Практически во всех учебниках сравнивают двигатель биологический и внутреннего сгорания.
Методы измерения:
· Учет энергетической стоимости продуктов питания - алиментарная калориметрия. Метод достаточно точный, но трудоемкий.
· Учет выделенного тепла – прямая калориметрия Нужно хорошо теплоизолированное помещение. Исследуется в «лабораторных» условиях. Между интеллектуальными видами деятельности по этому методу практически никакой разницы нет.
· Респираторная калориметрия.
Эти методы обычно используются для того, чтобы измерять тяжесть работы. 1400-1700 ккал в сутки необходимо для поддержания жизнедеятельности организма. Из них 25% уходит на обеспечение дыхания, кровообращения.
Индивидуальные затраты энергии = затраты/единицу веса тела
Любопытное замечание: если разжевывать и размазывать еду по небу, продукт усваивается на гораздо больший процент.
Термозатраты организма изучаются в специально организованных условиях. Практически в холодильнике) Измеряют, сколько энергии затрачивает человек при определенной деятельности (спит, читает, работает на станке и т.д.)
Алиментарная калориметрия требует знания калорийности каждого пищевого продукта. Рассматривают обычную жизнедеятельность и подбирают такой рацион, при котором вес тела не изменяется (но необходимо контролировать экскременты). Во время войны показали, что при хорошем пережевывании и размазывании пищи по небу почти все усваивается.
Респираторная калориметрия наиболее проста: надевают респиратор и фиксируют соотношение углекислого газа и кислорода при выдохе. Для анализа используют дыхательный коэффициент: отношение выдыхаемого углекислого газа к утилизируемому кислороду.
Другая модификация: датчик, определяющий количество углекислого газа через ноздри. Часто используется в спортивной практике.
Лекция 5, 02.10.12
После 25 градусов тепло организма и окружающей среды уравновешивается. 24 градуса – если человек лежит голый и накрыт простыней. В этой температуре измеряется CO2 относительно О2 – респираторная калориметрия. Последний прием пищи должен быть за 12 часов до этого, пища должна быть небелковой.
При помощи аппарата Бенедикта (или Дугласа?) изучают, сколько кислорода выдыхается.
1л О2= 4,825 кКал в минуту
14% кислорода остается в альвеолах, 16% уходит в воздух. При выполнении тяжелой работы соотношение кислорода и углекислого газа другое.
Поверхность кожи выделяет постоянное количество тепла. Считается, что на квадратный метр выделяется 37 ккал за час (м2/ч). (Человек ростом 172см и весом 68 кг) Если 37*66.6 ккал/час
1,1 ккал/мин – основной показатель трудности выполнения, но только с условиями: не ели 12 часов, только проснулись и проч. Этот показатель на 5-7% меньше у женщин во время беременности. Каждую неделю на 1% повышается.
График, иллюстрирующий, как падает этот самый ккал/мин у мужчин и женщин с возрастом: у мужчин постепенно снижается от 42 до 34, а у женщин резкое падение около 20 лет до уровня около 33-34 – и так потом до старости.
По 1,1 ккал/мин оценивается рацион, тяжесть труда и проч. Та же самая 1,1 – если человек лежит. На 25-15% - если человек сидит, 15-30% - если стоит.
Приблизительное количество выделяемого тепла:
· 20 лет: 37-38
· 50 лет: 36
· 75: 34
Этот показатель может колебаться в пределах 15%. При патологии колебания в пределах 40%. При лихорадке увеличивается на 120%. Считается, что этот показатель должен быть больше в северных широтах. Но индусы выпадают, многие считают, что это из-за культуры питания. У них низкий метаболизм. При голодании меньше 20 ккал/ч. Обмен в покое зависит от: активности пищеварения, всасывания питательных веществ, энергозатрат самого пищеварения. Приблизительно 4г углеводов сохраняются в организме в виде моносахаридов – какой-то там сахар. Видимо, поэтому спортсмены выпивают полстакана сахара перед выступлением. За 15 минут – для короткой дистанции, за 1,5 часа – для длинной дистанции.
В 3-4 раза повышается показатель 1,1 терморегуляции при нагрузке (ех. чистка ковров).
Аэробная способность – максимальная способность утилизации кислорода. Каждый вдох примерно - 500мл О2, усваивается примерно 5%.
Непонятный график восстановления О2.
При каких-то физических нагрузках кислород не увеличивается дальше предела, поэтому растет доля кислорода и после нагрузки потери восстанавливаются.
Значения затрат О2:
· 3,5-4 ккал в минуту – ходьба, меньше 4 км/ч. Дальше линейно растет со скорости 4,5 км/ч по мере ее увеличения.
· Наклон почвы увеличивает потребление О2 до 10-12ккал/ч. Можно выдерживать до 3-4 часов.
· Характер почвы сказывается: 3-8ккал/мин. Ходьба по глубокому снегу – 15-20 ккал/мин.
· Письмо сидя: 1,9-2,2 ккал/мин.
· Игра на флейте, пианино, скрипке: 2,2-2,7 ккал/мин
· Игра на барабане, игра с детьми: 3,5-4 ккал/мин
· Вождение автомобиля (МКПП): 2,2-2,8 ккал/мин
· Мопед: 3,4-3,7 ккал/мин
· Ходьба: 3,5-6,5 ккал/мин
· Бег со скоростью 15 км/ч: больше 7 ккал/мин
· Велосипед: 5,2-7,0 ккал/мин
· Шитье: 1,3-1,6 ккал/мин
· Чистка обуви: 2,1-3,1 ккал/мин
· Мытье кафельного пола: 3-3,6 ккал/мин
· Глажка: 3,6-4,2 ккал/мин
· Заправка постели: 3,7 ккал/мин
· Чистка ковра: 3,5-8 ккал/мин
· Каменная кладка: 4,6-5,1 ккал/мин
· Рытье окопов: 10-14 ккал/мин
Но интеллектуальный труд эти показатели не охватывают.
Эталоны затрат: 1700 ккал/сут – поддержание жизнедеятельности: 1/3=8 часов сна, 1/3=бодрствование, 1/3=работа. Дальше что-то совершенно непонятное.
Показатели трудности для 1936 и 1957 годов: то, что считалось истощающим в 1936м, стало оптимальным в 1957. И как-то это связано с тем, что повысили требования к рабочему месту, стали улучшать условия.
Классификация по аэробной способности:
· Изнурительная работа – больше 100% аэробной способности. Спортивная деятельность, истощение в течение нескольких минут.
· Максимальная работа – 75-100%. Спорт, сталеплавы. 30 минут – 3 часа работы.
· Субмаксимальная работа – 35-75%. Шахты, спорт, что-то.
· Интенсивная работа – 25-35%. Деятельность, связанная с физическим трудом.
· Легкая работа – меньше 25%. Канцелярские виды.
По мышечной массе (какие мышцы участвуют) оцениваются расходы. Эталон по типу мышечных сокращений (удержание, динамика), классификация по еще чему-то: 3-4 часа – марафонный бег, тяжелый труд.
Лекция 6, 09.10.2012
Опоздала на 15 минут.
Сердце
Сердце реагирует на все и очень быстро. Например, при задержке дыхания начинается продолжительное снижение ЧСС, а потом она начинает возрастать. Раньше норма для 20-40 лет была 68-78 ударов в минуту. Сейчас иногда говорят, что оптимум – это повыше. В спорте, при хорошо развитой сердечной мышце, на фазе отдыха нормальным может быть пульс и 52 удара в минуту (у них сердце перегоняет больше крови за один систолический удар). А еще в спорте замечено, что частота дыхания также может понижаться.
Вообще, как только появилась возможность регистрировать ЧСС, самые разные специалисты стали проводить массу исследований, связанных с ней. Сейчас уже можно регистрировать ЧСС и без контакта.
Какие показатели используются:
· Моментальный показатель ритма сердца. Прибор измеряет R-R интервалы и определяет частоту.
· ЧСС за минуту. Нужно, чтобы хоть как-то усреднить разброс ЧСС.
· Еще сердце очень хорошо показывает стоимость интеллектуальной работы. Как считать – я прослушала. Это к вопросам об энергозатратах.
Аэробная способность.
Это способность к максимальной утилизации кислорода при … Ох, тут перерисовать нужно у кого-нибудь.
А еще есть пульсовый эквивалент аэробной способности.
Во время интенсивной физической нагрузки объем выбрасываемой крови может увеличиваться в 1,5-2 раза. А у спортсменов может и в 2-3. Каждый разовый удар в 70 мм ртутного столба присоединяет от 3 до 4,5 мл (!!!) кислорода.
Дыхание.
Сколько на уровне альвеол? 16%. Сколько на выдохе? 14%. Или наоборот? 70мл. Где-то в районе 75 ударов пульс. В минуту перегоняется 5л крови. 400-500мл за один вдох=выдох в состоянии покоя. Частота дыхания от 10 до 16. Получается, что легкие перегоняют примерно такой же объем воздуха, как сердце – кровь.
Отношение жизненной емкости легких к весу тела: CV/P. Демет. Еще есть показатель CV*P/T (T – рост). Спеит? И еще один: CV*P\(T-100)^2. Мароутер?
Показатель по максимальной вентиляции.
Проба по максимальной задержке дыхания – на вдохе и на выдохе. Если на выдохе, то норма от 30 до 40 секунд. Если получается больше – то состояние отличное. С задержкой на вдохе норма, конечно, повышается.
Оценка состояния
Время задержки
Задержка пульса
Больше 50с
30-50
20-30
Меньше 20
Более 25%
20-25%
15-20%
Менее 15%
Когда мы сильно вдыхаем и выдыхаем, происходит вымывание CO2 из крови -> головокружение.
Тесты на работоспособность без нагрузки (биометрические) или с нагрузкой. С нагрузкой можно поделить еще на две подгруппы: как восстанавливаеся пульс после усилия; экстраполируются три терпимые нагрузки и что-то с ними делается. •
Про дыхание: биометрические тесты:
· проба Флака
· Показатель Кремптона?
· индекс Пинье: определить средний периметр грудной клетки, рост, вес. Индекс выглядит так: Tсм- (Pкг+Pсм) Очень хорошее состояние – это от 10,1 до 15; 4 – 15,1-25; 3: 25,1-30; 2 больше 30. Еще шкала: 0 до -1; -1,1 - -3; -3.1 - -5; меньше 5. Это не совсем точный текст: организм же перестраивается под работу до какой-то степени.
· Более точные тесты тоже есть.
Пример теста с нагрузкой: за 45 минут 30 приседаний, в течение 15 секунд, оставшихся до конца первой и последней минуты измеряется пульс. И после еще раз считается пульс через 45 минут в течение 15 секунд.
Оценка состояния
Прирост пульса после этой нагрузки
Задержка пульса
3 недостаточность средней степени
2 сильная недостаточность
Меньше 0
0,1-5
5,1-10
10,1-15
15,1-20
Более 25%
20-25%
15-20%
Менее 15%
Другой пример теста: гарвадский степ-тест? Это самый популярный тест.
Оценка состояния
Результат по индексу
Больше 90
80-89,9
65-79,9
55-64,9
Меньше 55
В некоторых случаях для оценки состояния используется и кардиограмма. При сильных нагрузках величина P может утраиваться. S-T сегмент может сильно депрессироваться, увеличивается амплитуда R и углубляется зубец S. Часто наблюдается вся эта картина уже на первой минуте и до конца нагрузки. Волна Р нормализуется после завершения нагрузки в течение первой минуты. А S-T сегмент сохраняется в депрессивном состоянии дольше.
Лекция 7, 16.10.12
В 1953 году Левин (?) заметил, что если произвоздство требует определенной производительности в час (день), то … График, поясняющий эту мысль.
Педагогическая деятельность может быть больше 8 часов (7 часов – преподавание и 3,5 часа – другая деятельность), следовательно, только преподавателям разрешали дополнительную деятельность. В Германии, Франции, Англии были проведены исследования по уменьшению рабочих часов в неделю: с 48 до 40. Тогда по достоверным показателям потеря производительности должна равняться примерно 16%. У мужчин производительность повысилась на 14%, следовательно, потери составили только 2%. У женщин на 7% повысилась производительность. Когда анализировали производительность за полгода, то в целом она увеличилась за счет уменьшения пропусков работы. Так и узнали, что 8 часов – это оптимальное время работы.
В Азии люди работали до 16 часов на производстве обуви, не было такой усталости и хронического утомления. Возможно потому, что процесс производства обуви таким образом – вручную – не столь утомителен, как на конвеере. Были проблемы с производством мелких изделий. Возможный выход – переход на 36часовую неделю, организация нескольких смен.