Обладнання
- навчально-методичний посібник з дисципліни;
- роздаткові матеріали;
- калькулятори.
Методичні рекомендації до практичного заняття
При вивченні теми даного практичного заняття слід звернути увагу на те, що джерелом енергії для всіх життєвих процесів і функцій є обмін речовин.
Обмін речовин характеризується складними біохімічними реакціями, які полягають в засвоєнні поживних речовин, що надходять з навколишнього середовища, складних перетвореннях цих речовин та виділенні в навколишнє середовище відпрацьованих продуктів. Оскільки найбільш інтенсивним чинником, що призводить до посилення обміну речовин, є праця, зокрема динамічна робота, то добові витрати енергії працівників різних професій значно відрізняються. Показник витрат енергії при виконанні різних робіт використовується для оцінки їх важкості. Проте слід пам'ятати, що ця методика адекватно не відбиває важкість розумової і сенсорно-напруженої роботи, а тому застосування її обмежується фізичними роботами.
Практичне значення має питання про гранично можливу величину затрат енергії при тривалій роботі. З цією метою слід ознайомитися з класифікацією робіт за потужністю, виходячи з якої можна зробити висновок, що найефективнішим є середній, помірний рівень потужності роботи, названий енергетичним оптимумом.
Виконувана робота, що вимагає збільшення енергетичного обміну в організмі працівника, ставить відповідні вимоги до системи дихання, яка підтримує оптимальний рівень окислювально-відновлювальних процесів. Слід звернути увагу, що за показниками легеневої вентиляції та споживання кисню, які корелюють із затратами енергії, виділяють шість груп важкості роботи. Разом з тим, необхідно пам'ятати, що роботи однакової важкості можуть по-різному впливати на організм різних працівників. Це зумовлюється різними індивідуальними значеннями показника максимального споживання кисню (МСК), який характеризує аеробну продуктивність організму. За умов, коли потреба в кисні для виконання конкретної роботи перевищує фактичне його споживання, виникає так званий кисневий борг, величина якого характеризує анаеробну продуктивність організму. Кисневий борг виникає при надзвичайно важких роботах, тривалість яких незначна. Тривалі ж роботи протягом робочої зміни можуть виконуватися з витратами на рівні 25—30 % МСК. . Збільшення енергозатрат та посилення окислювальних процесів у організмі працюючої людини відбивається на діяльності серцево-судинної системи. Важливо пам'ятати, що частота пульсу під час роботи залежить від її важкості. Це стосується як фізичної, так і розумової та сенсорно-напруженої праці. Для оцінювання динаміки показників серцево-судинної системи працівника під час виконання роботи використовуються відповідні розрахунки. Посилення енерговитрат і обміну речовин під час виконання роботи призводить до збільшення теплоутворення в організмі працівника. Оскільки температура тіла людини є фізіологічною константою, то постійність її забезпечується двома процесами —теплоутворенням і тепловіддачею. Необхідно розібратися в суті та механізмах цих процесів, наслідках впливу високих температур виробничого середовища на організм працюючих. Практичне значення, зокрема для проектування режимів праці і відпочинку, має врахування закономірностей відновлювальних процесів в організмі працівника. Слід звернути увагу на сутність відновлювальних процесів, залежність їх від величини зрушень у фізіологічних системах під час роботи, фазність та різну тривалість відновлення окремих функцій.
Практичні завдання
Завдання 1. Визначте загальні витрати енергії працівника протягом робочої зміни за умови, що сумарний кисневий запит на виконання роботи становить 700 л, робоча поза незручна і збільшує витрати енергії на 27 %, а температура повітря, створюючи помірне зігрівання організму, зменшує обмін на 4 % (калорійний еквівалент становить 5 ккал).
Завдання 2. Визначте динаміку частоти пульсу в стані спокою та після фізичного навантаження, а також індекс працездатності і зробіть висновки щодо функціонального стану серцево-судинної системи.
Робота виконується студентом самостійно.
Пальпаторним способом на променевій артерії в області зап'ястя руки в позі сидячи підрахуйте частоту пульсу протягом 5 хвилин за 10-секундні відрізки від початку кожної хвилини. Після цього в темпі 30 піднімань на висоту 0,4 м (дівчата 0,3 м) і опускань з неї за 1 хв виконуйте цю роботу протягом 5 хв або до повного стомлення і зробіть аналогічні підрахунки частоти пульсу.
Результати занесіть до таблиці 4.1.
Таблиця 4.1.
За отриманими результатами нарисуйте графік відновлення пульсу, відклавши по осі абсцис час, а по осі ординат — частоту пульсу, і зробіть відповідні висновки щодо функціонального стану серцево-судинної системи.
Завдання 3. На основі даних таблиці 4.2. визначте для одного з робітників:
а) ударний і хвилинний об'єм крові;
б) коефіцієнт підвищення систолічного тиску;
в) коефіцієнт підвищення частоти пульсу;
г) коефіцієнт витривалості;
д) коефіцієнт якості реакції;
є) коефіцієнт співвідношення пульс — дихання.
Проаналізуйте ці показники в динаміці робочого дня та після роботи порівняно з доробочим періодом.
Таблиця 4.2.
Динаміка фізіологічних показників працівника протягом дня
Для математичних розрахунків слід застосовувати формули:
Ударний систолічний об’єм крові, мл. (формула Старра):
Vc=90,97+0, 54Pn – 0,57Pg – 0,61M,(1)
де Pn – пульсовий тиск, мм рт.ст.
Pg – діастолічний (мінімальний) тиск, мм рт.ст.
M – вік, повних років.
Хвилинний об’єм крові: Vхв. = Vc*n, (2)
де n –частота пульсу.
Для об’єктивнішої оцінки змін хвилинного об’єму крові працівника під час роботи вираховують так званий належний хвилинний об’єм крові, л.:
Vхв.н = 2,2(к√mh)(3)
де m –маса тіла, кг;
h –зріст, см;
к –коефіцієнт (0,162 для жінок, 0,167 для чоловіків)
Коефіцієнт підвищення систолічного (максимального) тиску:
К1 = (Рс.роб. – Рс.сп.)/Рс.сп.,(4)
де Рс.роб. – систолічний тиск при роботі, мм рт.ст.;
Рс.сп – систолічний тиск у стані спокою, мм.рт.ст.
Коефіцієнт підвищення частоти пульсу:
К2 = (nроб. – nсп.)/nсп., (5)
Де nроб.– частота пульсу під час роботи;
Nсп. – частота пульсу у стані спокою.
Якщо К1>К2, то регуляція серцево-судинної системи відбувається нормально, якщо навпаки – то має місце серцева недостатність.
Про рівень тренованості серцево-судинної системи свідчить Коефіцієнт витривалості:
Кв = n/Рn, (6)
Де n –частота пульсу,
Рn – пульсовий тиск, мм.рт.ст.
Другий показник, який конкретніше характеризує відновлення кровянорго тиску і частоту пульсу після виконання роботи – показник якості реакції:
Кр = (Рn2 - Рn1)/( n2 - n1), (7)
Де Рn2 і Рn1 –пульсовий тиск до і після роботи;
n2 і n1 –частота пульсу до і після роботи.
В нормі Кр менше одиниці. Збільшення цього показника свідчить про несприятливу реакцію серцево-судинної системи людини на навантаження.
Існує певний зв'язок між серцево-судинною і дихальною системою. Він виражається коефіцієнтом співвідношення пульс – дихання
Кспд = nп/ nд, (8)
Де nп –частота пульсу, ударів/хв..
Nд –частота дихань/хв.
В стані спокою Кспд становить 4-5, при роботі він збільшується. Чим більше Кспд наближається до вихідних значень, тим більш злагоджено працюють системи кровообігу і дихання. Різке збільшення Кспд свідчить про перенапруження серцево-судинної системи, зниження – про процеси декомпенсації в дихальній системі.
Питання для обговорення
1. Що таке адаптація і за допомогою яких механізмів вона забезпечується?
2. За рахунок чого створюються резерви організму і як вони використовуються?
3. Що таке основний і загальний добовий обмін енергії і які фактори впливають на ці показники?
4. Що Ви розумієте під енергетичним оптимумом і енергетичним коефіцієнтом корисної дії та яке практичне значення мають ці показники?
5. Як змінюються показники дихання в процесі праці? Чи відбивають вони важкість праці?
6. Що таке кисневий запит і кисневий борг? Від чого вони залежать?
7. Які показники характеризують зрушення в роботі серцево-судинної системи і як вони змінюються під впливом трудових навантажень та умов праці.
8. Чому класифікація робіт за частотою пульсу є інформативною не тільки для оцінки важкості фізичної, але і розумової та сенсорно-напруженої праці?
9. У чому полягає сутність процесів теплоутворення і тепловіддачі в організмі працівника залежно від трудових навантажень і мікроклімату виробничих приміщень?
10. У чому виявляються особливості відновлювальних процесів в організмі працівника після роботи? Які практичні висновки випливають із цих особливостей?
Тестові завдання
1. Резерви організму – це:
а) здібність організму людини до відновлення;
б) здатність посилювати свою діяльність порівняно зі станом відносного спокою;
в) біохімічні резерви енергетичних речовин в організмі;
г) резерви рухового апарату, дихальної та серцево-судинної систем.
2. Резерви поділяються (можливі декілька варіантів):
а) морфологічні;
б) діалектичні;
в) хімічні;
г) фізіологічні;
д) психологічні;
е)біохімічні;
є)психічні.
2. Як вираховується дихальний коефіцієнт:
а) відношення обсягу поглинутого кисню до обсягу видихнутої вуглекислоти;
б) відношення об’єму видихнутої вуглекислоти до об’єму поглинутого кисню;
в) добуток обсягу поглинутого кисню та видихнутої вуглекислоти.
3. Ресинтез АТФ – це:
а) приєднання молекули фосфорної кислоти, утвореної при розпаді АТФ, до АДФ;
б) відновлення зруйнованої молекули АТФ;
в) розпад АТФ на аденозиндифосфорну і фосфорну кислоти..
4. Види робіт за потужністю (декілька варіантів):
а) виснажлива робота;
б) максимальна робота;
в) мінімальна робота;
г) субмаксимальна робота;
д) контрмінімальна робота;
е) інтенсивна робота;
є) легка робота;
ж) важка робота.
5. Енергетичний коефіцієнт корисної дії- це:
а) відношення кількості механічної роботи до величини затрат енергії;
б) відношення всіх затрат енергії до величини механічного навантаження.
6. Норма рівня максимального споживання кисню (МСК) становить:
а) 2-4 л/хв.;
б) 8-10 л/хв.;
в) 7 л/хв.;
г) 3 л/хв..
7. Величина максимально можливого кисневого боргу – це:
а) різниця між сумарним кисневим запитом і кількістю кисню, який фактично споживається під час роботи;
б) анаеробна продуктивність організму;
в) аеробна продуктивність організму.
8. За рахунок чого досягається збільшення хвилинного обсягу крові (можливі декілька варіантів):
а) посилення діяльності серця;
б) розширення капілярів;
в) підвищення кровяного тиску;
г) збільшення частоти пульсу.
9. Від чого залежить стан серцево-судинної системи:
а) специфіки функціональних змін у серцево-судинній системі працівника;
б) трудових навантажень;
в) показників артеріального тиску та частоти пульсу;
г) віку, статі, виду діяльності людини.
10. Джерело утворення тепла в організмі – це:
а) тепловіддача і теплоутворення;
б) окислювальні процеси;
в) відновлювальні процеси;
г) відновлювально-окислювальні процеси.
11. За рахунок чого здійснюється тепловіддача (декілька варіантів):
а) конвекція;
б) проведення;
в) теплове нагрівання;
г) випромінювання;
д) випаровування;
е) газоутворення.
Є) всі відповіді вірні.
12. Фази відновлювальних процесів (декілька варіантів):
а) інтенсивне відновлення;
б) повільне і тривале відновлення;
в) швидке відновлення;
г) середнє відновлення.
Бібліографічний список до практичного заняття
1; 5; 10; 11; 14; 17; 19; 20; 21; 22; 23