1 Homeostaza, wydolność fizyczna, zapotrzebowanie energetyczne, obciążenie termiczne, problemy pracy zmianowej i nocnej

2

3

4

5

6

7 CZYNNIKI DETERMINUJĄCE WYDOLNOŚĆ FIZYCZNĄ   Czynnik genetyczny -       Potencjał energetyczny -     procesy tlenowe -     procesy beztlenowe, -     rezerwy energetyczne, -       koordynacja nerwowo – mięśniowa -     siła i szybkość ruchów, -     technika, -       Termoregulacja oraz gospodarka wodna i elektrolitowa -       Cechy budowy somatycznej (wysokość i masa ciała, rozwój masy mięśniowej, płeć, wiek, skład ciała) -       Czynniki psychologiczne:

8 Czynnik genetyczny Czynnik ten jest chyba najważniejszym wskaźnikiem determinującym wydolność fizyczną. Jak wiemy każdy człowiek ma swoją pulę genową którą już w chwili poczęcia dostaje od rodziców. W genach jest zapisane dosłownie wszystko: kolor oczu, wysokość ciała, typ budowy i oczywiście ewentualne zdolności warunkujące wydolność fizyczną. Jednak wszystko w jakimś zakresie można wytrenować i w jakimś stopniu poprawić. Nie jest inaczej z możliwościami wydolnościowymi. To co dziedziczymy po rodzicach to 85% naszej maksymalnej wydolności, więc jeśli pula genowa nie dostarczy nam odpowiednich predyspozycji już na starcie, to nawet solidny trening nie jest w stanie podnieść wydolności do oczekiwanego poziomu.

9 Potencjał energetycznyRozpoczęcie aktywności ruchowej wiąże się z wykorzystaniem w pierwszej kolejności energii dostępnej w warunkach anaerobowych. Reakcją energetyczną inicjującą jest rozpad ATP, kwas ten należy do wysokoenergetycznych związków fosforowych, syntezowanych w mitochondriach. Energia powstała z jego rozpadu w mięśniu jest w 45% przetwarzana na skurcz włókien mięśniowych. Ilość energii (ATP) zmagazynowanej w mięśniach jest stosunkowo niewielka, zważywszy na to jak wiele energii potrzeba do maksymalnego wysiłku.

10 Źródła energetyczne w organizmie ludzkim pochodzą z przemian w nim zachodzących. Te przemiany w zależności od rodzaju i długości wysiłku dzielimy na procesy tlenowe i beztlenowe. Przedłużanie pracy poza granice 40 – 60 sekund, powoduję że zasadniczym źródłem energii, zapewniającym resyntezę wysokoenergetycznych związków fosforowych i usuwanie mleczanów, są przemiany tlenowe. Procesy tlenowe mogą być bardzo długotrwałe ponieważ zależą tylko od ilość substratu energetycznego, zużywanego w procesie utleniania (glikogen, kwas mlekowy, wolne kwasy tłuszczowe). Substancji tych zaczyna brakować dopiero po długotrwałym, wyczerpującym wysiłku. Istotną rolę w zapewnieniu odpowiedniej ich ilości odgrywa stosowanie właściwej diety.

11 Intensywne ćwiczenia fizyczne mogą doprowadzić do zwiększenia zaopatrzenia tlenowego tkanek pracujących, czyli do podwyższenia progu beztlenowego oraz pułapu tlenowego, a więc do zwiększenia mocy rozwijanej przez mechanizm tlenowy. Systematyczny trening powoduje rozwój mięśni szkieletowych i wszystkich narządów i tkanek współpracujących ze sobą w utrzymaniu równowagi wewnątrzustrojowej oraz w zaopatrzeniu tlenowym. Modyfikacje pojawiające się w wyniku długotrwałego treningu zapewniają ustrojowi większe wysiłkowe możliwości adaptacyjne.

12 Lepsze i szybsze zaopatrzenie tlenowe tkanek jest głównie wynikiem usprawnienia czynności układu krążenia, poprzez zwiększenie maksymalnej pojemności minutowej serca i przepływu mięśniowego krwi. W wysiłku sportowym ważne jest by wysoki poziom przemian tlenowych został uzyskany jak najwcześniej, zmniejszając tym samym pobór energii ze źródeł beztlenowych, mniej ekonomicznych dla organizmu.

13 Warunkiem wysokiej wydajności aerobowej jest treningWarunkiem wysokiej wydajności aerobowej jest trening. Pobór tlenu, czynność układów sercowo – naczyniowego oraz oddechowego wzrastają na początku pracy stopniowo, osiągając dopiero po około 2 – 5 minutach poziom odpowiedni do potrzeb danego wysiłku fizycznego. Chcąc skutecznie obciążyć odpowiednie układy krążenia i oddychania musimy wykonywać pracę fizyczną co najmniej przez okres 3 – 5 minut, powtarzając ją w krótkich odstępach czasu. Jej intensywność powinna być odpowiednio duża, aby tempo przestrajania czynności układów było wysokie.

14 Wydolność tlenową można powiększać za pomocą treninguWydolność tlenową można powiększać za pomocą treningu. W zależności od czynności wysiłkowych i czasu ich trwania. Pożądane są wysiłki długotrwałe o mniejszej intensywności. Wniosek z tego taki, że uprawianie sportu i regularne treningi zwiększają wydajność aerobową trenującego. Rozpad wysokoenergetycznych związków fosforowych (ATP) łącznie z degradacją glikogenu, dzięki dużej mocy jaką są w stanie rozwinąć, zabezpieczają potrzeby energetyczne w warunkach wysiłków krótkotrwałych i bardzo intensywnych.

15 Ćwiczenia aerobowe (tlenowe) to taki rodzaj aktywności, która przyspiesza oddech i bicie serca dzieki czemu do mięśni i narządów ciała dociera więcej utlenionej krwi. Serce i płuca osoby wykonującej taką aktywność współpracują przy dostarczaniu tlenu do organizmu. Ćwiczenia aerobowe zmuszając płuca i serce do cięższej pracy, wzmacniają je i poprawiają ich kondycję. Wysiłek aerobikowy to między innymi - spacerowanie, praca w ogródku, sprzątanie na podwórku, chodzenie po górach, jeżdżenie na rowerze, pływanie, jogging, tenis pojedynczy, koszykówka, jazda na biegówkach. Typowy okres ćwiczeń trwa od 20 do 60 minut. W momencie, kiedy zaczynasz ćwiczyć twój metabolizm gwałtownie wzrasta o ok. 20 krotnie względem stanu spoczynku. Jest to bardzo korzystna zmiana, jeśli powtarzana jest w sposób regularny.

16 Ćwiczenia anaerobowe natomiast, to takie, przy których mięśnie produkują energię w procesach beztlenowych (anaerobowych). Do ćwiczeń tych zaliczymy wszystkie typowe ćwiczenia na rozwój konkretnych mięśni - brzuszki, pompki, podnoszenie ciężarów, ćwiczenia na atlasie - ogólnie wszystkie ćwiczenia mające na celu rozwój mięśni. Podczas ćwiczeń wymagających od danych grup mięśni bardzo dużego wysiłku, krew nie jest wstanie dostarczyć na czas wystarczającej ilości tlenu, aby mięśnie mogły spalać tłuszcze. Podczas ćwiczeń anaerobowych więc spalaniu ulegają cukry zgromadzone w organiźmie. Do ich spalania organizm nie potrzebuje dostaw tlenu. Tłuszcz pozostaje w zasadzie nie tknięty. Ćwiczenia anaerobowe natomiast powodują rozwój mięśni.

17 W sporcie oprócz bezwzględnego poziomu prędkości maksymalnej i w niemniejszym stopniu ważna jest możliwość długiego utrzymywania dużej mocy. Uzyskanie dobrych wyników w biegach krótkich zależy od poziomu maksymalnej prędkości biegu i czasu jej utrzymania. Pojemność źródła anaerobowego oraz jego maksymalna moc zależy przede wszystkim od zawartości ATP i fosfokreatyny. Przyrost mięśni powoduje, że udział tkanki mięśniowej w budowie ciała wzrasta i większa jej ilość przypada na kg masy ciała. Przyczynia się to równocześnie do podwyższenia puli fosfagenu przypadającej na kg masy.

18 Przedłużenie okresu wysiłku fizycznego ponad 10 – 15 sekund wiąże się z koniecznością uruchomienia intensywnej produkcji energii ze źródła tlenowego, ponieważ wysokoenergetyczne związki fosforowe posiadają ograniczoną pojemność. Ich resynteza będąca wynikiem wykonywania skurczów mięśniowych, przebiega w mechanizmie mleczanowym, kosztem rozpadu glikogenu. Ważna jest też maksymalna ilość kwasu mlekowego tolerowana przez tkanki ustroju, a także stężenie glikogenu w tkance mięśniowej. Od tego zależy wielkość zaciągniętego przez organizm długu tlenowego.

19 U osób zdrowych i sprawnych lecz nie trenujących poziom długu O2 nie przekracza 10 litrów, natomiast u sportowców może on sięgać 15 – 20 litrów. Stopień udziału poszczególnych mechanizmów w energetyce pracy fizycznej zależy głównie od jej intensywności oraz okresu jej trwania. 

20 Koordynacja nerwowo - mięśniowaSiła mięśni to właściwość ich skurczu, regulowana funkcjami nerwowo – mięśniowymi. Zależy ona także od pewnych cech budowy mięśnia szkieletowego, np. przekroju fizjologicznego. Mięśnie pierzaste warunkują większą siłę niż wrzecionowate, ponieważ przy podobnej grubości posiadają większy przekrój fizjologiczny. Wielkość wyzwalanej siły maksymalnej mięśnia podczas oporu zewnętrznego zależy także od stopnia wstępnego rozciągnięcia włókien mięśniowych oraz od wielkości kątów, jakie tworzą między sobą dźwignie kostne w stawach. Pokonywanie oporu zewnętrznego przez skurcz mięśniowy może się odbywać nie tylko za pomocą siły, ale także szybkości. Największa szybkość skurczu obserwowana jest wówczas, kiedy obciążenie mięśnia równa się zeru. Napięcie mięśnia zwiększa się wraz z obciążeniem, a więc maleje ze wzrostem szybkości skurczu.

21 Ilość pracy maksymalnej wykonywanej w jednostce czasu jest dla mięśnia wielkością stałą, ponieważ moc (M) jest iloczynem prędkości (s/t) i siły (F) to wzrost siły oporu pociągnie za sobą zmniejszenie prędkości, czyli skrócenie drogi skurczu w jednostce czasu. Uzyskanie większej szybkości jest możliwe tylko przy równoczesnym zredukowaniu obciążenia mięśnia, na które składa się wielkość ciężaru przyłożonego do dźwigni kostnej oraz ciężar samej dźwigni. Także czas potrzebny do osiągnięcia maksymalnej prędkości jest skorelowany ujemnie z obciążeniem. Udoskonalenie koordynacji nerwowo – mięśniowej sprzyja nie tylko ulepszeniu wyników, lecz również obniża zapotrzebowanie tlenowe w czasie wykonywania określonego ćwiczenia.

22 Termoregulacja oraz gospodarka wodna i elektrolitowaW przypadku długotrwałego wysiłku bardzo często spotykamy się z obfitą produkcją potu a co za tym idzie utratą płynów, z powodu dużego obciążenia cieplnego. Powoduje to często wzrost temperatury wewnętrznej ciała. Ilość utraconej wody zależy od czasu trwania i natężenia wysiłku. Mechanizmy regulujące temperaturę ciała można ocenić za pomocą wydalonego potu. Jeśli równoważnik energetyczny wydalonego potu przekracza ilość faktycznie wyprodukowanej energii cieplnej, to sprawność czynnościowa mechanizmów termoregulacyjnych jest obniżona. Z kolei mała wydajność tych mechanizmów może prowadzić do szybkiego odwodnienia i przegrzania ustroju, pociąga za sobą zmiany wydajności.

23 Woda stanowi około 60% masy ciała.Płyny ustrojowe rozmieszczone są w dwóch przestrzeniach: -   wewnątrz komórek, -   poza komórkami (płyn tkankowy, limfa, osocze, płyn w świetle jam ciała). Głównymi jonami płynu pozakomórkowego są: sód, dwuwęglany i chlor. W przestrzeni śródkomórkowej dominują potas, częściowo magnez oraz białka i fosforany. Kationy te służą do: -  utrzymania ciśnienia osmotycznego w organizmie (Na, Cl, P), -  zachowanie prawidłowego rozmieszczenia płynów ustrojowych i stopnia uwodnienia tkanek, -  depolaryzacja elektryczna błon komórkowych, -  funkcje budulcowe, -  regulacja odczynu płynów ustrojowych, -  katalizowanie reakcji przemiany materii.

24 Aktywność ruchowa człowieka jest jednym ze stanów stymulujących wydalanie wody z organizmu. Duża utrata wody z organizmu powoduje zagęszczenie krwi. Krytyczna granica ubytku wody, której przekroczenie prowadzi do śmierci wynosi około 12% masy ciała. Wysiłek fizyczny prowadzi do utraty potasu komórkowego, głownie mięśniowego. Ubytek wody ustrojowej oraz soli mineralnych prowadzi do wyraźnego obniżenia zdolności do pracy. Odwodnienie rzędu 5% redukuje wyraźnie maksymalny pobór tlenu i prowadzi do szybszego wystąpienia stanu zmęczenia.

25 Budowa somatyczna Czynnikiem warunkującym wydolność fizyczną jest budowa i proporcja ciała. Każdy typ aktywności fizycznej wymaga pewnego rodzaju cech budowy ciała. Stosunkowo niewielkie różnice w wysokości, masie ciała, stopniu umięśnienia powodują różne zachowania się organizmu w stosunku do podejmowanego wysiłku. Osobnik krępy, muskularny, niewysoki będzie widziany jako ciężarowiec, bo jest umięśniony i ma krótsze dźwignie, co pozwoli nie napinać nadmiernie mięśni. Z kolei człowiek smukły i muskularny, o masywnym kośćcu jest odpowiedniejszy do konkurencji sprinterskich, itd.

26 Czynnikiem decydującym o wydolności fizycznej jest oczywiście także płeć i wiek osobnika. Rozwój osobniczy człowieka cechuje się ciągłymi zmianami w tkankach i narządach. Początkowo przejawiają się procesy wzrastania (rozwój struktury i funkcji układu nerwowego, sercowo – naczyniowego, oddechowego, hormonalnego, mięśniowego, itd.), skutkiem czego wydolność tych narządów wzrasta. Później następuje stabilizacja morfologiczna i fizjologiczna organizmu. W końcowym okresie bytu ludzkiego przeważają procesy rozpadu (zanikowe), które prowadzą do ograniczenia możliwości czynnościowych organizmu.

27 Wartość VO2 max (pułap tlenowy) wzrastają znacznie w okresie szkolnym, osiągając najwyższe wielkości u przedstawicieli obojga płci między 18 a 20 rokiem życia. Maksymalna wielkość VO2 max osiągana przez płeć żeńską w rozwoju osobniczym kształtują się na mniejszym poziomie niż u mężczyzn. Pułap tlenowy zmienia się z wiekiem, a przyczyną tego są zmiany maksymalnych prędkości skurczów serca, które wzrastając w wieku dziecięcym osiąga około 10 roku życia poziom najwyższy (ponad 200 uderzeń na minutę), w dalszych okresach obniża się stopniowo.

28 Siła mięśniowa zależy także od wielkości organizmu oraz od właściwości i proporcji jego budowy. Podlega ona jednak ogromnym wpływom zewnętrznym. Maksymalna siła mięśniowa u chłopców osiągana jest w wieku 20 – 30 lat. Dziewczęta osiągają tą siłę w wieku 20 – 25 lat. Poziom siły uzyskiwany przez kobiety jest mniejszy niż uzyskiwany przez mężczyzn. Ogromny wpływ na rozwój siły wywiera okres dojrzewania. Po osiągnięciu szczytowej wartości siły rozpoczyna się stały proces jej zmniejszania. Młodzi ludzie są bardziej predysponowani do wykonywania wysiłków wymagających szybkości i siły.

29 Czynniki psychologicznePrzeżycia psychologiczne rzutują wyraźnie na zachowanie człowieka. Jest to widoczne zwłaszcza w działalności sportowej, w której często pojawiają się intensywne stany emocjonalne. Dotyczy to szczególnie okresu startowego i samych zawodów. W zależności od predyspozycji psychicznych zawodnika stany te mogą pomagać w osiągnięciu maksymalnego wyniku sportowego lub też doprowadzać do jego znacznego obniżenia. W dzisiejszym sporcie motywacja i psychika zawodnika jest bardzo ważna świadczy o tym fakt, że coraz częściej zawodnikowi oprócz trenera towarzyszy psycholog.

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41 Wzrost przemiany materii w stosunku do podstawowej przemiany materiiTabela 2. Podwyższenia poziomu przemiany materii podczas pracy umysłowej . Rodzaj pracy  Wzrost przemiany materii w stosunku do podstawowej przemiany materii w % ppm - 100,0 %  Czytanie ciche w pozycji siedzącej Czytanie głośne w pozycji siedzącej Wygłaszanie referatów w pozycji stojącej Wykładanie w pozycji stojącej Gra na trąbce Gra na skrzypcach ( skrzypek zawodowy ) Gra na skrzypcach ( amator ) Nauczanie (zajęcia praktyczne ) 16 48 45 94 44 52 77 9,9-83,5

42 PPM to procesy zachodzące w organizmie człowieka będącego na czczo przez 12 godzin i pozostającego w całkowitym spoczynku fizycznym i psychicznym. Podstawowa przemiana materii dostarcza energii do utrzymania procesów życiowych, takich jak: aktywność mózgu, wątroby, nerek, mięśni, serca, krążenie krwi i chłonki, perystaltyka jelit czy temperatura ciała. PPM osiąga w ciągu doby różne wartości i zależy od płci, wieku, masy ciała, wzrostu oraz klimatu. Najniższy poziom stwierdza się w czasie snu.

43 Wielkość PPM każdy z nas może teoretycznie obliczyć dla siebie, zakładając, że u ludzi zdrowych przemiana materii jest wielkością względnie stałą i wynosi w przybliżeniu 1 kcal na kg masy ciała w ciągu godziny; stąd chcąc obliczyć przybliżoną wielkość PPM w ciągu doby wystarczy pomnożyć masę ciała osoby badanej przez 24. Tak wyliczoną wartość PPM należy traktować jako orientacyjną, ponieważ nie uwzględnia ona takich czynników, jak płeć czy wiek.

44 Do dokładniejszego obliczenia PPM służą npDo dokładniejszego obliczenia PPM służą np. wzory Harrisa i Benedicta: PPM (kcal) dla mężczyzn = 66, ,75 mc (kg) + 5 wzrost (cm) - 6,75 wiek PPM (kcal) dla kobiet= 665,09 + 9,56 mc (kg) + 1,85 wzrost (cm) - 4,67 wiek (gdzie: mc = masa ciała w kilogramach) Na przykład: kobieta o masie ciała 60 kg, wzroście 165 cm, mająca 30 lat PPM = 665, , , ,1 = 1403,84

45 Ponadpodstawową przemianą materii określa się wydatki energetyczne organizmu związane z:Rodzajem wykonywanej pracy (fizyczna, umysłowa), Kosztami trawienia - swoiście - dynamiczne działanie pokarmu Wykonywaniem zwykłych codziennych czynności.

46 Swoiście dynamiczne działanie pokarmu –Wydatki energetyczne związane z trawieniem składników odżywczych. Najbardziej kosztowne energetycznie jest spożywanie białek - zwiększa przemianę materii o 25-40% , tłuszczów o 14% , węglowodanów o 6%. Podstawowym źródłem energii dla pokrycia potrzeb energetycznych organizmu są tłuszcze, węglowodany i białka.

47 Wartość kaloryczna składników pokarmowych:Białka i węglowodany - 4 kcl Tłuszcze - 9kcl

48 Wykonywanie przez człowieka jakiejkolwiek pracy zwiększa podstawową przemianę materii (PPM). Wydatki związane z wykonywaniem zwykłych czynności, takich jak mycie się, ubieranie i inne, mogą wykazywać różne wartości w zależności od ich intensywności i czasu trwania. Dla kobiet na te czynności (niezwiązane z pracą zawodową) przeznacza się około 220 kcal, a dla mężczyzn 360 kcal ponad PPM.

49 Sumując podstawową przemianę materii i ponadpodstawową obliczamy przemianę całkowitą. Przykładowo całkowita przemiana materii u studentki I roku pedagogiki wynosi: podstawowa przemiana materii ok kcal proces trawienia (ok. 10% PPM) ok. 144 kcal nauka (10 godz. 50 kcal) ok. 500 kcal codzienne czynności ok. 220 kcal Całkowita przemiana materii to ok kcal.

50 Suma wydatków energetycznych (całkowita przemiana materii) określa jednocześnie wielkość dziennego zapotrzebowania energetycznego organizmu, co stanowi podstawę komponowania diety. Wszystkie żywe organizmy potrzebują energii, która jest niezbędna do podtrzymania procesów fizjologicznych i wykonywania pracy. Organizm wykorzystuje tę energię w procesach przemiany materii, a część zużywa do procesów regeneracji.

51 W żywieniu człowieka wyróżniamy trzy podstawowe źródła energii: węglowodany, tłuszcze i białka.W normalnej diecie fizjologicznej składniki te powinny pokrywać zapotrzebowanie: białka % do 15% tłuszcze 30% (w tym min 3% powinny stanowić Niezbędne Nienasycone Kwasy Tłuszczowe) węglowodany energetyczne w następujących proporcjach: 50-60% w tym do 10% cukry proste (nawet do 70% kosztem tłuszczów)

52 w kcal/dobę w kJ/dobę Lekka 2300 - 2800 9623-11715 0-500 0- 2090Tabela 6. Klasyfikacja pracy według wielkości ogólnego wydatku energetycznego i liczby kalorii pracy zawodowej Stopień ciężkości pracy Wielkość ogólnego wydatku energetycznego Wielkość wydatku energetyczne­go podczas pracy zawodowej w kcal/dobę w kJ/dobę Lekka 0-500 Umiarkowana Średnia Ciężka Bardzo ciężka Niezmiernie ciężka Wyczerpująca Źródło: Opracowanie na podstawie: J. Rosner, Podstawy ergonomii, s. 3

53 Pierwsza metoda kalorymetrii bezpośredniej pozwala na jednoczesny pomiar wymiany gazowej i wytworzonego ciepła aparatem Atwatera-Rosa-Benedicta. Zasada oznaczania opiera się na ustalaniu różnicy temperatur wody wchodzącej do układu i wychodzącej z niego. Wentylację zapewnia zamknięty układ krążącego powietrza, a wytwarzany dwutlenek węgla jest absorbowany przez pochłaniacze zawierające wapno sodowe.

54 Szeroko stosowana jest metoda kalorymetrii pośredniejSzeroko stosowana jest metoda kalorymetrii pośredniej. Opiera się ona na ilości wykorzystywanego tlenu i wyprodukowanego w tym samym czasie dwutlenek węgla. Do oznaczeń stosowane są dwa systemy aparatów: otwarty z przepływem powietrza i zamknięty, w którym wydychany dwutlenek węgla jest pochłaniany przez wapno sodowe. Zużyty tlen zostaje uzupełniany ze zbiornika, wykazującego jednocześnie wielkość przepływu. Znając ilość tlenu potrzebnego do wytworzenia l kcal oraz współczynnik oddechowy, można obliczyć wielkość wydatku energetycznego człowieka.

55 Pomiary wydatku energetycznego zarówno za pomocą kalorymetrii bezpośredniej, jak i pośredniej wymagają odpowiedniej aparatury i specjalnie wyszkolonego personelu. Są one niezwykle pracochłonne i kłopotliwe dla pracowników, na których dokonuje się badań. Dlatego też metody te są stosowane w wyspecjalizowanych laboratoriach badawczych. Potrzeby związane z analizą ciężkości pracy wymagają zastosowania bardziej dostępnych metod oceny wydatku energetycznego na stanowisku roboczym. Celowe wydaje się w związku z tym przedstawienie metod, które stanowią drogi postępowania w tym zakresie.

56

57 Koszt energetyczny pracy określa się poprzez zsumowanie wynikówuzyskanych w obu omówionych etapach.

58 Metoda ta polega na uwzględnieniu zajmowanej przy pracy pozycji ciała oraz określonego przez rodzaj pracy stopnia zaangażowania układu mięśniowego (por. tab. 7, część A i B). Z tabeli 7 część A odczytujemy liczbę dżuli zużytkowaną na otrzymanie danej pozycji ciała przy pracy. Z tabeli 7 część B odczytujemy zapotrzebowanie energetyczne związane z wykonywaniem pracy zależnie od zajmowanej pozycji. Po zakwalifikowaniu wykonanych czynności do odpowiedniego typu obciążeń dokonujemy chronometrażu na podstawie danych zawartych w tabeli 7 część A i B, a następnie dodajemy obliczone wartości, otrzymując poszukiwany wydatek energetyczny przy danym, rodzaju wykonywanej pracy.

59 Wchodzenie po pochyłości 0,75 3,1 bez obciążenia na l m wzniesieniaTabele wielkości wydatku energetycznego przy różnorodnych czynnościach zostały opracowane w okresie ostatnich 60 lat za pomocą metody kalorymetrii pośredniej. Tabela 7. Normatywy cząstkowe wydatku energetycznego w zależności od pozycji ciała i rodzaju wykonywanej pracy Część A Pozycja ciała Wydatek energetyczny w kcal/min w kJ/min Siedząca 0,3 1,2 Na kolanach 0,5 2,1 Na kucki Stojąca 0,6 2,5 Stojąca pochylona 0,8 3,3 Chodzenie 1,7-3,5 7,1 -14,6 Wchodzenie po pochyłości 0,75 3,1 bez obciążenia na l m wzniesienia

60 Praca palców, dłoni i przedramienia lekka średnia ciężka 0,3 - 0,6 Część B Rodzaj pracy Wydatek energetyczny w kcal/min w kJ/min Praca palców, dłoni i przedramienia lekka średnia ciężka 0,3 - 0,6 0,6-0,9 0,9-1,2 1,2-2,5 2,5 - 3,8 3,8 - 5,0 Praca jednego ramienia 0,7-1,2 1,2-1,7 1,7-2,2 2,9-5,0 5,0-7,1 7,1-9,2 Praca obu ramion 1,5 - 2,0 2,0-2,5 2,5 - 3,0 6,3- 8,4 8,4-10,5 10,5 -12,6 Praca mięśni kończyn i tułowia 2,5- 4,0 4,0- 6,0 6,0- 8,5 8,5-11,5 10,5 -16,7 16,7-25,1 25,1-35,5 35,5 - 48,1 Źródło: Por. H. Kirsctmcr, Obciążenie fizyczne podczas pracy zawodowej i jego ocena, w: Ergonomiczna ocena uciążliwości pracy, pod red. A. Hanscna, wyd. 2, WZ CRZZ, Warszawa 1970, s. 46.

61

62

63 Kolejna metoda oceny wydatku energetycznego na podstawie mechanicznego efektu pracy jest możliwa do zastosowania tam, gdzie mechaniczny efekt pracy może być łatwo wymierzony w kilogramometrach. W warunkach produkcyjnych ma to miejsce wówczas, gdy mięśnie dynamicznie przeciwdziałają sile ciężkości, np. przenoszenie ciężarów na pewną wysokość, ładowanie itp.

64 Pomiaru wydatku energetycznego można dokonać także na podstawie zachodzących w czasie pracy zmian fizjologicznych. Fakt ten umożliwia wykorzystanie kształtowania się pewnych parametrów hemodynamicznych i respiracyjnych do oceny natężenia wysiłku fizycznego pracownika. W tym przypadku dokonuje się pomiaru wentylacji płuc, częstości tętna i temperatury ciała Liczby dżuli podane w tabeli ujmują zarówno efektywny wydatek energetyczny, jak i przemianę podstawową. Są to tzw. dżule brutto. W celu wyliczenia dżuli efektywnych, bez uwzględnienia przemiany podstawowej, odejmujemy od załączonych wartości 4,2 kJ.

65 Dla praktycznego stosowania wiedzy o biorytmach w planowaniu i zarządzaniu można zaproponować następujący podział: biologiczne rytmy wydolności fizycznej i psychicznej (emocjonalny), sprawności intelektualnej (dyspozycji twórczej) oraz rytmy o okresach rocznych, tygodniowych i dobowych (okołodobowych). Rytm wydolności fizycznej o okresie 23 dni warunkuje siłę fizyczną i odporność organizmu, wytrzymałość i koordynację ruchów. Rytm psychiczny (28 dni) określa stan psychiki, samopoczucie, intuicję, wrażliwość na urazy psychiczne i emocjonalne. Natomiast rytm intelektualny o okresie 33 dni wpływa na pamięć, zdolność logicznego myślenia oraz dyspozycje twórcze.

66 Każdy z tych okresów dzieli się na dwie fazy: pozytywną i negatywnąKażdy z tych okresów dzieli się na dwie fazy: pozytywną i negatywną. Pierwsza połowa dni z każdego cyklu jest pozytywna, druga zaś negatywna. Do najbardziej krytycznych należy dzień przechodzenia z fazy pozytywnej (dodatniej) w negatywną (ujemną) i na odwrót. W cyklu fizycznym bywa to często dzień nieszczęśliwych wypadków. Podobnie zaznacza się „minusowa" skłonność w cyklu psychicznym, sprzyjająca powstawaniu konfliktów w stosunkach międzyludzkich. Krytyczny dzień w cyklu intelektualnym nie jest groźny, jeśli nie zbiegnie się przypadkowo z dniem krytycznym jednego z pozostałych cykli (fizycznego bądź psychicznego), które wzmocniły jego „minusowość".

67 Wyświetlany miesiąc: 10/2008 Jesteś w 8 z 23 dniu cyklu fizycznego Fizyczny 82 Emocjonalny 63 Intelektualny 99 Intuicyjny -24 Wyświetlany miesiąc: 10/2008 Jesteś w 8 z 23 dniu cyklu fizycznego tendencja malejąca Jesteś w 3 z 28 dniu cyklu psychicznego tendencja rosnąca Jesteś w 9 z 33 dniu cyklu intelektualnego Jesteś w 8 z 23 dniu cyklu fizycznego tendencja malejąca       Jesteś w 3 z 28 dniu cyklu psychicznego tendencja rosnąca       Jesteś w 9 z 33 dniu cyklu intelektualnego tendencja malejąca       Jesteś w 24 z 25 dniu cyklu intuicyjnego tendencja rosnąca      

68 Spostrzeżenia te są wykorzystywane w praktyceSpostrzeżenia te są wykorzystywane w praktyce. I tak przykładowo Japońskie Towarzystwo Kolejowe „Ohmi" stosuje system kart ostrzegających. Są one wręczane tym kierowcom z danej zmiany, którzy przeżywają dni krytyczne. Kierowcy ci prowadzą wówczas wozy z uwagą, zwłaszcza w okręgach znanych z nasilenia wypadków drogowych. Po wprowadzeniu tego systemu w 1969 r. liczba wypadków spadła wówczas do 50%, wykazując stałą tendencję zniżkową.

69 W ślad za Japonią wiele firm na Zachodzie związanych szczególnie z komunikacją opracowuje biogramy w celu zmniejszenia liczby nieszczęśliwych wypadków wśród pracowników. Natomiast Szwajcarskie Biuro Systemów Transportowych stale poddaje biorytmicznej analizie wypadki drogowe, a wielu lekarzy korzysta z tej teorii przy wyznaczaniu dnia najlepszego do przeprowadzenia zabiegów chirurgicznych.

70 Podobne badania w polskich kopalniach węgla kamiennego prowadził w latach inż. Kazimierz Mruk. Z badań tych wynika, że wypadki spowodowane przyczynami organizacyjno-ludzkimi zdarzały się najczęściej w ujemnej fazie wszystkich trzech rytmów biologicznych, a zwłaszcza w dniach krytycznych. W organizmie człowieka stwierdzono również występowanie rocznego, tygodniowego i dobowego rytmu biologicznego. Z rysunku 9 wynika, że w ciągu roku kalendarzowego zmienia się dyspozycyjność organizmu człowieka do pracy. Największa zdolność psychofizjologiczna występuje w styczniu i marcu, wrześniu i listopadzie, najmniejsza natomiast w miesiącach letnich. Informacje te winny być wykorzystywane przez służby pracownicze w zakładach pracy np. do planowania urlopów wypoczynkowych itp.

71 Rys. 9. Wahania wydajności pracy w ciągu roku kalendarzowego Źródło: Por. G. Lehmann, Praktyczna, s. 110

72 O wiele wcześniej niż zapoczątkowano badania biorytmów i ich wpływu na przebieg pracy powstała nazwa „szewski poniedziałek", związana z tygodniowym rytmem biologicznym (por. rys. 10).

73 Rys. 10. Wahania wydajności pracy w ciągu tygodniaŹródło: Por. G. Lebmann, Praktyczna, a. 110

74 Wielu ludzi po dniu wolnym nie ma ochoty robić czegokolwiek, a niektórzy wcale nie przychodzą do pracy. Wiadomo też, że produkcja pochodząca z pierwszych godzin początku tygodnia charakteryzuje się największą liczbą braków. Na początku i końcu tygodnia odnotowuje się także znaczne zwiększenie częstot-liwości wypadków drogowych w porównaniu z pozostałymi dniami. Obok poniedziałku również piątkowe popołudnie i wieczór uchodzi za obfitujące w tragiczne zdarzenia. Przyczyną jest fizyczne i psychiczne wyczerpanie w czasie dni minionego tygodnia. Wielu lekarzy i psychologów argumentuje, że obecnie tylko pięciodniowy tydzień roboczy z około ośmiogodzinnym dniem pracy pozwala na optymalne zsynchronizowanie wysiłku z naturalnym rytmem funkcjonowania całej przyrody.

75 Rys. 11. Krzywe wydajności pracy w ciągu dnia (według Otto Grafa) Źródło: Por. G. Lehmaii JL, Praktyczna, a. 110

76 Tak samo ważny jak tygodniowy jest rytm sprawności psychofizycznej w ciągu całego dnia pracy (por. rys. 11). Z dobowym rytmem biologicznym wiążą się spostrzeżenia dokonane przez Otto Grafa, którego nazwiskiem została upamiętniona wykreślona przez niego fizjologiczna krzywa pracy.

77 Według tej krzywej po trwającej od pół do jednej godziny fazie wpracowania osiągamy największą wydajność pracy w godzinach 8,00- 10,00 przed południem, która jest o 30% powyżej średniej. Następnie krzywa rytmu spada powoli do minimum około południa. Po południu następuje ponowny wzrost do maksimum między 12,00 a 14,00, która jednak nie osiąga poziomu przedpołudniowego i następuje kolejne obniżenie aż do zakończenia pracy. W ciągu dnia pracy ukształtowała się krzywa podwójna, którą Graf nazwał krzywą fizjologiczną pracy. Odzwierciedla ona rytm fizjologiczny, a więc przystosowanie tempa pracy do fizjologicznych wahań gotowości do pracy człowieka.

78 W przypadku gdy kolejność wykonywanych czynności w ciągu dnia może być ustalona przez wykonawcę, nie rozpocznie on nigdy od zadań najtrudniejszych, lecz przełoży je na późniejsze godziny. Nie odłoży ich jednak na koniec dnia roboczego. Omówiona wyżej krzywa fizjologiczna pracy odnosi się do godzin przedpołudniowych i popołudniowych. Obecnie zapoznamy się z jej dalszym przebiegiem w ciągu całej doby (por. rys. 12).

79 Rys. 12. Krzywa gotowości do wysiłku w ciągu 24 godzin Źródło: Por. G. Lehmaim, Praktyczna, s. 110

80 Podczas drugiej zmiany roboczej maksymalną wartość krzywa osiąga około godziny 18,00 i od tego momentu trwa jej opadanie, osiągając skrajne minimum około godziny 3,00 nad ranem. Ponowny wzrost następuje między godzinami 3,00 a 4,00 nad ranem, aby dojść do wysokiego poziomu w godzinach porannych.

81 Analiza przebiegu krzywej fizjologicznej pracy wykazuje, że dyspozycja do pracy na ogół jest najkorzystniejsza w godzinach przedpołudniowych oraz w pierwszych godzinach zmiany popołudniowej. Najmniej korzystna dyspozycja do pracy występuje w godzinach nocnych, dlatego też praca nocna winna być ograniczona do rozmiarów bezwzględnie koniecznych. Zmianą wiodącą powinna być zmiana przedpołudniowa. Zła dyspozycja do pracy w godzinach niekorzystnych dla rytmu dnia prowadzi do niedomagań i błędów w pracy.

82 Na podstawie badań przeprowadzonych przez badaczy szwedzkich (por. rysNa podstawie badań przeprowadzonych przez badaczy szwedzkich (por. rys. 13), którzy przez 19 lat notowali błędne zapisy robotników gazowni w Szwecji, można stwierdzić biologiczną gotowość organizmu do pracy w poszczególnych godzinach dnia. Szczególnie interesujące jest to, że godziny końca pracy zmianowej - 6,00 rano, 2,00 po południu i 10,00 wieczorem — nie uwidaczniają się zupełnie w krzywej. Oznacza to, że zmiana rozpoczynająca pracę o 6,00 rano robi podobną liczbę błędów, co zmiana, która ma za sobą pracę nocną11. Rytm biologiczny góruje w tym przypadku nad objawami zmęczenia wywołanymi przez pracę. Nieprzestrzeganie dyspozycyjności organizmu człowieka do wykonywania pracy zgodnie z zaleceniami wynikającymi z fizjologicznej krzywej może spowodować przedwczesne zmęczenie12.

83 Rys. 13. Liczba błędnych zapisów u 175000 pracowników gazowni w latach (według B. Bjarnera, A. IIolma i A. Swensona) Źródło: Por. G. Lehmaiin, Praktyczna, s. 112

84 11 Częstość błędów działań jest również miarodajna dla częstotliwości nieszczęśliwych wypadków. Można zatem wnioskować, że liczba nieszczęśliwych wypadków w ciągu dnia da w wyniku taką samą krzywą, jaką dala notowana przez Szwedów liczba błędnych działań, a więc krzywą odwrotną do dyspozycji do pracy W większości zakładów tak nie jest, ponieważ liczba wypadków w dużym stopniu zależy od tempa pracy. Ten moment decyduje, że krzywa wypadków odpowiada krzywej dyspozycji do pracy. Por. G. Lehmann, Praktyczna, s. 13.

85 Dziękuję za uwagę!