Fizjologia a praca

Fizjologiczna definicja pracy

Fizjologia pracy – nauka biologiczna powstała na pocz. XX wieku.( 1913 powstanie w Niemczech Instytutu Fizjologii Pracy, obecnie imienia Maxa Karla Plancka)

Cel - badanie wpływu pracy wykonywanej przez człowieka na jego ustrój jako całość, a także na funkcjonowanie poszczególnych jego organów i układów oraz bioenergetykę.

W fizjologii praca zazwyczaj rozumiana jest w znaczeniu fizycznym tj. jako praca mechaniczna.

(Dodatkowo oznacza czynność jakiegokolwiek narządu. )

Praca fizyczna jest jedną z wielu postaci pracy. W pracy zawodowej i innej potrzebny jest udział świadomości i procesów myślenia-niemal nieuchwytnych z punktu wodzenia bioenergetycznego.

Wszelka praca wykonywana jest w wyniku procesów psychofizjologicznych.

Postacie pracy.

Klasyczny podział na pracę fizyczną i umysłową.

Tabela. Postacie pracy, wg G.Lehmanna

Praca fizyczna	dynamiczna
	statyczna
Praca umysłowa	z przewagą obciążenia emocjonalnego
	z przewagą obciążenia umysłowego
	Praca twórcza*

*specjalny rodzaj pracy

• pracą fizyczną określa się sytuację, kiedy występuje przewaga udziału organu wykonawczego - mięśni (efektorów),

• prącą umysłową - kiedy w przeważającym stopniu zaangażowany jest system nerwowy człowieka.

Udział obciążenia fizycznego i psychicznego w pracy.

 

Rys. 7. Rys. Schemat obciążeń człowieka pracą według A. Atzlera [G. Lehman i In., Praktyczna fizjologia pracy, PZWL, W-wa 1966]

W schemacie nie uwzględniono obciążenia nerwowego – sposób w jaki człowiek reaguje na inne rodzaje obciążenia.

System alimentacyjny

Rolą systemu alimentacyjnego jest tworzyć, pobierać i magazynowanie energii zużywanej następnie na podtrzymanie procesów życiowych.

Źródłem energii są pokarmy, które powinny być dostarczane w odpowiednich ilościach i składzie tak, aby organizm otrzymał składniki w wymaganej ilości i proporcjach .

Podział składników w pożywieniu:

1. białka ( syntetyzowane we wszystkich komórkach zwłaszcza w wątrobie, trzustce i jelitach, stanowią ok. 20% masy dorosłej osoby, podstawowy budulec komórek, enzymów, hormonów, hemoglobiny)

2. tłuszcze (spalane w wątrobie i odkładane w tkance tłuszczowej, składnik najbardziej kaloryczny)

3. węglowodany – proste i złożone

4. składniki mineralne

5. witaminy(rozpuszczalne w wodzie i tłuszczach)

6. woda.

Witaminy — organiczne związki chemiczne, niezbędne dla prawidłowego funkcjonowania organizmu żywego, które muszą być dostarczone z pożywieniem, gdyż sam organizm nie potrafi ich wytworzyć (wyj. wit D). Pełnia funkcję regulacyjną. Z wyj. wit. D wszystkie zawierają grupę aminową (vita-życie, amina)

Składniki pokarmowe pełnią funkcje budulcowe (białka, sole mineralne – fosfor i wapń), energetyczne (tłuszcze i węglowodany) i regulacyjne (sole mineralne, witaminy )

Do najważniejszych biopierwiastków należą:

• Magnez-reguluje ok. 300 procesów metabolicznych

• Wapń – m.in. regeneracja kości, zębów i paznokci, krzepliwość krwi, obniża poziom cholesterolu i In.

• Miedź i cynk - udział w wytwarzaniu hemoglobiny, prawidłowa przemiana białkowa i węglowodorowa, zwłaszcza w okresie wzrostu.

• Potas i sód- przewodnictwo nerwowe, aktywność mięśni, równowaga kwasowo-zasadowa i wodna tkanek, utrzymanie właściwego ciśnienia osmotycznego w płynach ustrojowych

• Lit-równowaga psychiczna

• Fosfor - podstawowy element budulcowy szkieletu i zębów, mięśni i mózgu, prawidłowa praca serca i nerek, pobudliwość nerwowa

• Żelazo – transport i kumulowanie cząsteczkowego tlenu.

Na metabolizm ma wpływ pole elektromagnetyczne magnesu. Działanie obu biegunów jest zróżnicowane. Promieniowanie bieguna N (-) ma działanie pobudzające procesy metaboliczne (wzrost leukocytów), a S (+) - zmniejsza odporność, hamuje metabolizm, opóźnia rozwój żywych organizmów.

Zapotrzebowanie kaloryczne organizmu oblicza się na podstawie przemiany materii, która zachodzi w sposób ciągły. Wielkość przemiany materii wyrażona jest w kaloriach (cal) lub dżulach (J) i zależy od: masy ciała, wzrostu, wieku, płci, klimatu, rodzaju, charakteru i wielkości wysiłku fizycznego i psychicznego człowieka.

Metabolizm (pośrednia przemiana materii) polega na przyswajaniu jednych i eliminowaniu z ustroju innych substancji chemicznych oraz na wytwarzaniu i zużyciu energii zarówno podczas odpoczynku jak i wysiłku. Stąd wyróżnia się przemianę materii:

• podstawową tzw. spoczynkową (P.P.M.),

• wysiłkową (W.P.M.).

P.P.M.- jest to najmniejsza ilość energii zużywana przez człowieka w stanie spoczynku (możliwie przy całkowitym odprężeniu mięśniowym, w porze rannej, 12 godzin od ostatniego posiłku, w temperaturze otoczenia 20 C).

Zależy ona od: powierzchni ciała, płci, wieku, warunków klimatycznych i czynników wewnętrznych np.: działanie hormonów.

U osób dorosłych wartość P.P.M. kształtuje się w zakresie 1400¸1700 kcal /dobę i maleje wraz z wiekiem. Podczas pracy umysłowej nie stwierdzono przyrostu energii P.P.M.

W.P.M.- związana jest z każdą czynnością ustroju (zwłaszcza dot. pracy mięśni). Występuje wówczas przyrost energii (W.E.), której wartość zmienia się w zależności od stopnia ciężkości pracy.

Przemiana materii zachodząca w żywym organizmie obejmuje dwa przeciwstawne procesy metaboliczne:

• anaboliczne (asymilacyjne),

• kataboliczne (desymilacyjne).

Procesy anaboliczne polegają na pobieraniu z krwi substancji pokarmowych i tworzeniu z nich części własnej plazmy czyli tkanki żywej (gromadzenie energii w postaci materii) .

Procesy kataboliczne polegają natomiast na rozszczepianiu dużych cząstek na mniejsze, które mogą ulegać hydrolizie i utlenianiu (przemiana masy w energię).

W procesie alimentacyjnym człowieka biorą udział jego układy wewnętrzne:

Trawienny i wydalniczy(pokarmowy), krwionośny i limfatyczny, oddechowy, mięśniowy i kostny.

Układ trawienny służy do pobierania i przetwarzania pokarmów na składniki życiowe .

W skład układu pokarmowego człowieka wchodzą:

• przewód pokarmowy

  • jama ustna

  • gardło

  • przełyk

  • żołądek

  • jelito cienkie

  • jelito grube.

• dwa wielkie gruczoły:

  • wątroba

  • trzustka

Element układu trawiennego	Rola
Jama ustna	Rozdrobnienie, zmiękczenie i częściowe przetworzenie chemiczne wielocukrów przez amylazę ślinową (ptialina)
Gardło i przełyk	Przesuwanie pokarmu
Żołądek	Przetworzenie chemiczne białek przez podpuszczkę i pepsynę w soku żołądkowym
Dwunastnica, wątroba, trzustka	Rozkład białek, węglowodanów i tłuszczów
Jelito cienkie	Końcowa faza trawienia i wchłaniania, transport treści pokarmowej Wchłanianie składników pokarmowych
Jelito grube	Wchłanianie wody, elektrolitów i soli mineralnych, produkcja witaminy K i niektórych z grupy B przez bakterie symbiotyczne
Krwioobieg i naczynia limfatyczne	Rozprowadzanie produktów do komórek

Układ oddechowy

Oddychanie - proces wymiany gazów związanych w procesami energetycznymi organizmu ( przez skórę tylko ok. 1%)

Wraz z intensyfikacją wysiłku fizycznego wzrasta, do pewnego poziomu proporcjonalnie, zapotrzebowanie na tlen. Po przekroczeniu wartości progowej pochłanianie tlenu stabilizuje się a organizm zaciąga dług tlenowy (różnica miedzy zapotrzebowaniem a dostarczaniem ). Restutycja to czas spłacania długu tlenowego.

Chemiczna regulacja oddychania związana jest z ciśnieniem CO₂ i O₂. Intensywność oddychania regulowana jest przez stężenie jonów wodorowych (pH), wartość prawidłowa pH=7).

Reakcje obronne organizmu przy zachwianiu równowagi homeodynamicznej:

• Niedobór O₂ – zaburzenia ośrodkowego układu nerwowego(zachwiana koordynacja ruchów, drżenie mięśniowe, wzmożony oddech, silne pocenie się, wzrost temperatury ciała, utrata przytomności, spadek wydajności pracy)

• Nadmiar O2 powyżej 60% - podrażnienie dróg oddechowych, nieżyt śluzówki i kaszel

• Nadmiar CO2 – obciążenie ośrodkowego układu nerwowego i mięśni oddechowych, zawroty głowy, utrata przytomności, spadek wydajności pracy;

Zużycie energii określa się na podstawie ilości zużywanego tlenu( różnica zawartości tlenu pomiędzy powietrzem wdychanym i wydychanym)

Układ krwionośny

Układ krwionośny człowieka – układ zamknięty, w którym krew krąży w systemie naczyń krwionośnych, a serce jest pompą wymuszającą nieustanny obieg krwi. Układ ten wraz z układem limfatycznym tworzą układ krążenia

Procesy adaptacyjne układu krwionośnego:

• Zmiana objętości wyrzutowej serca( o 2 l większa dla pozycji stojącej niż dla leżącej)

• Zmiana rozmieszczeni krwi w organizmie( z wyj. Mózgu, wzrasta w skórze i pracujących mięśniach zmniejsza w obrębie naczyniowym układu trawienia)

• Wzrost ciśnienia skurczowego krwi proporcjonalnie do intensywności wysiłku

• Rozszerzenie naczyń krwionośnych prowadzących do pracujących mięśni:

Reakcja układu krwionośnego jest większa przy pracy mniejszych grup mięśniowych

Układ mięśniowy

Praca mięśnia polega na przemianie energii chemicznej w energię mechaniczną przez spalanie składników odżywczych aż do postaci H₂O i CO₂.

W czasie pracy mięśnia jego zapotrzebowanie na krew wzrasta 10-20 krotnie ze względu na ograniczony zapas tlenu i glukozy w samym mięśniu.

O stopniu wykorzystaniu składników decyduje ich skład, czas i intensywność wysiłku, stopień wytrenowania mięśni oraz ogólny stan zdrowotny organizmu. W trakcie spoczynku mięsnie wykorzystują jako źródło energii prawie wyłącznie tłuszcze zaś glukoza jest wykorzystywana głównie przez układ nerwowy. Podczas wysiłku fizycznego wydatek energetyczny jest pokrywany głównie przez przemianę węglowodanów i wolnych kwasów tłuszczowych. Zależnie od intensywności pracy mogą zachodzić procesy spalania tlenowego albo beztlenowego ( gdy przekroczona jest granica możliwości dostarczania tlenu zgodnie z zapotrzebowaniem) Przy spalaniu beztlenowym w organizmie spada pH na skutek gromadzenia się w komórkach mleczanów.

Możliwość wykonywania pracy przez człowieka określona jest przez funkcjonowanie układu oddechowego i krwionośnego, których zmiany czynnościowe maja swoje określone granice.

Granice zmian niektórych parametrów fizjologicznych organizmy ludzkiego pod wpływem wysiłku

Parametry fizjologiczne	Stan czynnościowy
	W spoczynku
Częstość oddechu	14 /min
Głębokość oddechu	8 l/min
Zużycie tlenu	300 ml
Częstość skurczów serca	70 /min
Skurczowe ciśnienie krwi	120 mmHg
Rozkurczowe ciśnienie krwi	80 mm Hg
Ilość O2 w 1 l krwi	150 ml
Objętość minutowa serca	4-5 l