyczny i dynamiczny.

Zmiany ciśnienia tętniczego w czasie wysiłku statycznego

1.Charakterystyczny duży wzrost ciśnienia tętniczego.

2.Wzrost ciśnienia tętniczego mniejszy gdy ten sam opór zewnętrzny pokonywany jest przez dużą grupę mięśni.

Ocena obciążenia wysiłkiem fizycznym

Fizjologia pracy - obciążenie pracą

Ocena obciążeniem wysiłkiem fizycznym dynamicznym

1.Ocena ciężkości pracy za pomocą intensywności wysiłku (obciążenia względnego).

2.Ocena ciężkości pracy za pomocą energetycznego komponentu wysiłku fizycznego(wykonanej przez organizm pracy) – wydatku energetycznego.

3.Subiektywna ocena odczucia ciężkości wysiłku.

Obliczanie obciążenia względnego przy intensywnym wysiłku:

(VO₂/VO_2max)*100% =(HR_w - HR_r / HR_max - HR_r)*100%

HR_w – częstość skurczów serca w czasie pracy

HR_r – częstość skurczów serca w czasie odpoczynku

HR_max=220-wiek

Klasyfikacja ciężkości pracy na podstawie wielkości pobierania tlenu

Praca	%VO2max
Lekka	<10%
Średnio ciężka	10-30%
Ciężka	30-50%
Bardzo ciężka	>50%

Maksymalna częstość skurczów serca HR_max

1. 200 skurczów/min osoba 20 letnia – 10 skurczów/min co 10 lat

2. HR_max=200-wiek (PL)

3. HR_max=220-wiek (USA)

Metody oceny i pomiaru wydatku energetycznego

Wydatek energetyczny - ilość energii cieplnej produkowanej przez organizm podczas wykonywania czynności roboczej.

1.Metody chronometrażowo-tabelaryczne (szacunkowe).

2.Bezpośredni pomiar wydatku energetycznego.

3.Metody gazometryczne (pomiar iloÅ›ci tlenu koniecznego do podtrzymania procesów pracy VO₂, pomiar wentylacji pÅ‚uc).

4.Pomiar częstości skurczów serca HR.

Intensywność wysiłku fizycznego

Wydatek energetyczny

pochłanianie tlenu wentylacja częstość skurczów serca

Aby wyliczyć wydatek energetyczny należy:

-przeprowadzić chronometraż czynności roboczych w ciągu zmiany roboczej, wyodrębniając powtarzające się cykle czynności głównych pomocniczych i przerw w pracy;

-przeprowadzić pomiar wydatku energetycznego dla każdej czynności lub cyklu;

Lub

-dokonać wyliczenia wydatku energetycznego netto dla poszczególnych czynności i cykli;

-podsumować wartości wydatku energetycznego wszystkich cykli roboczych oraz przerw w celu uzyskania globalnej wartości na całą zmianę roboczą.

Szacunkowa ocena ciężkości wykonywanej pracy

Metody chronometrażowa - tabelaryczna

1.Na podstawie tabel przedstawiających szacunkowe wielkości jednostkowego wydatku energetycznego dla niektórych zawodów/prac – tablice Lehmana (25 rodzajów czynności i różne warunki ich wykonywania).

2.Na podstawie uproszczonych tabel do obliczania wydatku energetycznego.

Metoda chronometrażowo – tabelaryczna:

1.Analiza procesu pracy.

2.Chronometraż czynności – rodzaj i czas wykonywania.

3.Uwzględnienie wydatku energetycznego w czasie przerw.

4.Stosowanie współczynnika 0,85 przy obliczaniu wydatku energetycznego dla kobiet:

-łatwość stosowania (nie stosuje się aparatury);

-dokonywania oceny nie ma wpływu na czynności pracownika;

-ocena możliwa z dokładności do 10% (błąd możliwy do zaakceptowania w badaniach o charakterze praktycznym).

Bezpośredni pomiar wydatku energetycznego

Pomiar ilości pobranej energii – pomiar niemożliwy organizm magazynuje pewne ilości pobranych składników żywnościowych

?

Pomiar wydatku energetycznego – metoda kalorymetrii bezpośredniej – bezpośredni pomiar ilości ciepła produkowanego przez organizm możliwy tylko w komorach

kalometrycznych (niemożliwy w praktyce przemysłowej).

Ocena wydatku energetycznego

Pomiar iloÅ›ci tlenu koniecznego do podtrzymania procesów pracy VO₂ pomiar wydatku energetycznego

Organizm nie magazynuje tlenu koniecznego do podtrzymania procesów pracy

pomiar ilości tlenu = pośredni pomiar wydatku energetycznego

Metody gazometryczne

Pomiar ilość tlenu VO₂ – metody gazometryczne:

1.Metoda kalorymetrii pośredniej

-zapotrzebowanie tlenowe – miara intensywności wysiłku;

-pomiar iloÅ›ci tlenu pobieranego przez organizm wielkość wydatku energii VO₂.

2.Pomiar wentylacji płuc podczas pracy

Metoda kalorymetrii pośredniej

1.Pomiar wentylacji minutowej płuc (objętość powietrza wydychanego w jednostce czasu przez badaną osobę).

2.Wyliczenie objÄ™toÅ›ci tlenu pobieranego w ciÄ…gu minuty VO₂ wg wzoru

VO₂=[(100-FeO₂-FeCO₂)/(100-FiO₂)]*(FiO₂ – FeO₂)*V_E*10^-2

Gdzie:

-VO₂ - pobieranie tlenu l/min;

-FeO₂ - zawartość procentowa tlenu powietrza wydychanego;

-FeCO₂ - zawartość procentowa CO₂ w powietrzu wydychanym;

-FiO₂ - zawartość procentowa tlenu w powietrzu wdychanym (20,93% dla powietrza

atmosferycznego w normalnych warunkach);

-V_E - wentylacja minutowa (ilość powietrza przypływającego przez płuca w jednostce

czasu.

Wydatek energetyczny brutto=

ilość tlenu zużytego w jednostce czasu* równoważnik energetyczny tlenu

Równoważnik energetyczny tlenu EqO₂ – wartość energii zużytej na spalanie substancji organicznych poza organizmem odpowiadajÄ…ca energii powstaÅ‚ej przy żuciu 1l tlenu w procesach utleniania w organizmie;

-wartoÅ›ci EqO₂: 19,6 – 21,1 kJ/l tlenu (4,69-5,05 kcal) zależnie od spalanej substancji (odpowiednio tÅ‚uszcz-najniższa; glukoza-najwyższa)

-odczyt ilorazu oddechowego za pomocą RQ = objętość wydalonego dwutlenku węgla/ objętość zużytego w tym samym czasie tlenu

RQ=VCO2/VO2

Uwagi:

1. Obliczany wydatek energetyczny jest wydatkiem brutto (tabelaryczne klasyfikacje ciężkości pracy dla zmiany roboczej – wartości netto).

2. Stosuje się chronometraż pracy oznaczenie wydatku energetycznego dla poszczególnych czynności roboczych + mnożenie przez czas wykonywania czynności + sumowanie

3. Metoda najdokładniejsza (maksymalny możliwy błąd 3% zwykle błąd nie przekracza 1%)

4. Wymaga dokonywania pomiarów wentylacji minutowej, zużycia tlenu i wydalania dwutlenku węgla nie zawsze możliwych w warunkach przemysłowych.

Metoda kalorymetrii pośredniej w praktyce

Określenie zawartości tlenu w powietrzu wdychanym i wydychanym za pomocą aparatu do pomiaru wymiany gazowej:

1. Przenośne respirometry w formie plecaków do pomiarów terenowych (bezpośredni odczyt wentylacji minutowej płuc, pobieranie tlenu wydalania dwutlenku węgla, współczynnika oddechowego i wydatku energii)

2. Mierniki CIOP rejestrujących objętości powietrza wydychanego do pomiarów stanowiskowych