Энергетические затраты человека и терморегуляция при различных видах физического труда

Основные затраты энергии за­висят от интенсивности мышечной работы. С увеличением тяжести труда значительно возрастают потребление кислорода и количество расходуемой энергии. При сравнительно легкой физической работе повышение обмена веществ происходит в основном за счет усиления энергозатрат в мышцах, сердце, мозге. При более тяжелых работах расход энергии мышцами возрастает на 95%. Так, для лиц умственного труда (врачи, педагоги, диспетчеры и др.) суточные энергозатраты составляют 10,5—11,7 МДж; для работников механизированного труда и сферы обслуживания (медсестры, продавцы, рабочие, обслуживающие автоматы) - 11,3 -12,5 МДж; для работников, выполняющих работу средней тяжести (станочники шоферы, хирурги, полиграфисты, сельскохозяйственные рабочие, литейщики и др.) - 12,5 - 15,5 МДж; для работников, выполняющих тяжелую физическую работу (лесорубы, грузчики, горнорабочие, металлурги) - 16,3 - 18 МДж.

Расход энергии зависит также от информационной насыщенности труда, степени эмоционального напряжения и других условий труда (температура, влажность, движение воздуха и др.).

Уровень энерготрат определяется методом непрямой калориметрии, т. е. полного газового анализа (учитывается объем потребленного кислорода и выделенного углекислого газа). Сравниваются результаты, полученные до и во время работы.

Первые 2—3 мин работы наблюдается постепенное возрастание кислородного потребления. При этом создается кислородный дефицит из-за несоответствия скоростей образования и удаления продуктов распада. Затем устанавливается устойчивое состояние на повышенном уровне при соответствии объема кислородного снабжения и скорости потребления кислорода. Некоторое время после прекращения работы отмечается увеличенное потребление кислорода по сравнению с покоем, направленное на устранение кислородного дефицита (кислородный долг).

Таким образом, кислородный долг рассматривается как часть общего кислородного запроса, потребляемого после работы. Кислородный запрос - количество потребляемого кислорода сверх уровня, покоя на протяжении работы и ближайшего восстановительного периода. Это количество кислорода, необходимое для "полного" окисления всех образующихся при данной работе продуктов распада. В зависимости от интенсивности и длительности работы меняются соотношения кислородного запроса и кислородного долга. При выполнении легкой работы умеренной интенсивности наблюдается длительное устойчивое состояние, так как потребность в кислороде удовлетворяется полностью (истинное равновесие).

При выполнении очень тяжелой работы отмечается непрерывное нарастание потребления кислорода, но и при достижении максимума он уже не обеспечивает потребностей организма (ложное равновесие). Создается кислородная задолженность, в организме накапливаются недоокисленные продукты обмена, полное окисление которых становится возможным лишь в восстановительный период после прекращения работы.

Непрерывное нарастание потребления кислорода во время тяжелой мышечной работы происходит до тех пор, пока не будет исчерпана емкость кислородснабжающих органов и не достигнут предельный уровень потребления кислорода данным индивидуумом. Этот показатель зависит от величины сердечного выброса, количества гемоглобина и артериовенозной разницы в содержании кислорода.

Затраты энергии меняются в зависимости от рабочей позы. При рабочей позе сидя затраты энергии превышают на 5—10% уровень основного обмена, стоя — на 10 - 25%, при вынужденной неудобной позе затраты энергии на 40 - 50% превышают уровень основного обмена.

Повышение обмена веществ и расхода энергии при работе приводят к повышению теплообразования. Изменения терморегуляции проявляются в повышении температуры тела и поверхности кожи и в изменении уровня теплоотдачи. При тяжелой физической работе температура тела может повышаться на 1 – 1,5°С.

Уровень энергозатрат может служить критерием тяжести выполняемой работы, однако он в большей мере отражает величину физической нагрузки. Для оценки степени эмоционального напряжения, характерного для ряда профессий (диспетчеры, водители такси, врачи-хирурги и др.), наиболее точными являются методы оценки показателей основных вегетативных функций (пульс, дыхание, АД и др.).