第一节 职业生理学

第一节职业生理学1职业生理学研究一定劳动条件下人的器官或系统功能的学科和课程（Laurig)。它是一个学科，观察的主要是劳动者，研究工作任务、场所、对象和原材料以及环境对人的影响。尤其之间的相互关系。人的器官、系统、或整个机体会对这种影响做出各种反应，指标也不同，而这些反应构成劳动生理的主要内容（H.Luczak,W.Rohmert,JRutenfranz）。2一、体力劳动过程的生理变化与适应劳动能量代谢Energymetabolism肌肉活动的能量来源作业时候氧消耗的动态变化劳动能量代谢与劳动强度分级3肌肉能量供应系统的一般特性ATP-CP系列乳酸系列需氧系列氧无氧无氧需氧速度非常迅速迅速较慢能源CP，贮量有限糖原，产生的乳酸有致疲劳性糖原，脂肪及蛋白质，不产生致疲劳性副产物产生ATP很少有限几乎不受限制劳动类型任何劳动，包括短暂的极重劳动短期重及很重的劳动长期轻及中等劳动4氧消耗动态变化－概念氧需（oxygendemand）：劳动1分钟所需要的氧量。氧债（oxygendebt）：氧需与实际供氧不足的量。最大摄氧量（maximumoxygenuptake）：血液在1分钟内能供应的最大氧量。5氧债及其补偿6能量代谢与劳动强度中等强度作业大强度作业极大强度作业7用于评价体力劳动强度的指标和分级标准[1]劳动强度等级[2]很轻轻中等重很重极重耗氧量[3](l/min)0.50.5～1.0～1.5～2.0～2.5～[0.50.5～1.0～1.5～2.0～](0.700.70～0.96～1.19～1.36～1.45～)能耗量[3](kJ/min)10.4610.46～20.92～31.38～41.84～52.30～心率(beats/min)75～100～125～150～175～[9090～110～130～150～](9292～130～150～165～)直肠温度(0C)37.5～38.0～38.5～39.0～排汗率(ml/h)[4]200～400～600～800～注：[1]资料来源于国际劳工局，1983；[]括号内的数据见PO.Åstrand等1986年所著“劳动生理学教科书”：()括号内系于永中等1979年数据。[2]轻、中、重、很重、极重劳动的氧消耗分别相当于氧上限的25%，25%～50%，50%～75%，75%和接近氧上限或25%，25%～37.5%，37.5%～50%，50%～62.5%及62.5%来划分的。[3]消耗1升氧约等于产生20.92kJ(5kcal)能量。[4]排汗率系8小时工作日的平均数。8炼钢工人心率（武钢，2002）0204060801001201401601805152535455565758595时间（分钟）心率（次/分）高温作业心率低温休息心率9体力劳动强度分级劳动强度级别劳动强度指数Ⅰ≤15Ⅱ～20Ⅲ～25Ⅳ25*摘自《工作场所有害因素职业接触限值》GBZ2-2002;于永中我国体力劳动强度分级标准10劳动强度与能量代谢及参与工作肌肉量的关系劳动强度劳动类型手劳动1只手臂劳动2只手臂劳动全身劳动轻（kJ/min）1.0-2.52.0-5.06.0-8.511.0-17.0中（kJ/min）2.0-4.05.0-7.58.5-11.017.0-25.0重（kJ/min）4.0-5.57.5-10.011.0-13.525.0-35.0*负荷强度与能量代谢和参与肌肉量的依赖关系（根据Spitzer1982）11体力劳动时机体的调节与适应神经系统：主观能动性；动力定型心血管系统：心率；血压；血液再分配；成分呼吸系统：肺通气量；呼吸次数排泄系统：肾脏；汗腺体温：深部体温12二、脑力劳动过程的生理变化与适应与体力劳动相比较而言，脑力劳动的一个显著特点在于处理信息（information），有时要交付出新的信息。13信息加工系统14注意和记忆工作记忆（workingmemory）：一种以不稳定形式初始和短暂地储存信息的记忆。长期记忆：也称为第二级或第三级记忆，长期记忆储存大量的知识，其内容是抹不掉的。15脑力劳动的职业卫生劳动者劳动工具工作任务工作环境工作组织16信息冗余度（informationredundancy）：它表示信号所携带的实际信息量低于它可能携带最大信息量的程度。多余的信息可保证劳动者能够检查和确认信息，应保持适量的信息冗余度。脑力劳动的职业卫生17三、劳动负荷的评价劳动（work）：人为了一定目的而从事的一切活动。劳动负荷评价（workloadevaluation）的目的在于把负荷维持在一个适当的水平，以便有效地完成工作任务又不损害健康。18劳动和作业类型脑力劳动(Mentalwork)体力劳动(Physicalwork)静力作业(Staticwork)动力作业(Dynamicwork)反复性操作(Repetitivework)高抬举作业(Over-headwork)19劳动分类劳动种类能量性劳动(产生和付出体力)信息性劳动(加工和产生信息)劳动形式肌力式劳动感觉运动式劳动反应式劳动综合式劳动创造式劳动劳动任务的特点付出体力，常为机械作功意义上的劳动。手和臂精确地活动，体力此时已不重要。吸收和加工信息，有时做出反应。吸收和加工信息，转换为另种信息并交付出去。产生信息并在一定时候交付出去。劳动任务累及的主要器官肌肉、肌腱、骨骼、循环、呼吸肌肉、肌腱、感官感官（肌肉）感官、脑力脑力举例搬运、铲砂子流水线装配、驾驶警卫、监控编程序、语言翻译发明、解决问题注：摘自Laurig1989年所著“工效学导论”一书，经作者同意。20静力和动力作业静力作业（staticwork）：也叫静态作业，主要依靠肌肉等长性收缩（isometriccontraction）来维持一定体位，使机体和四肢关节保持不动所进行的作业。其特点是能耗水平一般不高，肌肉却容易疲劳。在作业停止数分钟后，氧消耗不下降反而先升高再逐渐下降。动力作业则与静力作业相反。21作业类型示意图22静力作业23作业类型动力作业(dynamicwork)：即在保持肌张力不变，等张性(isotonic)收缩情况下，肌肉交替收缩和舒张，使关节活动来进行的作业。动力作业又可分为重动力作业和轻动力作业。24反复性作业（repetitivework）：又称轻动力作业，参与作业的是一组或多组小肌群，其量小于全身肌肉总量的1/7，肌肉收缩频率高于15次/分钟，能耗不高，却容易疲劳。作业类型25高抬举作业（overheadwork）：手举过头顶来完成某项操作，一是静力作业成分，二是心脏与工作肌的静水压，导致心血管高度应激，工作肌乃至全身容易疲劳。作业类型26劳动姿势posture来自Latin动词“ponere”，意思是“toputorplace”。一般指身体作为整体的举止，姿势或肢体（手臂和腿）的位置。“neutralposture”中立姿势：关节没有弯曲，脊柱直立，不扭曲。Inthisposition,apersonisabletocompletelyandoptimallyattainbalanceandproportionofbodymassandframework.Goodpostureoptimizesbreathingandaffectsthecirculationofbodilyfluids.27劳动负荷评价劳动者劳动对象（物质、能量和信息）劳动工具劳动环境输出输入劳动系统28负荷与应激负荷（stress）：负荷指劳动系统对机体生理心理总的需求和压力，它强调外界因素和状态。应激（strain）：指负荷对个体的影响，它强调机体内部的生物过程和反应。29负荷与应激的关系(注：摘自Laurig1989年著＂工效学导论＂一书)30人的特性人的某些特性及其差异项目例数测量值maxmin距宽*散布率**(%)体重285000255000(男)30000(女)115kg115kg91kg42kg51kg42kg73kg65kg55kg175125130持续劳动能力12601170(男)90(女)0.770.770.320.120.210.120.650.560.20540270165最大提携力量3519(男)16(女)1100N1100N550N220N350N220N880N750N430N400220200手指技巧性(时间min)1147546(男)601(女)16.813.716.84.74.75.212.19.010.6260190170智力(IQ)正态分布,±3δ(男女)IQ=145IQ=5590165注:*距宽=最大值－最小值；**散布率(%)=(距宽/最小值)×10031劳动负荷评价现在认识到，劳动负荷过高或者过低都不好：负荷过高会降低作业的质量和水平，引起机体疲劳甚至损害。负荷过低会降低作业者的警觉性，使其感到单调、无兴趣，也影响作业能力。体力与脑力劳动均如此。32适宜水平：劳动负荷的适宜水平可以理解为在该负荷下能够连续劳动8小时，不至于疲劳，长期劳动也不损害健康的卫生学限值。一般认为，劳动负荷的适宜水平约为最大摄氧量的1/3。以能量代谢计，在男女分别为17kJ/min和12kJ/min。心率则为安静时的心率再加上40次/分钟。劳动负荷评价33劳动负荷评价的指标与方法客观方法体力劳动：能量代谢、心率、肌电、肌酸激酶、激素脑力劳动：心率、瞳孔测量、心率变异性、脑诱发电位主观方法体力劳动：调查表、谈话、Borg量表脑力劳动：Cooper-Harper量表、NASA任务负荷指数观察方法工作活动分析法（AET:ArbeitswissenschaftlicheErhebungsverfahrenzurTätigkeitsanalyse）工作姿势系统分析法（OWAS:theOvakoworkpostureanalyzingsystem）34四、作业能力工作小时作业能力动态变动曲线1.入门期;2.高效稳定期;3.疲劳期;4.终末激发期35作业能力的影响因素与改善措施社会心理个体（年龄、性别．．．）环境工作条件疲劳与休息锻炼和练习36疲劳疲劳是体力和脑力效能（functionalefficiency）暂时的减弱，取决于工作负荷的强度和持续时间，经过适当休息又可恢复。疲劳也可以理解为一种状态：原来可轻松完成的工作，现在却感到要花费很大精力才能应付，且取得的成果越来越小。37复原复原作为疲劳的对立物，是克服疲劳的负面影响：下降的功能经复原得以恢复，降低的能量（具体讲是身体的力量）重新得以储备；物理-化学的变动（具体讲是人体内平衡状态紊乱）得以纠正；调节和协调机制的影响得到去除；情绪和活动的抑制得以制止。38P复原工休可理解为在工作班期间两个工作活动之间的工作中断。在实用劳动生理学，它指在生理和心理上有作用的那样一种休息。从有效的复原而言，工休还涉及不同的时间层面……（H.Luczak）（陈卫红）39