人因工程第二章ppt課件

1、馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:第一節(jié)第一節(jié) 體力勞動時的能量消耗體力勞動時的能量消耗第二節(jié)第二節(jié) 體力勞動時人體的調(diào)節(jié)和適應(yīng)體力勞動時人體的調(diào)節(jié)和適應(yīng)第三節(jié)第三節(jié) 勞動強度等級的劃分勞動強度等級的劃分馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:一、人體能量的產(chǎn)生機理一、人體能量的產(chǎn)生機理二、作業(yè)時人體氧消耗動態(tài)二、作業(yè)時人體氧消耗動態(tài)馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:u由于骨骼約占人體重的由于骨骼約占人體重的40，故體力勞動的能，故體力勞動的能量消耗較大，以骨骼肌為例，活動的能量來自量消耗較大，以骨骼肌為例，活

2、動的能量來自細胞中的貯能元細胞中的貯能元三磷酸腺苷（三磷酸腺苷（atp）。）。u肌肉活動時，肌細胞中的三磷酸腺苷與水結(jié)合，肌肉活動時，肌細胞中的三磷酸腺苷與水結(jié)合，生成二磷酸腺苷（生成二磷酸腺苷（adp）和磷酸根（）和磷酸根（pi），同），同時，釋放出時，釋放出293kj的能量，即的能量，即 atph2oadppi29.3kjmol馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:u由于肌細胞中的由于肌細胞中的atp貯量有限，因此，貯量有限，因此，能量釋放過程中，必須及時補充肌細胞能量釋放過程中，必須及時補充肌細胞中的中的atp。u補充補充atp的過程稱為產(chǎn)能。產(chǎn)能一般通的過程稱為產(chǎn)能。產(chǎn)能一般

3、通過三種途徑。過三種途徑。馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:1atpcp系列系列u在要求能量釋放速度很快的情況下，肌細胞中的在要求能量釋放速度很快的情況下，肌細胞中的atp由由磷酸肌酸磷酸肌酸（cp）與二磷酸腺苷合成，予以補充）與二磷酸腺苷合成，予以補充 cpadp cratp （肌酸）（肌酸） 該過程簡稱為該過程簡稱為atpcp系列。系列。atpcp系列提供能量系列提供能量的速度極快，但由于的速度極快，但由于cp在人體內(nèi)的貯量有限，其產(chǎn)能在人體內(nèi)的貯量有限，其產(chǎn)能過程只能維持肌肉進行大強度活動幾秒種。過程只能維持肌肉進行大強度活動幾秒種。馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 em

4、ail:2需氧系列需氧系列u在中等勞動強度條件下，在中等勞動強度條件下，atp以中等速度分解，又通以中等速度分解，又通過糖和脂肪的氧化磷酸化合成予以補充，即過糖和脂肪的氧化磷酸化合成予以補充，即 氧化磷酸化氧化磷酸化 葡萄糖或脂肪氧葡萄糖或脂肪氧 atp 由于這一過程需要氧參與合成由于這一過程需要氧參與合成atp，故稱為需氧系列。，故稱為需氧系列。在合成的開始階段，以糖的氧化磷酸化為主，隨著持續(xù)在合成的開始階段，以糖的氧化磷酸化為主，隨著持續(xù)活動時間的延長，脂肪的氧化磷酸化轉(zhuǎn)為主要過程?；顒訒r間的延長，脂肪的氧化磷酸化轉(zhuǎn)為主要過程。馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:3乳酸系列乳酸

5、系列u在大強度勞動時，能量需求速度較快，相應(yīng)在大強度勞動時，能量需求速度較快，相應(yīng)atp的分的分解也必須加快，但受到供氧能力的限制，此時，則靠無解也必須加快，但受到供氧能力的限制，此時，則靠無氧糖酵解產(chǎn)生乳酸的方式提供能量，故稱為乳酸系列氧糖酵解產(chǎn)生乳酸的方式提供能量，故稱為乳酸系列 糖酵酸糖酵酸 葡萄糖（糖原）葡萄糖（糖原） atp乳酸乳酸乳酸逐漸擴散到血液，一部分排出體外，一部分在肝、乳酸逐漸擴散到血液，一部分排出體外，一部分在肝、腎內(nèi)部又合成為糖原。在食物營養(yǎng)充足的合理條件下，腎內(nèi)部又合成為糖原。在食物營養(yǎng)充足的合理條件下，經(jīng)過休息，可以較快的合成為糖原。經(jīng)過休息，可以較快的合成為糖原。

6、馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email: 雖然糖酵解時雖然糖酵解時1g分子葡萄糖只能合成分子葡萄糖只能合成1g分子分子atp，但糖酵解的速度比氧化磷酸化的快，但糖酵解的速度比氧化磷酸化的快32倍，倍，所以是高速提供能量的重要途徑。乳酸系列需耗所以是高速提供能量的重要途徑。乳酸系列需耗用大量葡萄糖才能合成少量的用大量葡萄糖才能合成少量的atp，在體內(nèi)糖原，在體內(nèi)糖原含量有限的條件下（表含量有限的條件下（表21），這種產(chǎn)能不經(jīng)濟。），這種產(chǎn)能不經(jīng)濟。此外，目前還認為乳酸是一種致疲勞性物質(zhì)，所此外，目前還認為乳酸是一種致疲勞性物質(zhì)，所以乳酸系列

7、提供能量的過程不可能持續(xù)較長時間。以乳酸系列提供能量的過程不可能持續(xù)較長時間。馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:三種產(chǎn)能過程可概括于圖三種產(chǎn)能過程可概括于圖21所示，一般特性列所示，一般特性列于表于表22。馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:u肌肉活動的時間愈長，強度愈大，恢復(fù)原有貯肌肉活動的時間愈長，強度愈大，恢復(fù)原有貯備所需的時間也愈長。備所需的時間也愈長。u在食物營養(yǎng)充足合理的條件下，一般在在食物營養(yǎng)充足合理的條件下，一般在24h內(nèi)內(nèi)便可得到完全恢復(fù)。肌肉轉(zhuǎn)換化學能作

8、功的效率便可得到完全恢復(fù)。肌肉轉(zhuǎn)換化學能作功的效率約為約為40，若包括恢復(fù)期所需的能量，其總效率，若包括恢復(fù)期所需的能量，其總效率大約為大約為1030，其余，其余7090的能量以熱的能量以熱的形式釋放。的形式釋放。馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:u能量產(chǎn)生和消耗可以從人體消耗的氧量上反應(yīng)能量產(chǎn)生和消耗可以從人體消耗的氧量上反應(yīng)出來。出來。u作業(yè)時的勞動強度越大，時間越長，消耗的氧作業(yè)時的勞動強度越大，時間越長，消耗的氧也越多，單位時間所需要的氧量叫做也越多，單位時間所需要的氧量叫做氧需氧需。氧。氧需能否得到滿足主要取決于循環(huán)系統(tǒng)的功能，需能否得到滿足主要取決于循環(huán)系統(tǒng)的功能，其

9、次決定于呼吸器官的功能。其次決定于呼吸器官的功能。u血液在單位時間內(nèi)能供應(yīng)的最大氧量叫做血液在單位時間內(nèi)能供應(yīng)的最大氧量叫做氧上氧上限限。馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:u處于穩(wěn)定狀態(tài)的作業(yè)一般能維持較長的處于穩(wěn)定狀態(tài)的作業(yè)一般能維持較長的時間（圖時間（圖22a）。）。u若勞動強度較大，氧需超過氧上限，機若勞動強度較大，氧需超過氧上限，機體將繼續(xù)處于缺氧狀態(tài)下工作，肌肉內(nèi)體將繼續(xù)處于缺氧狀態(tài)下工作，肌肉內(nèi)的貯能物質(zhì)（主要指糖原）迅速消耗，的貯能物質(zhì)（主要指糖原）迅速消耗，這種作業(yè)就不能持久。這種作業(yè)就不能持久。馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:u作業(yè)停止后，機體的

10、耗氧量并不能馬上作業(yè)停止后，機體的耗氧量并不能馬上降到安靜狀態(tài)的耗氧水平，機體還需要降到安靜狀態(tài)的耗氧水平，機體還需要繼續(xù)消耗較多的氧以補償氧債（圖繼續(xù)消耗較多的氧以補償氧債（圖22b）。）。馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:u作業(yè)時，肌肉收縮作用于物體的力叫做肌張力。作業(yè)時，肌肉收縮作用于物體的力叫做肌張力。物體作用于肌肉上的阻力稱為負荷。物體作用于肌肉上的阻力稱為負荷。u要提起或舉起某一物體，肌張力必須大于負荷，要提起或舉起某一物體，肌張力必須大于負荷，此時肌肉收縮過程中的負荷相對恒定，肌張力此時肌肉收縮過程中的負荷相對恒定，肌

11、張力保持不變，這種肌肉收縮叫做等張收縮。保持不變，這種肌肉收縮叫做等張收縮。馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:u若人的軀體和肢體維持不動，運用肌張力將負若人的軀體和肢體維持不動，運用肌張力將負荷支撐在某一位置，肌纖維長度不變，這種肌荷支撐在某一位置，肌纖維長度不變，這種肌肉收縮叫做肉收縮叫做等長收縮等長收縮。u以肌肉等長收縮為主的作業(yè)稱為以肌肉等長收縮為主的作業(yè)稱為靜態(tài)作業(yè)靜態(tài)作業(yè)或或靜靜力作業(yè)。力作業(yè)。馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:u靜態(tài)作業(yè)的特征是能量消耗水平不高卻很容易靜態(tài)作業(yè)的特征是能量消耗水平不高卻很容易疲勞。此時，即使用最大隨意收縮的肌張力進疲勞。此

12、時，即使用最大隨意收縮的肌張力進行作業(yè)，氧需也達不到氧上限，通常每分鐘不行作業(yè)，氧需也達不到氧上限，通常每分鐘不超過超過1l。但在作業(yè)停止后數(shù)分鐘內(nèi)，氧消耗不。但在作業(yè)停止后數(shù)分鐘內(nèi)，氧消耗不僅不象動態(tài)作業(yè)停止后迅速下降，反而先升高僅不象動態(tài)作業(yè)停止后迅速下降，反而先升高后再逐漸下降到原有水平（圖后再逐漸下降到原有水平（圖23）。）。馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:u這種現(xiàn)象可能是在靜態(tài)作業(yè)時，由于一定肌群這種現(xiàn)象可能是在靜態(tài)作業(yè)時，由于一定肌群持續(xù)收縮壓迫小血管使血流發(fā)生障礙，肌肉在持續(xù)收縮壓迫小血管使血流發(fā)生障礙，肌肉在缺氧條

13、件下工作，無氧糖酵解產(chǎn)物乳酸等不能缺氧條件下工作，無氧糖酵解產(chǎn)物乳酸等不能及時清除而積聚起來形成氧債，故呈現(xiàn)出作業(yè)及時清除而積聚起來形成氧債，故呈現(xiàn)出作業(yè)停止后氧消耗反而升高的現(xiàn)象。停止后氧消耗反而升高的現(xiàn)象。馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:u神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)和適應(yīng)神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)和適應(yīng)u心血管系統(tǒng)的調(diào)節(jié)與適應(yīng)心血管系統(tǒng)的調(diào)節(jié)與適應(yīng)u其它系統(tǒng)的調(diào)節(jié)和適應(yīng)其它系統(tǒng)的調(diào)節(jié)和適應(yīng)u腦力勞動與神經(jīng)緊張型作業(yè)的生理變化特點腦力勞動與神經(jīng)緊張型作業(yè)的生理變化特點馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:u作業(yè)時的每一個有目的的動作，既取決于中樞作業(yè)時的每一個有目的的動作，既取決于中樞神經(jīng)系統(tǒng)

14、的調(diào)節(jié)作用（主觀能動性），又取決神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用（主觀能動性），又取決于從機體內(nèi)外感受器所傳入的各種神經(jīng)沖動，于從機體內(nèi)外感受器所傳入的各種神經(jīng)沖動，在大腦皮層內(nèi)進行綜合分析，形成一時性共濟在大腦皮層內(nèi)進行綜合分析，形成一時性共濟聯(lián)系（聯(lián)系（transient association），調(diào)節(jié)各器官適），調(diào)節(jié)各器官適應(yīng)作業(yè)活動的需要，維持機體與環(huán)境的平衡。應(yīng)作業(yè)活動的需要，維持機體與環(huán)境的平衡。馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:u若長期在同一環(huán)境中從事同一項作業(yè)活動，通若長期在同一環(huán)境中從事同一項作業(yè)活動，通過復(fù)合條件反射逐漸形成該項作業(yè)操作的自覺過復(fù)合條件反射逐漸形成該項作業(yè)操

15、作的自覺習 慣 的 邏 輯 平 衡 潛 意 識 ， 稱 為習 慣 的 邏 輯 平 衡 潛 意 識 ， 稱 為 動 力 定 型動 力 定 型（dynamic stereotype），也稱為），也稱為習慣定型習慣定型。馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:u從開始該項作業(yè)時起，機體各器官去適應(yīng)該作從開始該項作業(yè)時起，機體各器官去適應(yīng)該作業(yè)的需要，這種現(xiàn)象叫做業(yè)的需要，這種現(xiàn)象叫做始動調(diào)節(jié)作用始動調(diào)節(jié)作用。u始動調(diào)節(jié)作用能使各器官在該項作業(yè)過程中相始動調(diào)節(jié)作用能使各器官在該項作業(yè)過程中相互配合得更協(xié)調(diào)，反應(yīng)更加迅速，能量消耗更互配合得更協(xié)調(diào)，反應(yīng)更加迅速，能量消耗更經(jīng)濟。經(jīng)濟。馬如宏馬如宏

16、 鹽城工學院鹽城工學院 email:u動力定型在建立時雖較困難，但一經(jīng)建立，對動力定型在建立時雖較困難，但一經(jīng)建立，對提高作業(yè)能力極為有利，故應(yīng)積極利用神經(jīng)系提高作業(yè)能力極為有利，故應(yīng)積極利用神經(jīng)系統(tǒng)的這一特性，設(shè)法建立起良好的動力定型。統(tǒng)的這一特性，設(shè)法建立起良好的動力定型。u建立動力定型應(yīng)循序漸進，注意節(jié)律性和重復(fù)建立動力定型應(yīng)循序漸進，注意節(jié)律性和重復(fù)性。若改變動力定型，就必須破壞已建立的動性。若改變動力定型，就必須破壞已建立的動力定型，用新的動力定型代替，這對大腦皮層力定型，用新的動力定型代替，這對大腦皮層細胞是一種很大的負擔，若轉(zhuǎn)變過急，可能導細胞是一種很大的負擔，若轉(zhuǎn)變過急，可能導

17、致高級神經(jīng)活動的紊亂。致高級神經(jīng)活動的紊亂。馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:u因此，當作業(yè)性質(zhì)或操作復(fù)雜程度需要因此，當作業(yè)性質(zhì)或操作復(fù)雜程度需要作較大的變動時，不可操之過急，必須作較大的變動時，不可操之過急，必須進行重新訓練，這對保障身體健康和避進行重新訓練，這對保障身體健康和避免發(fā)生事故具有重要意義。免發(fā)生事故具有重要意義。馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:u體力勞動還會影響感覺器官的功能，適當?shù)妮p體力勞動還會影響感覺器官的功能，適當?shù)妮p度作業(yè)能使眼睛的度作業(yè)能使眼睛的暗適應(yīng)暗適應(yīng)更敏感；更敏感；u而大強度作業(yè)會使眼睛的暗適應(yīng)敏感性下降；而大強度作業(yè)會使眼睛的

18、暗適應(yīng)敏感性下降；u重作業(yè)和大強度作業(yè)能引起視覺及皮膚感覺的重作業(yè)和大強度作業(yè)能引起視覺及皮膚感覺的時滯延長，作業(yè)后數(shù)十分鐘才能恢復(fù)；時滯延長，作業(yè)后數(shù)十分鐘才能恢復(fù)；u而適度的輕作業(yè)后視覺及皮膚感覺的時滯反而而適度的輕作業(yè)后視覺及皮膚感覺的時滯反而會縮短。會縮短。馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:心率心率u在作業(yè)開始在作業(yè)開始3040s內(nèi)迅速增加，然后緩慢上內(nèi)迅速增加，然后緩慢上升，一般經(jīng)升，一般經(jīng)45min后便可達到與勞動強度相后便可達到與勞動強度相適應(yīng)的穩(wěn)定水平。適應(yīng)的穩(wěn)定水平。馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:u安靜時，心臟每搏輸出量為安靜時，心臟每搏輸出量

19、為4070ml，每分鐘，每分鐘輸出量為輸出量為35l。大強度作業(yè)，每搏輸出量可。大強度作業(yè)，每搏輸出量可增至增至150ml，每分鐘輸出量可達，每分鐘輸出量可達1525l。u對于不經(jīng)常鍛煉的人，心臟每分鐘輸出量的增對于不經(jīng)常鍛煉的人，心臟每分鐘輸出量的增加，主要靠增加心率；而對于經(jīng)常鍛煉的人，加，主要靠增加心率；而對于經(jīng)常鍛煉的人，則主要靠增加每搏輸出量。則主要靠增加每搏輸出量。u對于一般人，當心率未超過其安靜時心率對于一般人，當心率未超過其安靜時心率40次次時，則可以勝任其所做的作業(yè)。時，則可以勝任其所做的作業(yè)。馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:u作業(yè)停止后，心率在幾秒至作業(yè)停止

20、后，心率在幾秒至15s后開始迅后開始迅速減少，然后再緩慢地降到原有水平。速減少，然后再緩慢地降到原有水平。u恢復(fù)期的長短隨勞動強度、工間休息、恢復(fù)期的長短隨勞動強度、工間休息、環(huán)境條件和健康狀況而異。因此心率可環(huán)境條件和健康狀況而異。因此心率可以作為衡量勞動強度的指標。以作為衡量勞動強度的指標。馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:血壓血壓u作業(yè)開始后收縮壓立即上升，舒張壓幾乎不變，即使作業(yè)開始后收縮壓立即上升，舒張壓幾乎不變，即使大強度作業(yè)時，也不如收縮壓上升顯著，因而脈壓增大強度作業(yè)時，也不如收縮壓上升顯著，因而脈壓增大。大。u脈壓逐漸增大或維持不變，是體力勞動可以繼續(xù)有效脈壓逐

21、漸增大或維持不變，是體力勞動可以繼續(xù)有效進行的標志。進行的標志。u但若繼續(xù)進行緊張勞動，脈壓可因收縮壓下降或舒張但若繼續(xù)進行緊張勞動，脈壓可因收縮壓下降或舒張壓上升，或二者的綜合效應(yīng)使其下降，當脈壓小于其壓上升，或二者的綜合效應(yīng)使其下降，當脈壓小于其最大值的一半時，則表示作業(yè)機體已經(jīng)疲勞或糖原貯最大值的一半時，則表示作業(yè)機體已經(jīng)疲勞或糖原貯備接近耗竭。備接近耗竭。馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:u作業(yè)停止后血壓迅速下降，其恢復(fù)期的長短視作業(yè)停止后血壓迅速下降，其恢復(fù)期的長短視勞動強度的大小和環(huán)境條件的舒適程度而定，勞動強度的大小和環(huán)境條件的舒適程度而定，一般在一般在5min內(nèi)便

22、能恢復(fù)正常。內(nèi)便能恢復(fù)正常。u但在大強度作業(yè)后，收縮壓可降到低于作業(yè)前但在大強度作業(yè)后，收縮壓可降到低于作業(yè)前的水平，需要經(jīng)過的水平，需要經(jīng)過3060min才能恢復(fù)正常，才能恢復(fù)正常，血壓的恢復(fù)比心率恢復(fù)快。血壓的恢復(fù)比心率恢復(fù)快。馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:血液再分配血液再分配u安靜時，血液流入腎、肝、胃、腸和脾等內(nèi)臟器官的安靜時，血液流入腎、肝、胃、腸和脾等內(nèi)臟器官的量最多，其次是肌肉和腦，再次是心、皮膚（脂肪）量最多，其次是肌肉和腦，再次是心、皮膚（脂肪）和骨等。和骨等。u體力勞動時，流入肌肉的血量增多，流入心肌的比例體

23、力勞動時，流入肌肉的血量增多，流入心肌的比例雖然未增加，但血量卻增加雖然未增加，但血量卻增加45倍，流入腦的血量維倍，流入腦的血量維持不變或稍有增加，而流入內(nèi)臟、腎、皮膚和骨的血持不變或稍有增加，而流入內(nèi)臟、腎、皮膚和骨的血量有所減少。量有所減少。馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:血液成分血液成分u人在安靜時，機體血糖含量為人在安靜時，機體血糖含量為:在輕度作業(yè)時，血糖可在輕度作業(yè)時，血糖可保持在穩(wěn)定水平；中等強度作業(yè)條件下，開始血糖稍保持在穩(wěn)定水平；中等強度作業(yè)條件下，開始血糖稍有降低，但很快會使血糖維持在較高水平，直至作業(yè)有降低，但很快會使血糖維持在較高水平，直至作業(yè)停止后一

24、段時間；停止后一段時間；u若作業(yè)強度較大或持續(xù)時間過長，或肝糖原貯備不足，若作業(yè)強度較大或持續(xù)時間過長，或肝糖原貯備不足，則可出現(xiàn)血糖降低現(xiàn)象，當血糖降至正常含量的一半則可出現(xiàn)血糖降低現(xiàn)象，當血糖降至正常含量的一半（50mg/100ml）時，表明不能繼續(xù)作業(yè)。）時，表明不能繼續(xù)作業(yè)。馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:血液成分血液成分u人體內(nèi)糖原貯量約人體內(nèi)糖原貯量約300400g，其中約一半在，其中約一半在肝臟。若作業(yè)時氧需為肝臟。若作業(yè)時氧需為1.5lmin，持續(xù)作業(yè)，持續(xù)作業(yè)46h就會引起糖原耗竭。就會引起糖原耗竭。馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:u對經(jīng)常鍛煉

25、者，對經(jīng)常鍛煉者，1 l血液能供給組織血液能供給組織120ml氧，心臟的氧，心臟的最高輸出量為最高輸出量為35lmin時，可供組織時，可供組織4.2l氧，這相當氧，這相當于鍛煉有素者的氧上限。于鍛煉有素者的氧上限。u空氣能給予血液的氧大約為空氣體積的空氣能給予血液的氧大約為空氣體積的56，因，因此為了攝取此為了攝取4.2l的氧，需的氧，需7084l空氣通過肺。而鍛煉空氣通過肺。而鍛煉有素者的最大通氣量可達有素者的最大通氣量可達120lmin，遠遠超過攝取，遠遠超過攝取4.2 l氧所需的空氣量。氧所需的空氣量。u因此，決定氧上限的主要因素是心血管系統(tǒng)的功能。因此，決定氧上限的主要因素是心血管系統(tǒng)

26、的功能。馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:u作業(yè)時呼吸的頻率隨作業(yè)強度的增強而增加，重強度作業(yè)時呼吸的頻率隨作業(yè)強度的增強而增加，重強度作業(yè)時可達作業(yè)時可達3040次次min，極大強度作業(yè)時可達，極大強度作業(yè)時可達60次次min，肺通氣量也由安靜時的，肺通氣量也由安靜時的68 lmin增加到增加到40120 lmin以上。以上。u對于鍛煉有素者肺通氣量的增加主要靠增加肺活量來對于鍛煉有素者肺通氣量的增加主要靠增加肺活量來適應(yīng)；一般作業(yè)者則靠加快呼吸頻率來適應(yīng)。作業(yè)停適應(yīng)；一般作業(yè)者則靠加快呼吸頻率來適應(yīng)。作業(yè)停止后，呼吸的恢復(fù)期比心率、血壓恢復(fù)期短。止后，呼吸的恢復(fù)期比心率、血壓

27、恢復(fù)期短。馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:u當作業(yè)強度比較穩(wěn)定時，肺通氣量的增加一般當作業(yè)強度比較穩(wěn)定時，肺通氣量的增加一般與氧需的程度相適應(yīng)，肺通氣量的變化在一定與氧需的程度相適應(yīng)，肺通氣量的變化在一定程度上能反映機體的氧需。程度上能反映機體的氧需。u因此，肺通氣量可作為作業(yè)者作業(yè)能力和勞動因此，肺通氣量可作為作業(yè)者作業(yè)能力和勞動強度的鑒定指標。強度的鑒定指標。馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:u人體在正常條件下每晝夜排尿量為人體在正常條件下每晝夜排尿量為1.01.8 l。體力勞動后一段時間內(nèi)，尿量減少體力勞動后一段時間內(nèi)，尿量減少5070。主要由汗液分泌增加及

28、血漿中水分減少造成。主要由汗液分泌增加及血漿中水分減少造成。u尿液成分隨著勞動強度的變化也有較大的變化，尿液成分隨著勞動強度的變化也有較大的變化，安靜時腎臟每小時排出乳酸約安靜時腎臟每小時排出乳酸約20mg；作業(yè)時；作業(yè)時可排出乳酸可排出乳酸100mg1300 mg。并且一些未經(jīng)。并且一些未經(jīng)完全氧化的代謝產(chǎn)物一同隨尿液排出。完全氧化的代謝產(chǎn)物一同隨尿液排出。馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:u汗腺具有調(diào)節(jié)體溫和排泄代謝產(chǎn)物的雙汗腺具有調(diào)節(jié)體溫和排泄代謝產(chǎn)物的雙重功能。汗液重功能。汗液98為水分，體力勞動時為水分，體力勞動時汗液中的乳酸含量增多。汗液中的乳酸含量增多。馬如宏馬如宏

29、 鹽城工學院鹽城工學院 email:u體力勞動后一段時間內(nèi)，體溫比未作業(yè)時略有體力勞動后一段時間內(nèi)，體溫比未作業(yè)時略有升高，體溫升高的幅度與作業(yè)強度、作業(yè)持續(xù)升高，體溫升高的幅度與作業(yè)強度、作業(yè)持續(xù)時間及環(huán)境氣候條件有關(guān)。時間及環(huán)境氣候條件有關(guān)。u一般認為正常作業(yè)時體溫不應(yīng)超過安靜時體溫一般認為正常作業(yè)時體溫不應(yīng)超過安靜時體溫1，超過這一限度，人體不能適應(yīng)，作業(yè)也，超過這一限度，人體不能適應(yīng)，作業(yè)也不能持久。不能持久。馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:u隨著科學技術(shù)的發(fā)展和社會進步，采用電腦控隨著科學技術(shù)的發(fā)展和社會進步，采用電腦控制生產(chǎn)過程日益增加和完善，大量繁重體力勞制生產(chǎn)過

30、程日益增加和完善，大量繁重體力勞動和職業(yè)危害較嚴重的工種將逐步被機器人所動和職業(yè)危害較嚴重的工種將逐步被機器人所取代，體力勞動的比重和強度將不斷減小，而取代，體力勞動的比重和強度將不斷減小，而需要智力和神經(jīng)緊張型的作業(yè)越來越多。需要智力和神經(jīng)緊張型的作業(yè)越來越多。馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:u腦的氧代謝較其它器官高，安靜時約為腦的氧代謝較其它器官高，安靜時約為等量肌肉耗氧量的等量肌肉耗氧量的1520倍，占成年人倍，占成年人體總耗氧量的體總耗氧量的10。馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:u由于腦的重量僅為體重的由于腦的重量僅為體重的2.5左右，大腦即使處于高度左

31、右，大腦即使處于高度緊張狀態(tài)，能量消耗量的增高也不致超過基礎(chǔ)代謝的緊張狀態(tài)，能量消耗量的增高也不致超過基礎(chǔ)代謝的10。u葡萄糖是腦細胞活動的最主要能源，平時葡萄糖是腦細胞活動的最主要能源，平時90的能量都靠的能量都靠它的分解來提供。它的分解來提供。u腦組織對缺氧、缺血非常敏感。但總攝取量明顯增高時，腦組織對缺氧、缺血非常敏感。但總攝取量明顯增高時，并不意味著腦力勞動效率的提高。并不意味著腦力勞動效率的提高。馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:u腦力勞動時心率減慢，但特別緊張時，可引起腦力勞動時心率減慢，但特別緊張時，可引起舒張期縮短而使心跳加快、血壓上升、呼吸頻舒張期縮短而使心跳加

32、快、血壓上升、呼吸頻率提高、腦部充血而四肢及腹腔血液減少，腦率提高、腦部充血而四肢及腹腔血液減少，腦力勞動時，腦電圖的頻率加快。力勞動時，腦電圖的頻率加快。馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:u腦力勞動時，血糖一般變化不大或稍有增加，腦力勞動時，血糖一般變化不大或稍有增加，對尿量無任何影響，其成分也無明顯變化，僅對尿量無任何影響，其成分也無明顯變化，僅在極度緊張的腦力勞動時，尿中磷酸鹽的含量在極度緊張的腦力勞動時，尿中磷酸鹽的含量才有所增加，但對排汗的量與質(zhì)以及體溫均無才有所增加，但對排汗的量與質(zhì)以及體溫均無明顯影響。明顯影響。馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:u能量

33、代謝能量代謝u勞動強度等級的劃分勞動強度等級的劃分u以心率為指標的體力勞動強度評價方法以心率為指標的體力勞動強度評價方法馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:u人體不僅在進行作業(yè)過程中需要消耗能人體不僅在進行作業(yè)過程中需要消耗能量，為維持自身生命也需要消耗能量。量，為維持自身生命也需要消耗能量。u人體內(nèi)的能量產(chǎn)生、轉(zhuǎn)移和消耗，稱為人體內(nèi)的能量產(chǎn)生、轉(zhuǎn)移和消耗，稱為能量代謝。能量代謝。馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:u能量代謝按機體及其所處的狀態(tài)，可以分為三種：能量代謝按機體及其所處的狀態(tài)，可以分為三種：u維持生命所必須的基礎(chǔ)代謝量；維持生命所必須的基礎(chǔ)代謝量；u安靜時

34、維持某一自然姿勢時的安靜代謝量（含基礎(chǔ)安靜時維持某一自然姿勢時的安靜代謝量（含基礎(chǔ)代謝量）代謝量）;u作業(yè)時的能量代謝量（含安靜代謝量）。三種代謝作業(yè)時的能量代謝量（含安靜代謝量）。三種代謝量的關(guān)系如圖量的關(guān)系如圖25所示。所示。馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:基礎(chǔ)代謝量基礎(chǔ)代謝量 維持體位所增加的代謝量維持體位所增加的代謝量 作業(yè)所增加的代謝量作業(yè)所增加的代謝量 安靜代謝量安靜代謝量 能量代謝量能量代謝量 圖圖25 三種代謝量的關(guān)系三種代謝量的關(guān)系馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:基礎(chǔ)代謝量（基礎(chǔ)代謝量（basal metabolism）u為了進行比較，生理學上

35、規(guī)定：在室溫為了進行比較，生理學上規(guī)定：在室溫20條件下，條件下，被測者處于清醒、空腹（食后被測者處于清醒、空腹（食后10h以上）、安靜臥床時以上）、安靜臥床時的能量消耗量，稱為基礎(chǔ)代謝量。的能量消耗量，稱為基礎(chǔ)代謝量。u基礎(chǔ)代謝量反映了人體處于基礎(chǔ)狀態(tài)下，維持心率、基礎(chǔ)代謝量反映了人體處于基礎(chǔ)狀態(tài)下，維持心率、呼吸和正常體溫的最基本的能量消耗量。呼吸和正常體溫的最基本的能量消耗量。馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:u為了表示方便，將單位時間、單位表面積的耗為了表示方便，將單位時間、單位表面積的耗能量記為代謝率。它的單位是能量記為代謝率。它的單位是kj/kj/（h h）?；??；?/p>

36、礎(chǔ)代謝率記為礎(chǔ)代謝率記為b b。馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:表2 3 我 國 正 常 人 的 基 礎(chǔ) 代 謝 率 平 均 值 （ kj/（ h） ）年 齡性 別11 1516 1718 1920 3031 4041 5051以 上男 性女 性195.5172.5193.4181.7164.9154.1157.8146.5158.7146.9154.1142.3149.0138.6馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:我國人體表面積的公式為：我國人體表面積的公式為：u體表面積體表面積( ()=0.0061)=0.0061身高（身高（cmcm）0.01280.0128

37、體重（體重（kgkg）0.15290.1529馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:u正常人的正常人的基礎(chǔ)代謝率比較穩(wěn)定，一般不超過正基礎(chǔ)代謝率比較穩(wěn)定，一般不超過正常平均值的常平均值的15。通常體溫增高。通常體溫增高1，基礎(chǔ)代基礎(chǔ)代謝率可增加謝率可增加13。馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:安靜代謝量（安靜代謝量（repose fully expend energy）u安靜代謝量是指機體為了保持其各部位的平衡及其某安靜代謝量是指機體為了保持其各部位的平衡及其某種姿勢所消耗的能量。種姿勢所消耗的能量。u通常以常溫條件下，基礎(chǔ)代謝率的通常以常溫條件下，基礎(chǔ)代謝率的120作

38、為安靜代謝作為安靜代謝率。安靜代謝率記為率。安靜代謝率記為r，r1.2b。馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:能量代謝量能量代謝量（energy metabolismenergy metabolism）u人體進行作業(yè)或運動時所消耗的總能量，叫做人體進行作業(yè)或運動時所消耗的總能量，叫做能量代謝量。能量代謝率記為能量代謝量。能量代謝率記為m m。對于確定的。對于確定的作業(yè)個體，能量代謝量的大小與勞動強度直接作業(yè)個體，能量代謝量的大小與勞動強度直接相關(guān)。相關(guān)。u能量代謝量是計算作業(yè)者一天的能量消耗和需能量代謝量是計算作業(yè)者一天的能量消耗和需要補給熱量的依據(jù)，也是評價作業(yè)負荷的重要要補給熱

39、量的依據(jù)，也是評價作業(yè)負荷的重要指標。指標。馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:相對代謝率相對代謝率（relative metabolic rate）u體力勞動強度不同，所消耗的能量亦不同。但體力勞動強度不同，所消耗的能量亦不同。但由于作業(yè)者機體的體質(zhì)差異，即使是同樣的勞由于作業(yè)者機體的體質(zhì)差異，即使是同樣的勞動強度，不同作業(yè)者的能量代謝也不相同。動強度，不同作業(yè)者的能量代謝也不相同。u為了消除作業(yè)者之間的差異因素，常用相對代為了消除作業(yè)者之間的差異因素，常用相對代謝率這一相對指標衡量勞動強度。相對代謝率謝率這一相對指標衡量勞動強度。相對代謝率記為記為rmr。馬如宏馬如宏 鹽城工學

40、院鹽城工學院 email:rmr = 能量代謝率安靜代謝率m1.2b 基礎(chǔ)代謝率 b 或 m（rmr1.2)b馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:u能量代謝的測定方法有兩種，能量代謝的測定方法有兩種，直接法直接法和和間接法間接法。u直接法是通過熱量計測定在絕熱室內(nèi)流過直接法是通過熱量計測定在絕熱室內(nèi)流過人體周圍的冷卻水升溫情況，換算成代謝率；人體周圍的冷卻水升溫情況，換算成代謝率；u間接法是通過測定人體消耗的氧量，再乘間接法是通過測定人體消耗的氧量，再乘以氧熱價求出能量代謝率。以氧熱價求出能量代謝率。馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:u人體消耗的能量來自于人體攝取的食

41、物，糖、脂肪和人體消耗的能量來自于人體攝取的食物，糖、脂肪和蛋白質(zhì)是食物中的三大供能物質(zhì)。蛋白質(zhì)是食物中的三大供能物質(zhì)。u通常把通常把1g1g供能物質(zhì)氧化所釋放出的熱量，稱為物質(zhì)的供能物質(zhì)氧化所釋放出的熱量，稱為物質(zhì)的卡價（卡價（calorlc valuecalorlc value）。）。u糖和脂肪在體外燃燒與體內(nèi)氧化所產(chǎn)生的熱量相等，糖和脂肪在體外燃燒與體內(nèi)氧化所產(chǎn)生的熱量相等，即即1g1g糖平均產(chǎn)生熱量糖平均產(chǎn)生熱量171.6kj171.6kj；1g1g脂肪平均產(chǎn)生熱量脂肪平均產(chǎn)生熱量39.8kj39.8kj；1g1g蛋白質(zhì)在體外燃燒產(chǎn)生熱量蛋白質(zhì)在體外燃燒產(chǎn)生熱量23.4kj23.4kj

42、，而在，而在體內(nèi)不能完全氧化只產(chǎn)生熱量體內(nèi)不能完全氧化只產(chǎn)生熱量18kj18kj，其余，其余5.4kj5.4kj的熱量的熱量是以尿素的形式排泄到體外繼續(xù)燃燒時產(chǎn)生的。是以尿素的形式排泄到體外繼續(xù)燃燒時產(chǎn)生的。馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:u物質(zhì)氧化時，每消耗物質(zhì)氧化時，每消耗1l1l氧所產(chǎn)生的熱量稱為物質(zhì)的氧氧所產(chǎn)生的熱量稱為物質(zhì)的氧熱價（熱價（thermal equivalent of oxygenthermal equivalent of oxygen）。）。u由于物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)不同，氧化時消耗的氧也不相同。由于物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)不同，氧化時消耗的氧也不相同。例如例如1g1g

43、糖完全氧化約消耗糖完全氧化約消耗0.83l0.83l，根據(jù)，根據(jù)1g1g糖的卡價，可糖的卡價，可以算出每消耗以算出每消耗1l1l氧可產(chǎn)生氧可產(chǎn)生17.4/0.83=20.9kj17.4/0.83=20.9kj熱，同理熱，同理可以算出其它物質(zhì)的氧熱價（表可以算出其它物質(zhì)的氧熱價（表2 24 4）。）。馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:表2 4 三 種 營 養(yǎng) 物 質(zhì) 氧 化 時 的 數(shù) 據(jù)營 養(yǎng) 物 質(zhì)產(chǎn) 生 熱 量（ kj/g）氧 耗 量（ l/g）co2產(chǎn) 生 量（ l/g）氧 熱 價（ kj/l）呼 吸 商 （ rq）（ co2/o2）糖脂 肪蛋 白 質(zhì)17.440.017.

44、90.832.030.950.831.450.7620.919.718.81.0000.7060.802馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:u實際應(yīng)用中，經(jīng)常采用省略尿氮測定的簡便方實際應(yīng)用中，經(jīng)常采用省略尿氮測定的簡便方法，即根據(jù)受試者在同一時間內(nèi)吸入的法，即根據(jù)受試者在同一時間內(nèi)吸入的o o2 2量和量和coco2 2產(chǎn)生量求出呼吸商（混合呼吸商），而不產(chǎn)生量求出呼吸商（混合呼吸商），而不考慮蛋白質(zhì)代謝部分，實踐證明，采用簡便方考慮蛋白質(zhì)代謝部分，實踐證明，采用簡便方法得到的結(jié)果不會有顯著誤差。法得到的結(jié)果不會有顯著誤差。馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:u相對代

45、謝率可以通過測定作業(yè)者在作業(yè)時、安靜時消相對代謝率可以通過測定作業(yè)者在作業(yè)時、安靜時消耗的耗的o2量和產(chǎn)生的量和產(chǎn)生的co2量的比值，計算作業(yè)者在安靜量的比值，計算作業(yè)者在安靜時和作業(yè)時各自的時和作業(yè)時各自的o2消耗量，然后乘以每消耗消耗量，然后乘以每消耗1 lo2所所產(chǎn)生的熱量（氧熱價），分別折算成作業(yè)時和安靜時產(chǎn)生的熱量（氧熱價），分別折算成作業(yè)時和安靜時的能量消耗。的能量消耗。馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:u同理若將作業(yè)者的基礎(chǔ)代謝量換算成同理若將作業(yè)者的基礎(chǔ)代謝量換算成o o2 2消耗量或直接消耗量或直接測定出基礎(chǔ)代謝時的測定出基礎(chǔ)代謝時的o o2 2消耗量，此時相對

46、代謝率計算消耗量，此時相對代謝率計算式又可寫成式又可寫成: : rmr = rmr = 作業(yè)時的作業(yè)時的o o2 2消耗量安靜時的消耗量安靜時的o o2 2消耗量消耗量 基礎(chǔ)代謝時的基礎(chǔ)代謝時的o o2 2消耗量消耗量馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:能量消耗可按下式計算能量消耗可按下式計算基礎(chǔ)代謝量基礎(chǔ)代謝率平均值（基礎(chǔ)代謝量基礎(chǔ)代謝率平均值（kj/（h）體表體表面積（面積（）（）（kj/h）某項作業(yè)或活動的能量消耗（某項作業(yè)或活動的能量消耗（rmr1.2）基礎(chǔ)代謝基礎(chǔ)代謝率平均值率平均值體表面積體表面積作業(yè)（或活動）延續(xù)時間作業(yè)（或活動）延續(xù)時間馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工

47、學院 email:u勞動強度是指作業(yè)者在生產(chǎn)過程中體力消耗及勞動強度是指作業(yè)者在生產(chǎn)過程中體力消耗及緊張的程度。勞動強度不同，單位時間內(nèi)人體緊張的程度。勞動強度不同，單位時間內(nèi)人體所消耗的能量也不同。所消耗的能量也不同。馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:u用能量消耗劃分勞動強度，只適用于以體力勞用能量消耗劃分勞動強度，只適用于以體力勞動為主的作業(yè)。動為主的作業(yè)。u能量消耗指標主要有兩種：能量消耗指標主要有兩種：u一種是相對指標（相對代謝率一種是相對指標（相對代謝率rmr）；）；u一種是絕對指標（勞動強度指數(shù)）。一種是絕對指標（勞動強度指數(shù)）。馬如宏馬如宏 鹽城工學院鹽城工學院 email:u據(jù)研究表明，以能量消耗為指標劃分勞動強度據(jù)研究表明，以能量消耗為指標劃分勞動強度時，耗氧量、心率、直腸溫度、出汗率、乳酸時，耗氧量、心率、直腸溫度、出汗率、乳酸濃度和相對代謝率等具有相同意義。濃度和相對代謝率等具有相同意義。u典型代表是國際勞工局典型代