《职业病》-职业生理省公开课金奖全国赛课一等奖微课获奖课件

职业生理学workphysiology在生产劳动过程中，机体经过神经-体液调整和适应，不但能完成作业，而且能促进健康。但若劳动负荷过大，时间过长或作业条件较差，致使人体不能适应或耐受时，即能引发过分生理担心与心理担心从而使作业能力下降，甚至损害健康。职业生理学（Workphysiology）职业心理学（Workpsychology）人类工效学（Ergonomics）依据劳动性质分为：体力劳动 脑力劳动劳动过程对机体影响包含以下三方面：

1.劳动种类和组织制度：劳动强度，连续时间，节律，操作技巧，体位等。

2.工作环境：气象条件、高低气压、噪声、振动、空气污染等。

3.劳动者本身原因：性别、年纪、健康情况、劳动态度、思想情绪等。研究劳动过程调整与适应规律，从而找出提升作业能力和预防疲劳过早出现办法，到达保护和促进健康，提升劳动生产率目标。1/51一、体力劳动过程生理改变与适应（一）体力劳动时能量消耗体力劳动时，全身许多器官和系统处于担心和兴奋状态，代谢加强。骨骼肌和心肌约占体重40%，尤其是当体力劳动时，肌肉做功，所以消耗能量较大。

1、肌肉活动能量起源：在体力劳动时，供骨骼肌活动能量起源有三种路径：

（1）ATP-CP系列（三磷酸腺苷-磷酸肌酸系列） ATP+H2O→ADP+Pi+29.3KJ/mol/L CP+ADP≒Cr+ATPATP、CP都含有高能磷酸键，是体内用以贮存和传递能量物质。①

肌肉活动时，肌肉细胞中ATP快速分解，放出能量直接供肌肉收缩。 ②

CP快速分解，并提供高能磷酸键，使ADP还原成ATP。在平静状态下，肌肉中CP浓度约为ATP5倍，但ATP和CP在肌肉中贮存量甚微，肌肉普通活动能维持一分钟，如猛烈活动只能维持30秒。经常劳动和进行体育锻炼人，肌肉中CP和ATP含量较普通人多，与代谢相关酶活性也较强。当肌肉萎缩或肌无力者，肌肉中CP和ATP含量较低。2/51（2）乳酸系列（无氧糖酵解）葡萄糖+Pi+ADP≒乳酸+ATP当进行大强度作业或猛烈运动时，ATP分解非常快速，急需大量能量，此时呼吸循环机能即使显著加强，但仍不能满足肌肉组织对氧需要，氧化磷酸化过程受到供氧能力限制，生成ATP速度不能满足肌肉活动需要。在缺氧或无氧条件下，机体只能经过糖酵解方式提供能量。与有氧氧化相比，糖酵解这种方式提供能量少，一摩尔每升葡萄糖只能形成2分子ATP，同时产生大量乳酸，机体轻易疲劳，劳动不能持久。但生成ATP速度较有氧氧化快32倍，故能快速提供较多ATP供肌肉活动用。3/51（3）需氧系列（有氧氧化）糖+ADP+Pi+O2→CO2+H2O+ATP脂肪一摩尔每升葡萄糖生成38分子ATP一摩尔每升脂肪生成130分子ATP在正常情况下，从事中等强度作业或脑力劳动，机体能够提供所需要氧，体内营养物质（糖、脂肪）经过氧化磷酸化过程合成ATP提供劳动时所需能量。在劳动开始阶段利用糖类较多，但伴随连续活动时间延长，利用脂肪百分比增大而成为主要能量起源。饭后肌肉中糖原含量在300克左右，肝，肌肉中糖原可维持肌肉活动半天。肌肉活动能量直接起源是ATP，长久起源依靠补充血糖。短期强活动出现疲劳是由肌肉中ATP降低和乳酸含量增加所致。长久劳动出现疲劳是肌肉中糖原含量降低所致。4/51肌肉活动能量供给系统普通特征ATP-CP系列乳酸系列需氧系列氧无氧无氧需氧速度非常快速快速较慢能源CP，贮量有限糖，产生乳酸，有致疲劳性糖原、脂肪、蛋白质，不产生致疲劳性副产物产生ATP极少有限几乎不受限制劳动类型任何劳动包含短期极重劳动短期重及很重劳动长久轻及中等劳动5/512、作业时氧消耗动态：劳动过程中机体能量消耗与氧消耗之间有准确相关关系。劳动时人体所需氧量取决于劳动强度，劳动强度越大，需要氧量也就越多。氧需（oxygendemand）：劳动1分钟所需要氧量。最大摄氧量（maximumoxygenuptake）：人体血液在1分钟内所能供给最大氧量。摄氧量普通人3升/分，有锻炼者可达4升/分以上。氧需能否得到满足主要取决于循环系统功效，其次为呼吸系统功效。在开始作业2-3分钟内或劳动强度很大时，呼吸和循环系统功效不能供给足够氧，此时肌肉活动所需要能量部分或全部是在机体缺氧条件下提供。这种氧需和实际供氧量之差称为氧债（oxygendebt）。氧债=氧需－实际供氧量氧债及其赔偿见图6/51氧债及其赔偿A氧债B偿还氧债7/51不论那种情况，劳动停顿后一段时间之内，机体消耗氧量均较平静时多，这是在偿还劳动开始时或劳动过程中氧债，恢复时间依据氧债多少而定。恢复ATP，CP，HbO2等需要O2可在2-3分钟内得到赔偿。而乳酸氧债则需较长时间才能得到完全赔偿。8/513、作业能消耗量与劳动强度分级劳动强度是指人在劳动中所负担工作量以及由此对人体所施加生理负荷大小。作业时能量消耗是全身各器官系统活动能消耗量总和。担心脑力劳动能消耗量不超出基础代谢10%，而肌肉活动能消耗量可达基础代谢10-25倍，故用能消耗量来划分劳动强度大小，只适合用于以体力劳动为主作业。普通分为三级：9/51（1）中等强度作业作业时氧需不超出最大摄氧量，即在稳定状态下进行作业。我国工农业劳动多属这类。依据能量消耗多少，中等强度作业通常又分为3-6个等级。10/51中等强度作业氧和能量消耗劳动强度等级耗氧量（L/min）能耗量KJ/min很轻<0.5<10.46轻0.5-10.46-中等1.0-20.92-重1.5-31.38-很重2.0-41.48-极重2.5-52.30-1Kal=4.184KJ

11/51（2）大强度作业：指氧需超出了最大摄氧量，即在氧债大量蓄积条件下进行作业，普通只能连续进行数分钟至十余分钟，如重件手工锻打，爬坡搬运重物等。（3）极大强度作业：完全在无氧条件下进行作业，此时氧债几乎等于氧需。如在短跑和游泳比赛时，这种猛烈活动只能连续很短时间，普通不超出2分钟。测定劳动时能消耗量意义： ①

依据能消耗量划分体力劳动强度等级。 ②

制订合理劳动制度和膳食供给。12/51（4）为全方面反应不一样工种在劳动过程中对机体所造成负荷，依据“体力劳动强度分级标准”（GBZ2－），还可采取劳动强度指数来划分体力劳动强度。劳动强度指数（I）=3T+7MT为净劳动时间率=M为8小时工作日能量代谢率（kal/minm2）13/51体力劳动强度分级劳动强度级别劳动强度指数Ⅰ≤15Ⅱ~20Ⅲ~25Ⅳ＞2514/51（二）体力劳动时调整与适应在劳动过程中，机体经过神经-体液调整来实现能量供给和各器官之间协调，以适应生产劳动需要，维持身体健康和作业能力。15/511、神经系统：

（1）非条件反射：内外感受器→中枢→效应器官劳动时：血乳酸↑→血管→中枢（呼吸、循环中枢），吸入O2↑，合成ATP↑，分解乳酸，排除致疲劳物质。体温↑→中枢→循环加强、皮肤血管扩张→散热。

（2）条件反射：长久重复某一作业，可形成“动力定型”（dynamicstereotype），可使动作协调，降低无须要动作，使能量消耗降低，提升工作能力和效率。如当代化流水作业，可使工人在较短时间内建立“动力定型”。16/512、心血管系统：劳动时，ATP↓，需O2↑，体内CO2、乳酸↑→心血管系统活动加强。（1）心率：在作业开始30-40秒内快速增加，然后迟缓上升，普通在4-5分钟到达与劳动强度相适应水平。劳动时心率增加程度与劳动强度成正比，与耗氧量也成正比。17/51心率与耗氧量关系心率（次/分）97102120140160180191耗氧量（升/分）0.711.131.571.972.372.893.00对普通人来说，当心率未超出平静时40次时，则能胜任该项工作。平静时70-75次/分，轻作业时心率增加不显著，重作业以上能到达150-200次/分。作业停顿后，心率可在15秒后快速减慢，然后在迟缓降至原水平。恢复期长短随劳动强度、工间休息、环境条件而异。劳动强度大时，心率恢复较慢。18/51（2）心脏每分钟输出量增加每分输出量=每搏输出量×心率平静时：3-5升/分=75×40-70ml重作业：15-25升/分=150×150ml最多每分输出量可达35升心脏每分输出量增加，没有锻炼。身体较弱人主要靠心跳频率增加，有锻炼，身体强壮人主要靠每搏输出量增加。19/51不一样强度作业时心率及恢复时间做功强度（kg•m/min）心率（次/分）恢复正常水平时间（分）300962.560011635.01200140＞60.01500168－20/51（3）血压升高收缩压升高显著。作业开始时收缩压即上升，劳动强度大作业能上升60-80mmHg。舒张压在轻作业时几乎不变，重作业时上升，但不如收缩压显著。脉压差增大。21/51不一样强度作业时血压及增加率做功强度（kg•m/min）血压（mmHg）血压上升率（%）收缩舒张收缩舒张3001207215.42.96001347624.22.712001508341.315.015001609348.224.3作业后血压快速下降，恢复期长短与劳动强度和环境条件相关。普通在5分钟内恢复正常。但大强度作业后，收缩压可降至低于作业前水平，30-60分钟才能恢复正常。22/513、呼吸系统在劳动过程中，伴随体内代谢加强，氧需要量增加，呼吸功效也发生对应改变。呼吸频率增加，每分通气量增加。平静时：6-8升/分=16-20×400-500ml劳动时：40-60升/分=30-40×1500ml最大可到达120升/分。每分通气量=呼吸频率×肺活量（潮气量）每分通气量增加，有锻炼者主要靠增加肺活量来适应，无锻炼或弱者主要靠增加呼吸频率。呼吸频率快，有效通气量降低。吸入空气（ml）呼吸死腔（ml）有效呼吸量（ml）15001501350500150350500150350105050015035023/51每分通气量与耗氧量关系耗氧量（L/min）1.01.52.02.53.0肺通气量（L/min）203045608024/514、血液系统：（1）血液再分配：平静时血液流入胃、肝、胃肠、脾量最多，其次为肌肉，再次为心、皮肤、脂肪、骨等。体力劳动时，经过神经反射，使内脏、皮肤等处小动脉收缩，代谢产物（乳酸、CO2）可使肌肉小动脉扩张，结果使流入肌肉血液量大增，流入心肌血液量可增加4-5倍，脑血液量基本不变，而内脏、肾、皮肤、骨等都有所降低。25/51平静休息和重体力劳动时血液再分配组织器官平静休息（L/min）体力劳动（L/min）内脏1.0－1.250.75－1.25肾1.00.5－1.0肌肉0.75－1.020.0－21.5脑0.750.75－1.0心肌0.2－0.251.0－1.25皮肤0.250.125－0.25骨0.15－0.250.125－0.2526/51（2）血糖：正常平静时血糖为0.1%（80-120mg%）（5.6mmol/L）饭后人体内糖原贮量为300-400g，其中约二分之一在肝脏。如作业时氧需为1.5L/min，能维持4小时在劳动时糖原消耗。在劳动时，肝糖原不停补充肌肉活动需要，血糖可维持在稳定水平。如劳动强度较大，或连续时间过长，或肝糖原贮备不足，则可出现血糖降低。当血糖降至正常含量二分之一2.8nmol/L时，即表示糖原贮备耗竭而不能继续劳动。27/51（3）血乳酸平静时血中乳酸为10-15mg/100ml。血中乳酸含量取决肌肉在无氧情况下活动状态。大强度作业时，乳酸含量可增至100-200mg/100ml或更高。28/51（4）血氧体力劳动时血氧利用率增高。劳动时血中[H]+，CO2↑，HbO2解离出O2，血液中O2分压↑，组织O2分压↓，O2由血液向组织弥散。动静脉血氧差：平静时：5-6ml/100ml血劳动时：16-17ml/100ml血29/515、排泄系统：（1）肾脏：平静时，普通人尿量为1.2-1.5升/日（24h）。劳动时尿量可降低50-60%，重劳动时降低80-90%。原因：肾血流量降低，出汗，血液浓缩等。代谢产物排除量增多，使肾脏负担加重。乳酸排除量，平静时20mg/h，劳动时可达100-1300mg/h。乳酸排除对维持体内酸碱平衡起着主要作用。30/51（2）汗腺：汗腺含有调整体温与排泄双重作用。平静状态出汗量700-1000ml/24h。劳动时（高温作业）10000ml/8h。体力劳动时，汗中乳酸含量增多。31/516、体温：体力劳动时及其后一段时间内体温有所上升，但上升在一定范围内以利于全身个器官系统活动进行。正常劳动时体温不应超出平静时1℃，若超出这一程度，人体不能适应，劳动不能持久进行，若勉强进行可造成不良后果。体温升高多少与劳动强度，连续时间及外界气气湿相关。32/51不一样组织在平静和活动情况产热（%）

组织%产热量平静运动或劳动脑2161内脏34568肌肉及皮肤561890其它810133/51二、脑力劳动过程生理改变与适应伴随科学技术发展和社会进步，工农业生产中大量繁重体力劳动和职业危害较严重工种将逐步地被机器和机器人所取代，体力劳动比重和强度都会不停减小，而需要脑力和神经系统担心作业却愈来愈多。34/51（一）脑力劳动内容与生理特点脑力劳动概念比较含糊，难以下一确切定义。普通认为凡以脑力活动为主作业即为脑力劳动（mentalwork），它是与以体力劳动（physicalwork）为主作业相对而言。脑力劳动也叫信息性劳动，其显著特点在于信息加工处理：经过感觉器官感受信息，经中枢神经系统加工处理信息，然后经过各种形式转化和输出信息。在这个过程中，人好像是一个“信息转换器”。脑力劳动多数是非重复性，属抽象或以抽象为主思维活动，含有显著创造性。比如，科学研究、教学活动、技术革新和文艺创作中产生创新思想，寻求新答案，创造和发觉新事物等。从产生和提炼出新信息这个意义上说，它们属于人类最高一级脑力劳动。航天航空指挥、飞机舰船驾驶、仪器仪表控制等需要高度集中注意力，及时分析处理数据和作出反应，也属于脑力劳动，只是比创造性脑力劳动在层次上低一些。35/51信息论和计算机科学发展促进了对脑力劳动研究和认识。心理学家把人比做一个与计算机类似信息加工系统。这个系统由感知加工、认知决议加工和运动加工三个子系统组成。机体感受器官将输入信息经过感觉加工器编码后流入工作记忆，运动器官加工器则从工作记忆获取指令而做出对应反应。在信息加工过程中，注意和记忆起主要作用。工作记忆（workingmemory）是一个以不稳定形式初始和暂时地贮存信息记忆。它可经某种渠道而进入长久记忆，也称之为第二级或第三级记忆。长久记忆贮存有大量知识，其内容是抹不掉，经激活后可再进入工作记忆。暂时工作记忆据信是脑电在皮层和皮层与丘脑神经元之间回路往返震荡，延长了兴奋作用结果。长久记忆系列化基础则在于合成新RNA、蛋白质或相关活性肽。脑力劳动基本内容36/51脑氧代谢较其它器官高，平静时约为等量肌肉需氧量15－20倍，占成年人体总耗氧量10%；睡眠时则降低。因为脑重量不超出体重2.5%，醒觉时已处于高度活动状态，故即使是最担心脑力劳动，全身能消耗量增高也不致超出基础代谢10%。葡萄糖是脑细胞活动最主要能源，平时90%能量都靠糖分解来提供。但脑细胞中贮存糖原甚微，只够活动几分钟之用，主要靠血液输送来葡萄糖经过氧化磷酸化过程来提供能量。所以，脑组织对缺氧、缺血非常敏感。但总摄氧量增高却并不能使脑力劳动效率提升。脑力劳动常使心率减慢，但尤其担心时，可使心跳加紧，血压上升、呼吸稍加紧、脑部充血而四肢和腹腔血液则降低；脑电图、心电图上也有所变动，但并不能用来衡量劳动性质及其强度。脑力劳动时，血糖普通改变不大或稍增多；对尿量无影响，对其成份也影响不大，仅在极度担心脑力劳动时，尿中磷酸盐含量才有所增加；对排汗量与质以及体温均无显著影响。脑力劳动时脑生理特点37/51（二）脑力劳动职业卫生要求脑力劳动系统包含劳动者、劳开工具、工作任务、工作环境和工作组织制度等条件和要素。工作场所应保持平静，噪声不应超出45dB。室内光线应明亮，但须预防阳光直射，光线应从左边来；人工照明应有足够亮度，普通应为500Lx，制图等精细工作应为1000Lx。室内温度我国对应标准要求为夏季24－28℃，冬季19－22℃（GB5701－85）。墙壁颜色应明亮柔和。工作窨、桌椅应符合国人身体尺寸和工效学要求。脑力劳动因为主要任务是处理加工信息，它又有职业卫生一些特殊要求，对字体大小和符号对比度有专门要求，如视距500mm时，字体高度最小为2.6mm。38/51三、劳动和作业类型划分过去认为劳动即工农业生产性劳动。伴随社会经济、科学技术，尤其是信息技术发展，职业卫生学研究内容不停深入，服务对象范围不停扩大，劳动可看作是人为了一定目标而从事一切活动。使劳动负荷维持在一个适当水平，方便有效地完成工作任务又不损害健康。任何劳动都包含体力劳动和脑力劳动两种成份，只能相对地看以那一个成份为主，传统上分为体力劳动和脑力劳动。依据职业生理研究结果，可将劳动或作业再分为不一样类型，这么有利于了解劳动条件对人体产生影响，有利于劳动负荷评价。39/511、劳动类型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特点付出体力，常为机械作功意义上劳动手和臂准确地活动，体力此时已不主要。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包括主要器官举例肌肉、肌腱、骨骼、循环、呼吸搬运、铲砂子肌肉、肌腱、感官流水线装配、驾驶感官（肌肉）警卫、监控感官、脑力编程序、语言翻译脑力创造、处理问题40/51静力作业与动力作业2、作业类型 普通分为静力作业（staticwork）和动力作业(dynamicwork)。

静力作业动力作业肌肉作业方式等长收缩等张收缩身体姿式较固定经常变动肌肉血流影响降低或阻断增加O2供给不足充分乳酸CO2蓄积有无或少疲劳易出现不易出现肌肉骨关节损伤有较少劳动连续时间短长能消耗量少较多作业后耗O2增加不增加41/51静力作业主要依靠肌肉等长收缩来维持体位，使躯体和四肢关节保持不动所进行作业。从物理学观点看，静力作业时人并没有做功。静力作业特征是能消耗水平不高，氧需通常不超出1L/min，但却很轻易疲劳。在作业停顿后数分钟内，氧消耗反而先升高再逐步下降到原水平。这是因为肌肉在缺氧条件下工作，无氧糖酵解产物乳酸等不能及时去除而积聚起来形成氧债。看成业停顿后，血流通畅，立刻开始填补氧债，故展现出氧消耗反而升高现象。另外，静力作业时因为局部肌肉连续收缩，不停刺激大脑皮层而引发不足强烈兴奋灶，使皮层下中枢其它兴奋灶受到以致，比如能代谢抑制，看成业停顿后，即出现后继性功效加强，产生氧消耗反而升高现象。静力作业特点42/513、疲劳（fatigue）在劳动过程中，看成业能力出现显著下降时叫疲劳。疲劳是机体正常生理反应，起预防机体过劳（overstrain）作用。其表现形式疲劳能够大致分为四种类型：（1）个别器官疲劳：主要发生在身体某一部分或个别器官。如打字、折页引发上肢疲劳、仪表工人视觉疲劳。（2）全身疲劳：主要是因为全身参加繁重体力劳动所引发，表现为疲惫，动作迟缓，反应迟钝，作业能力降低等。（3）智力疲劳：主要见于长时间从事担心脑力劳动之后，表现为头昏脑胀，全身乏力，嗜睡或失眠等。（4）技术疲劳：常见于需要脑力、体力而且神经精神相当担心作业，如驾驶汽车，飞机等，表现为全身疲乏，肢体疲乏，头昏脑胀，嗜睡或失眠等。疲劳分类是相正确，任何肌内性疲劳也有神经系统原因，局部性疲劳普通也与全身反应相关。43/51发生疲劳原因：（1）劳动本身原因：劳动强度过大，速度过快，节奏单调，或有不良体位等。（2）劳动组织不合理：劳动时间过长，轮班制度不合理。（3）劳动环境不符合卫生要求：存在有毒物质、高温、噪声、振动等不良原因。（4）个体原因：劳动者年纪，健康情况，营养情况，技术熟练程度等。44/51疲劳发生机理：（1）局部肌肉疲劳：短时间大强度体力劳动所引发疲劳，是因为乳酸在肌肉和血液中大量蓄积所致。较长时间轻或中等强度劳动所引发疲劳，主要与肌糖原贮备耗竭相关。（2）全身或中枢性疲劳：强烈或单调劳动刺激会引发大脑皮层细胞贮备能源快速消耗，并引发恢复过程加强。当消耗占优势时，就会出现保护性抑制，以确保神经细胞不致遭受深入耗损并加速其恢复过程。此时，则会出现疲惫感和疲劳。另外还与血糖水平下降，肝糖原耗竭，体液丧失，电解质丧失（Na、K），体温升高等原因相关。45/51四、作业能力（workcapacity）作业能力是在不降低作业质量指标前提下，尽可能长时间维持一定强度作业能力。（一）体力劳动作业能力动态：作业能力经典动态曲线1.入门期；2.高效稳定时；3.疲劳期；4.终末激发期46/51不一样人作业能力不一样，同一个人在不一样时间作业能力也是改变。在以体力劳动为主作业中，作业能力能够用产量、质量和连续时间来评价。劳动强度大或高度担心作业，入