(三)作業的能消耗量與勞動強度分級
作業時的能消耗量是全身各器官系統活動能消耗量的總和。由于最緊張的腦力勞動的能消耗量不會超過基礎代謝的10%,而肌肉活動的能消耗量卻可達基礎代謝的10——25倍,故傳統上用能消耗量或心率來劃分勞動強度 (intensity of work),它只適用于以體力勞動為主的作業,一般分為三級(中等強度作業、 大強度作業、極大強度作業)。
我國已頒布 “體力勞動強度分級”標準(GB3869-83)。它是根據對262個工種工人的勞動工時、能量代謝和疲勞感等指標之間的關系進行調查分析后,提出按勞動強度指數來劃分體力勞動強度見教材(表2—3),其計算方法見實習部分第二章。
測定勞動時的能消耗量,一般用來劃分和鑒定體力勞動的強度等級,以便制定合理的勞動制度和膳食供給。
二、體力勞動時機體的調節與適應
在勞動過程中,機體通過神經-體液的調節來實現能量供應和各器官系統之間的協調,以適應生產勞動的需要。勞動時機體的調節相適應性可產生如下變動。
(一)神經系統
勞動時的每一有目的的動作,既取決于中樞神經系統的調節作用,特別是大腦皮層內形成的意志活動 主觀能動性; 又取決于從機體內外感受器所傳人的多種神經沖動,在大腦皮層內進行綜合分析,形成一時性共濟聯系,以調節各器官系統適應作業活動的需要,來維持機體與環境的平衡。當長期在同一勞動環境中從事某一作業活動時,通過復合條件反射逐漸形成該項作業的動力定型 (dynamic stereotype),使從事該作業時各器官系統相互配合得更為協調、反應更迅速、能耗較節省,作業更輕松。建立動力定型應依照循序漸進、注意節律性和反復的生理規律。動力定型雖是可變的,但要破壞已建立起來的定型,特別是要用新的操作活動來代替己建立的動力定型時,對皮層細胞是一種很大的負擔,若轉變過急,有可能導致高級神經活動的紊亂。
(二)心血管系統
心血管系統在作業開始前后發生的適應性變動表現在心率、血壓和血液再分配。
1.心率。在作業開始前1min常稍增加,作業開始30~405內迅速增加,經4~5min達到與勞動強度相應的穩定水平。作業時心輸出量增加,缺乏體育鍛煉的人主要靠心跳頻率的增加;經常鍛煉者則主要靠每搏輸出量的增加。有的每搏輸量可達150~200ml,每分輸出量可達35L。
作業停止后,心率可在幾秒至15秒后迅速減少,然后再緩慢恢復至原水平。
2.血壓。作業時收縮壓即上升,勞動強度大的作業能使血壓上升8.00~10.67kPa(60~8OmmHg)。舒張壓不變或稍上升,致使脈壓變大。當脈壓逐漸增大或維持不變時,體力勞動可繼續有效地進行;但若持續進行緊張勞動,脈壓可因收縮壓下降和(或)舒張壓上升而下降;當脈壓小于其最大值的一半時,則表示疲勞和糖原貯備接近耗竭。作業停止后血壓迅速下降,一般能在5min內恢復正常。但大強度作業后,收縮壓可降至低于作業前的水平,30~60min后才恢復正常,血壓的恢復比心率快。
3.血液再分配。體力勞動時,通過神經反射使內臟、皮膚等處的小動脈收縮,而代謝產物乳酸和C02卻使供應肌肉的小動脈擴張,便流人肌肉和心肌的血液量大增,腦則維持不變或稍增多,而腎、腹腔臟器、皮膚、骨等都有所減少。
4.血液成分。勞動期間血糖濃度一般很少變動。若勞動強度過大,持續時間過長,則可出現血糖降低,當降至正常含量一半時,即表示糖原貯備耗竭而不能繼續勞動。
勞動期間血乳酸含量變動很大,它取決于無氧代謝乳酸的產量及其清除速率。
(三)呼吸系統
作業時,呼吸次數和肺通氣量隨體力勞動強度而增加。肺通氣量的增加經常鍛煉者主要靠增加肺活量來適應;缺乏鍛煉者則靠增加呼吸次數來維持,停止勞動后,呼吸節奏的恢復較心率、血壓快。
(四)排泄系統
l.腎臟。體力勞動時及其后一段時間內尿量可減少50%~90%。尿液成分的變動較大,乳酸含量從每小時20mg增至100~1300mg,以維持體內酸堿平衡。
2.汗腺。體力勞動時,汗中乳酸含量多。
(五) 體溫
體力勞動時及其后一段時間內體溫有所上升,以利于全身各器官系統活動的進行,但不應超過安靜時的1 0C;否則人體不能適應,勞動不能持久進行。
三 、腦力勞動過程的生理變化與適應
腦力勞動是與以體力勞動 (physical work)為主的作業相比較而言的,也稱信息性勞動。一般認為:凡以腦力活動為主的作業為腦力勞動 (mental work)。
1.腦的氧代謝較其他器官高,安靜時約為等量肌肉需氧量的15~20倍,占成年人體總耗氧量的10%,即使是最緊張的腦力勞動,全身能消耗量的增高也不致超過基礎代謝的10%。葡萄糖是腦細胞活動的最重要能源,平時90%的能量都靠糖分解來提供。但腦細胞中貯存的糖原甚微,只夠活動幾分鐘之用,主要靠血液送來的葡萄糖通過氧化磷酸化過程來提供能量。因此,腦組織對缺氧、缺血非常敏感。但僅增高總攝氧量并不能使腦力勞動效率提高。
2.腦力勞動常使心率減慢,但特別緊張時,可使心跳加快,血壓上升、呼吸稍加快、腦部充血而四肢和腹腔血液則減少;腦電圖、心電圖也有所變動,但并不能用來衡量勞動的性質及其強度。
3.腦力勞動時,血糖一般變化不大或稍增高;對尿量沒有影響,對其成分也影響不大,僅在極度緊張的腦力勞動時,尿中磷酸鹽的含量才有所增加;對汗液的量與質,以及體溫均無明顯的影響。