WSKAŹNIKI WYDOLNOŚCI CZŁOWIEKA KOSZT FIZJOLOGICZNY PRACY I KOSZT ENERGETYCZNY.PODSTAWOWE POJĘCIA

koszt fizjologiczny różni się od pojęcia koszt energetyczny. koszt energetyczny wykonywanej pracy możemy precyzyjnie zmierzyć. obciążenie fizjologiczne związane jest z funkcjonowaniem narządów
i układów człowieka związanych z charakterem wykonywanej pracy i nie ma obiektywnych metod które by pozwalały je dokładnie określić . funkcja układu pokarmowego, krążenia i innych ma związek z charakterem wykonywanej pracy w sensie obciążenie jak i towarzyszącym stresem i emocjami. trudno jest znaleźć bezpośredni związek między tymi zależnościami chociaż związek taki niewątpliwie istnieje. POMIAR WYDATKU ENERGETYCZNEGO

WYDATEK ENERGETYCZNY - często jest stosowany jako energetyczne kryteria ciężkości pracy fizycznej. Do oceny ciężkości pracy wykorzystywana jest wielkość wydatku energetycznego w ciągu zmiany roboczej.

METODY POMIARU WYDATKU ENERGETYCZNEGO:
-kalorymetria bezpośrednia
-kalorymetria pośrednia
-chronometrażowa (tabelaryczna wg Lehmana)
-oceny na podstawie mechanicznego efektu pracy
-oceny na podstawie zmian fizjologicznych
-oceny uciążliwości wynikającej z wysiłków statycznych
-oceny uciążliwości związanej z monotypowością ruchów roboczych
-badanie „odnowy tętna”

METODY TABELARYCZNE
Przy braku możliwości wykonywania pomiaru wydatku energetycznego jedną z wymienionych wcześniej metod wartości te możemy określić za pomocą szacunkowej metody chronometrażowo-tabelarycznej, odczytując z tabeli wartość wydatku energetycznego dla typowych czynności.

METODY OCENY CIĘŻKOŚCI PRACY NA PODSTAWIE ZMIAN CZĘSTOŚCI SKURCZÓW SERCA (częstości tętna)
Każda praca fizyczna a dynamiczna szczególnie powoduje pobudzenie układu krążenia i oddechowego oraz mechanizmów termoregulacji. Jest to związane z pokryciem większego zapotrzebowania pracujących mięśni na tlen i substraty energetyczne pochodzące ze źródeł pozamięśniowych oraz stanowi efektywne usuwanie z mięśni produktów przemiany materii i nadmiarów wyprodukowanej energii, zapobiegając tym samym wzrostowi temperatury ciała. Analiza częstości skurczów serca podczas pracy jest parametrem często stosowanym do oceny ciężkości pracy.

Powyższa metoda ma zastosowanie jedynie w przypadku pracy dynamicznej z zaangażowaniem dużych grup mięśniowych. Zależność między częstością skurczów serca i kosztem energetycznym prac może być opisana następującym wzorem:
M = 4,0 x HR - 225
M - koszt energetyczny pracy mierzony
w watach; HR - częstość skurczów serca

METODA KALORYMETRII BEZPOŚREDNIEJ - wydatek energetyczny człowieka podczas wysiłku można ocenić na podstawie pomiaru ilości ciepła wytworzonego w organizmie metoda kalorymetrii bezpośredniej, wykonywanego w specjalnych komorach (laboratoriach) kalorymetrycznych

METODA KALORYMETRII POŚREDNIEJ - opiera się na zależności między ilością pobieranego przez organizm tlenu w jednostce czasu a ilością energii uwolnionej w procesach metabolicznych. Kalorymetria pośrednia jest szczególnie przydatna podczas wysiłków, w których przeważają procesy tlenowe (aerobowe).
 

Przydatność pracownika do zróżnicowanych poziomów uciążliwości pracy można określić próbą Martineta, polegającą na:
• pomiarze tętna spoczynkowego P1,
• wykonaniu 10 przysiadów w odstępach jednosekundowych,
• pomiarze tętna natychmiast po wykonaniu tych przysiadów P2,
• pomiarze tętna po upływie jednej minuty po zaprzestaniu wykonywania przysiadów P3.
• otrzymane wartości podstawiamy do wzoru na wskaźnik Ruffiera
Wr = (P1 +P2 +P3)-200 / 10

Po otrzymaniu wyniku umiejscawiamy badanego człowieka w odpowiedniej kategorii:
• 0 - zdolny do każdego wysiłku (bardzo dobry)
• 0-5 - zdolny do dużego wysiłku (dobry)
• 5-10 - zdolny do umiarkowanego wysiłku (dość dobry)
• 10-15 - zdolny do lekkiego wysiłku (dostateczny)
• 15-20 - niezdolny do pracy fizycznej (niedostateczny)

Metabolizm stanowi istotę życia.
Jest całokształtem przemian materii i energii zachodzących w organizmie. Wszystkie procesy metaboliczne łączą się w organizmie w całość i wzajemnie się warunkują. Metabolizm składa się z procesów katabolicznych i anabolicznych.

Anabolizmem nazywamy zespół reakcji, w których są syntetyzowane składniki komórkowe
o skomplikowanych strukturach, ze składników o prostych strukturach, dopływających do komórki
z zewnątrz lub powstających w reakcjach katabolicznych w komórce. Reakcje te wymagają energii, nazywane są endoergicznymi.

Katabolizm - to zespół reakcji, w których następuje degradacja dużych i skomplikowanych związków do mniejszych. W czasie reakcji katabolicznych wydzielana jest energia, która magazynowana jest w wysokoenergetycznych związkach fosforanowych. Reakcje kataboliczne nazywamy egzoergicznymi.

W organizmie równocześnie część związków ulega rozpadowi, a część odnowie.
Mogą występować stany:

Anabolizm > Katabolizm -
więcej jest w organizmie reakcji anabolicznych, czyli więcej związków powstaje niż się rozpada. Taka sytuacja występuje w czasie wzrostu, w czasie rekonwalescencji po chorobie,w okresie jesiennym przed zimą.

Anabolizm < Katabolizm -
więcej jest w organizmie reakcji katabolicznych niż anabolicznych, czyli więcej się związków rozpada niż powstaje. Taka sytuacja występuje w okresie starzenia się organizmu, w czasie choroby, w czasie wysiłku fizycznego

Anabolizm = Katabolizm -
jest stanem, w którym utrzymuje się w komórce i organizmie zawartość związków chemicznych na stałym poziomie. Jest to stan idealny.

Deficyt tlenowy - udział procesów beztlenowych w pokrywaniu zapotrzebowania energetycznego mięśni jest różny w zależności od czasu trwania wysiłku i jego intensywności.
Dług tlenowy - nadwyżka pochłaniania tlenu w stosunku do wartości przedwysiłkowych występującą po zakończeniu pracy mięśniowej.

Pojemność życiowa płuc - to ilość powietrza jaka może być wprowadzona do płuc po uprzednim maksymalnym wdechu (spirometr, oddychania), wynosi średnio 3500 cm3 (4500cm3 u mężczyzn, 3200cm3 u kobiet), na co składa się ilość powietrza zwana powietrzem oddechowym (500cm3), powietrzem uzupełniającym (1500cm3) i powietrzem zapasowym (1500cm3),

BADANIA REALIZOWANE SĄ „METODĄ CHRONOMETRAŻOWO - TABELARYCZNĄ LEHMANNA” LUB „METODĄ OPARTĄ NA WYNIKACH POMIARU OBJĘTOŚCI WYDYCHANEGO POWIETRZA, CZYLI WENTYLACJI PŁUC”

PIERWSZE METODA UWZGLĘDNIA POZYCJĘ CIAŁA I RODZAJ GRUP MIĘŚNIOWYCH ZAANGAŻOWANYCH PRZY WYKONYWANIU PRACY. METODA TA SKŁADA SIĘ Z DWÓCH ETAPÓW. W PIERWSZYM DOKONYWANA JEST OCENA POZYCJI CIAŁA PODCZAS PRACY I SZACOWANY WYDATEK ENERGETYCZNY WYNIKAJĄCY Z UTRZYMANIA TEJ POZYCJI. W ETAPIE DRUGIM OCENIANY JEST WYDATEK ENERGETYCZNY NA PODSTAWIE PRZEPROWADZONEJ ANALIZY CZYNNOŚCI ROBOCZYCH, GŁÓWNE GRUPY MIĘŚNI WYKONUJĄCYCH TE CZYNNOŚCI.

WEDŁUG KLASYCZNEGO PODZIAŁU WYRÓŻNIA SIĘ PRACĘ FIZYCZNĄ I UMYSŁOWĄ JAKO DWA PRZECIWSTAWNE JEJ RODZAJE. G. LEHMANN OPRACOWAŁ SCHEMAT KLASYFIKACYJNY RÓŻNORODNYCH POSTACI PRACY. ZASTOSOWAŁ ON KRYTERIUM FIZJOLOGICZNE,
A MIANOWICIE RODZAJ OBCIĄŻENIA WYSTĘPUJĄCEGO PODCZAS WYKONYWANIA PRACY

ZGODNIE Z PRZYJĘTYM KRYTERIUM KWALIFIKACJI PRACY ROZRÓŻNIA ON OBCIĄŻENIE FIZYCZNE PRZEZ PRACĘ MIĘŚNI, OBCIĄŻENIE UMYSŁOWE PRZEZ NAPIĘCIE UWAGI I PROCESY UMYSŁOWE ORAZ OBCIĄŻENIE NERWOWE SPOWODOWANE PRZEZ SAMĄ PRACĘ LUB PRZEZ PSYCHICZNE
I MATERIALNE WARUNKI PRACY.

OBCIĄŻENIE CZŁOWIEKA PRACĄ MOŻNA PODZIELIĆ NA STOPNIE: „ŻADEN", „LEKKI", „ŚREDNI„
I „CIĘŻKI", A TAKŻE SKLASYFIKOWAĆ JĄ WEDŁUG ROZRÓŻNIENIA POZIOMU OBCIĄŻENIA PSYCHICZNEGO, Z JAKIM WYKONYWANE SĄ RUCHY PRZY PRACY, NA: „NIEZNACZNE",
„ŚREDNIE" I „DUŻE".

NAJNIŻSZY POZIOM „ZERO" DLA OBCIĄŻENIA PSYCHICZNEGO NIE JEST PRZEWIDZIANY, PONIEWAŻ NIE ISTNIEJE U CZŁOWIEKA PROCES PRACY CAŁKOWICIE POZBAWIONY TEGO RODZAJU OBCIĄŻENIA.

Na rysunku scharakteryzowano kilka typowych obciążeń przy pracy. Najcięższa praca fizyczna — gruba linia — jest niemożliwa do zautomatyzowania z powodu małej szybkości, z jaką jest ona wykonywana, przy minimalnym psychicznym obciążeniu, rzadko osiągającym stopień „średni". W pracy przy średnim obciążeniu psychicznym, występującym przy obsłudze maszyn biurowych lub lekkiej pracy taśmowej, wysiłek fizyczny jest lekki (por. linia 2) lub osiąga najwyżej poziom „średni", przy czym staje się możliwa pełna automatyzacja pracy. Natomiast linia 3 oznacza średnio ciężką pracę taśmową, przy której nie ma zastosowania pełna automatyzacja. Przy pracach biurowych fizyczne obciążenie spada do zera — np. praca księgowego -Linia 4). Linia 5 oznacza pracę czysto umysłową, np. warunki, jakie zachodzą przy dyktowaniu, a także w pracy operatora obserwującego pulpit sterowniczy. Natomiast linia 6 określa proces pracy, w którym występuje wysoki poziom indywidualizacji czynności roboczych, np. praca rzemieślnika czy artysty malarza.

CPM określa całkowity wydatek energetyczny jaki ponosi nasz organizm w ciągu doby. Wiedza o wartości własnego CPM pomaga w podjęciu właściwej decyzji dotyczącej dalszego odżywania.

Podstawą do obliczenia CPM jest ustalenie wartości podstawowej przemiany materii (PPM). Jest to ilość energii, jaką organizm będący w stanie spoczynku potrzebuje do pracy serca, oddychania i do utrzymania stałej temperatury ciała. Dostarczamy ją sobie jedząc posiłki, które dla organizmu stanowią materię, liczoną w kaloriach

Krok pierwszy:

Obliczenie PPM czyli podstawowej przemiany materii według załączonych wzorów:

wzór PPM dla kobiet:
665,1 + 9,567 x M + 1,85 x W - 4,68 x L = ?

wzór PPM dla mężczyzn:
66,47 + 13,7 x M + 5,0 x W - 6,76 x L = ?

gdzie:
M - oznacza masę ciała w kilogramach,
W - wzrost w centymetrach,
L - wiek w latach

Przykład:
Jako przykład obliczenia PPM przyjmujemy, iż robimy to dla 28-letniej kobiety, która waży 55 kg i ma 160 cm wzrostu. Do wzoru podstawiamy w związku z tym następujące wartości: M - 55 kg, L - 28 lat, W - 160 cm
PPM = 665,1 + 9,567 x 55 kg + 1,85 x 160 cm - 4,68 x 28 = 665,1 + 526,2 + 296 - 131 = 1356,3.
Zatem podstawowa przemiana materii (PPM) w tym przykładzie wynosi 1356,3 kcal

Krok drugi:
Ustalamy Współczynnik Aktywności Fizycznej
Ponieważ obliczenie CPM wymaga zastosowania następującego wzoru:
CPM = PPM x współczynnik aktywności fizycznej
jego obliczenie wymaga wskazania wartości współczynnika aktywności fizycznej czyli określenia własnego wysiłku jaki ponosimy w ciągu całego dnia. Pomaga nam w tym tabela, z której można wybrać odpowiedni dla siebie współczynnik aktywności:

poziom poziom
aktywności aktywności
pozazawodowej zawodowej


Niska Średnia Wysoka
K M K M K M
Niska 1,4 1,4 1,5 1,6 1,5 1,7
Średnia 1,5 1,5 1,6 1,7 1,6 1,8
Wysoka 1,6 1,6 1,7 1,8 1,7 1,9

Przykład:
Odnosząc się do przykładu 28-letniej kobiety, dla której obliczyliśmy powyżej współczynnik PPM, zakładamy iż pracuje ona w biurze (aktywność zawodowa niska), a po pracy zajmuje się domem (aktywność pozazawodowa średnia). Z tabeli wskazujemy, iż współczynnik aktywności fizycznej równy jest dla tej osoby 1,5.

KROK TRZECI:

OBLICZAMY CAŁKOWITĄ PRZEMIANĘ MATERII (CPM), KORZYSTAJĄC Z PODANEGO WYŻEJ WZORU :
CPM = PPM X WSPÓŁCZYNNIK AKTYWNOŚCI FIZYCZNEJ
Przykład:
CPM = 1356,3 x 1,5 = 2035 kcal

WNIOSKI:
SPOŻYWAJĄC ILOŚĆ ENERGII RÓWNĄ 2035 KCAL DZIENNIE, KOBIETA Z NASZEGO PRZYKŁADU MOŻE BYĆ PEWNA, ŻE POKRYWA W PEŁNI SWOJE ZAPOTRZEBOWANIE NA ENERGIĘ. ODŻYWIA SIĘ ZDROWO I NIE GROZI JEJ ZMIANA MASY CIAŁA. GDYBY NATOMIAST CHCIAŁA ZMNIEJSZYĆ MASĘ CIAŁA, MUSIAŁABY DOPROWADZIĆ DO UJEMNEGO BILANSU ENERGETYCZNEGO. WÓWCZAS NALEŻY SPOŻYWAĆ MNIEJ KALORII NIŻ WYNOSI WARTOŚĆ CPM. SPOŻYCIE WIĘKSZEJ ILOŚCI KALORII MOŻE BYĆ W PRZYSZŁOŚCI PRZYCZYNĄ WYSTĄPIENIA NADWAGI.

SPRAWNOŚĆ A WYDOLNOŚĆ FIZYCZNA

SPRAWNOŚĆ FIZYCZNĄ OPISUJEMY JAKO ZDOLNOŚĆ WYKONYWANIA PRACY FIZYCZNEJ, MIERZONĄ CECHAMI MOTORYCZNOŚCI - SIŁĄ, WYTRZYMAŁOŚCIĄ, SZYBKOŚCIĄ I ZRĘCZNOŚCIĄ

WYDOLNOŚĆ FIZYCZNA ORGANIZMU -ZDOLNOŚĆ ORGANIZMU DO WYKONYWANIA DŁUGOTRWAŁEGO LUB CIĘŻKIEGO WYSIŁKU, KTÓRY ANGAŻUJE DUŻE GRUPY MIĘŚNI BEZ ZMĘCZENIA I ZMIAN W ŚRODOWISKU WEWNĘTRZNYM USTROJU, ORAZ WYSOKA TOLERANCJA ZMIAN W ŚRODOWISKU WEWNĘTRZNYM, JEŚLI DOCHODZI DO NICH PODCZAS WYSIŁKU O DUŻEJ INTENSYWNOŚCI

WYDOLNOŚĆ FIZYCZNA ZALEŻY OD SPRAWNOŚCI FUNKCJI WSPÓŁDZIAŁAJĄCYCH W POKRYWANIU ZAPOTRZEBOWANIA TLENOWEGO, WIELKOŚCI REZERW ENERGETYCZNYCH, SPRAWNOŚCI REGULACJI CIEPŁOTY CIAŁA, SPRAWNOŚCI REGULACJI ENDOKRYNOLOGICZNYCH (nauka o wydzielaniu wewnętrznym, gruczołach, hormonach i ich działaniu, KOORDYNACJI NERWOWO- MIĘŚNIOWEJ I CZYNNIKÓW PSYCHOLOGICZNYCH.

WYDOLNOŚĆ FIZYCZNA MIERZONA JEST ZA POMOCĄ PRÓB CZYNNOŚCIOWYCH
I CHARAKTERU ZACHOWANIA SIĘ PARAMETRÓW POSZCZEGÓLNYCH ZESPOŁÓW FUNKCJI WEWNĄTRZUSTROJOWYCH.

WYDOLNOŚĆ FIZYCZNA ORGANIZMU: (MOŻNA JĄ OPISAĆ W TROJAKI SPOSÓB)
1) ZDOLNOŚĆ DO WYKONYWANIA DŁUGOTRWAŁEGO LUB CIĘŻKIEGO WYSIŁKU, KTÓRY ANGAŻUJE DUŻE GRUPY MIĘŚNI BEZ SZYBKO NARASTAJĄCEGO ZMĘCZENIA
2) ZDOLNOŚĆ SZYBKIEGO LIKWIDOWANIA ZABURZEŃ HOMEOSTAZY WYWOŁYWANYCH WYSIŁKIEM
3) W ZNACZNYM STOPNIU ZALEŻY OD ZDOLNOŚCI POBIERANIA TLENU PRZEZ ORGANIZM

WSKAŹNIK WYDOLNOŚCI FIZYCZNEJ.
VO2max (pułap tlenowy) który pozwala na przewidywanie reakcji organizmu na obciążenia wysiłkowe w szerokim ich zakresie.

Próg przemian anaerobowych AT- jest to próg przemian beztlenowych czyli obciążenie pracą przy którym procesy beztlenowe zaczynają być w przewadze nad procesami tlenowymi w pokrywaniu zapotrzebowania energetycznego, im jest wyższy tym większe możliwości do wykonywania wysiłków o charakterze wytrzymałościowym

Vo2 Max
Jest to maksymalna ilość spalanego tlenu. Ocenia się ją w ml/minutę/kg masy ciała. Tlen niezbędny do reakcji spalania wewnątrzkomórkowego, w wyniku którego uwalniana jest energia. Dlatego maksymalna ilość tlenu równoznaczna jest z maksymalna ilością energii dostarczanej mięśniom.

Przez pułap tlenowy rozumie się maksymalną ilość tlenu, jaką ustrój może pochłonąć w jednostce czasu, praktycznie określany w ml x minˉ¹ lub ml x minˉ¹ x kgˉ¹. Jest to jeden z najpopularniejszych wskaźników wydolności fizycznej, szczególnie wydolności tlenowej. Często ciężkość (intensywność) wysiłku określa się w procentach VO₂max.

Wykazano, że VO2 max odgrywa decydującą rolę w zdolności wykonywania większości wysiłków fizycznych. Liczne badania wskazują na zależność między wielkością VO2 max, a zdolnością do wykonywania długotrwałej intensywnej pracy, bez większych zaburzeń równowagi czynnościowej ustroju

U osób o niskim pułapie tlenowym, szybciej i przy znacznie mniejszym obciążeniu, będą włączały się beztlenowe procesy metaboliczne w wytwarzaniu energii do pracy.
W związku z tym w mięśniach i we krwi będzie występowało większe stężenie mleczanów i szybciej wystąpi uczucie zmęczenia i ograniczenie zdolności do wykonywania wysiłków.

Wartość VO2 max wzrasta znacznie w okresie szkolnym, osiągając najwyższe wielkości u przedstawicieli obojga płci między 18 a 20 rokiem życia. Przyczyną tego są zmiany maksymalnych prędkości skurczów serca, które wzrastają w wieku dziecięcym i około 10 roku życia osiągają poziom najwyższy (ponad 200 uderzeń na minutę).

W późniejszym okresie dorastania obniżają się stopniowo. Osoby 40 letnie oznaczają się zmniejszeniem wydolności, mierzonej poziomem pułapu tlenowego do 80-90%, osoby 50 letnie do 70-80%, 60 letnie do mniej niż 70%, a około 70 letnie do 50-55%. Maksymalna wielkość VO2 max osiągana przez płeć żeńską w rozwoju osobniczym kształtują się na mniejszym poziomie niż u mężczyzn . Za poziom VO2 max niezbędny do podołania codziennym obowiązkom i utrzymania pożądanej jakości życia przyjmuje się wartość 15-17 ml x kg^-1 x min^-1 VO2 max . Wielkość tę osiąga się średnio w 74 roku życia, ale może być przesunięta do 88 roku i później przez systematyczną aktywność fizyczną. Do samodzielnego życia, tj. nie wymagającego pomocy fizycznej drugiej osoby, potrzebny jest poziom wydolności równy minimum 13 ml x min^-1 x kg^-1 VO2 max .

BMI (Body Mass Index) jest wskaźnikiem który obliczany jest przez porównanie wzrostu z masy ciała. Jego wartość jest pomocna w ocenie ryzyka wystąpienia chorób związanych z nadwagą takich jak miażdżyca lub choroba niedokrwienna serca. Im mniejsza wartość BMI, tym ryzyko wystąpienia chorób jest mniejsze. Kalkulatory - Zdrowie - Gazeta.pl

Sprawdź czy stosunek Twojego wzrostu do wagi ciała jest właściwy
Oblicz ilość kalorii jakie powinieneś spożyć w ciągu doby
Oblicz idealną wagę Twojego ciała
Wybierz jedną z popularnych czynności i dowiedz się ile kalorii spalasz
Sprawdź ile kalorii tracisz uprawiając ćwiczenia
Wybierz wykonywany zawód i sprawdź ile dziennie spalasz kalorii
Sprawdź ile powinna wynosić Twoja częstość pracy serca, aby trening był efektywny
Jeżeli piłeś alkohol i chcesz prowadzić samochód, sprawdź czy jego stężenie we krwi nie przekracza dopuszczalnej normy

---