125268-职业卫生-3职业生理学

– 氧代谢高： 波动小 – 供能：葡萄糖（主要依靠血糖）
+ 职业卫生要求
– 噪声： 45dB – 照明： 500lux‐1000lux – 显示器 – 信息处理：信息量/识别度/和谐性/冗余度
+ 劳动类型：能量性/信息性 + 作业类型
– 静力作业
致疲劳性等长收缩 能耗不高、容易疲劳
– 动力作业：
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– 血液成分
血糖: 2‐3mmol/L [Hit the wall] 血乳酸
+ 呼吸系统 Unlock stored energy‐acidity
– 呼吸次数 – 肺通气量
Total Ventilation (L/min)
耗氧量和肺通气量关系
120
100
80
60
40
20
120 to 240 seconds Aerobic + Anaerobic Muscle glycogen + lactic acid
240 to 600 seconds Aerobic
Muscle glycogen + fatty acids
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Sport Basketball
Fencing Field events Golf swing Gymnastics
Hockey Distance running
Rowing Skiing Soccer Sprints Swimming 1.5km
Tennis Volleyball
ATP‐CP and LA 60 90 90 95 80 50 10 20 33 50 90 10
ATP = adenosine ~ PO4‐ ~ PO4‐ ~ PO4‐
ATP → ADP + Pi
7300 calories 7300 calories （30.54KJ）
ADP → AMP + Pi
+ Creatinephosphate (5‐7 sec) Creatine ~ PO4‐
10,300 calories
+ 方法和指标
– 客观测量：心率/心电/肌电/HRV – 主观测量：问卷/观察 Borg量表OWAS
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+ 体力劳动作业能力动态
– 入门期 – 稳定期 – 疲劳期 – 终末激发
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+ 影响因素
– 社会因素、心理因素 – 个体因素：性别、年龄、健康状况、营养 – 环境因素：噪声、温度、照明 – 工作条件和性质
Glycogen‐Lactic Acid System 1.3 – 1.6 minutes
Aerobic System
Unlimited (as long as nutrient lasts)
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Duration
Classification
Energy Supplied By
1 to 4 seconds
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金克峙 复旦大学公共卫生学院
– 体力劳动
能量通路 系统和器官功能变化
– 脑力劳动 – 劳动负荷评价
作业类型 评价方法
– 作业能力
变化动态 疲劳
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+ 能量的摄入和消耗：
– 生热系数：碳水4，蛋白质4，脂肪9 – 能量代谢：基础代谢、体力活动、食物热效应
70%基础器官活动，20%体力活动，10%食物热效应
等张收缩 重动力作业（能耗高）、反复性作业（能耗不高） 高抬举工作
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肌肉收缩和血流 > 10% 最大张力
- 血管受压迫 - 血流减少 > 70% 最大张力 - 血流完全停止
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+ 基本概念
– 劳动系统 – 负荷和应激（stress & strain） – 人的特性：性别/年龄/其他 – 适宜水平：8小时、1/3MaxO2
– 耗氧量增加：正常耗氧量(静息) = 250 ml/min
– 体力活动时
无锻炼男性
3600 ml/min
长期锻炼一般男性 4000 ml/min
男性马拉松运动员 5100 ml/min
+ 排泄系统
– 肾脏：尿量减少，成分变化
– 汗腺：调节体温排泄
+ 体温：变动幅度1〫C
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+ 生理特点
设备工具 强度和时间 劳动组织和制度
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2018/10/22 – 疲劳：lack of energy & motivation 保护措施 – 休息
重体力：长时间 技术性任务：短时间高频次
– 锻炼和练习：先天/后天
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各器官能耗比例
肝脏
27%
大脑
19%
心脏
7%
肾脏
10%
骨骼肌
18%
其他器官
19%
+ 磷酸肌酸系列 （Creatinephosphate system） + 乳酸系列（Lactic Acid System） + 需氧系列 （Aerobic System）
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+ Stored ATP (3 sec)
+ 神经系统
– 动力定型（dynamic stereotype）：共济联系
+ 心血管系统
– 心率: <40+rest；恢复期—适应标志
最大心率<150次/min，工作日平均心率<120次/min
– 血压: 脉压差，糖原储备 – 血液再分配
+ 骨骼肌血流增加 – 静息状态： 3.6ml/100g/min – 最大运动状态： 90.0 ml/100g/min
PCr + ADP → ATP + Cr
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GLYCOGEN
O2 GLUCOSE
ATP + PYRUVIC ACID ATP + LACTIC ACID
FATIGUE
KREBS CYCLE ATP
CARBOHYDRATES (glucose)
PROTEINS (amino acid)
70 80
LA‐O2 O2
20
20
10
10
5
15
5
20
30
20
70
30
50
33
33
20
30
10
源自文库
20
70
20
10
5
15
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基本概念：氧需Oxygen demand、氧债oxygen debt、 最大摄氧量 maximum oxygen uptake
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+ 体力劳动为主的作业
Moderate Severe exercise exercise
0
0
1
2
3
4
5
O2 Consumption (L/min)
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Profiles of response of ventilation and arterial lactate and carbon dioxide levels to exercise that progressively increases to the limit of the subject's tolerance. The dashed line represents a subject of normal fitness, the solid line represents an athlete capable of achieving higher levels of oxygen consumption. The solid circle and the open circle represents the levels at which the subjects begin to increase their lactic acid production. Maximum possible ventilation shows the highest level that can be achieved by these subjects
– 中等强度 氧需<最大摄氧量
– 大强度
氧需>最大摄氧量
– 极大强度
+ 劳动强度指数：区分劳动强度强度等级
– I=劳动时间率×8h工作日平均能量代谢率×性 别系数×劳动方式系数
– 性别系数：男=1 女=1.3
– 劳动方式：搬=1 扛=0.4 推/拉=0.05
– 能量代谢率：肺通气量/体表面积
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Anaerobic
ATP (in muscles)
4 to 10 seconds Anaerobic
ATP + CP
10 to 45 seconds Anaerobic
ATP + CP + Muscle glycogen
45 to 120 seconds Anaerobic, Lactic Muscle glycogen
FATS (fatty acid)
OXYGEN ATP + CO2 + H2O
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磷酸肌酸系列 乳酸系列 需氧系列
4 moles of ATP/min 2.5 moles of ATP/min
1 mole of ATP/min
Phosphagen system
8 – 10 seconds