2.2. Энергетические затраты при деятельности человека

Энергия, необходимая человеку для его деятельности, выделя­ется в процессе окислительно-восстановительного распада углеводов, белков, жиров и других органических соединений, содержащихся в продуктах питания. Окислительно-восстановитель­ные реакции в живых организмах могут протекать как с участием ки­слорода (аэробное окисление), так и без участия кислорода (анаэроб­ное окисление). Анаэробное окисление характеризуется меньшим количеством высвобождаемой энергии и имеет ограниченное значение у высших организмов.

При аэробном окислении 1 г жира в организме высвобождается 38,94 кДж, а при окислении 1 г белка или 1 г углеводов —17,6 кДж энергии. Эта энергия частично расходуется на совершение полезной работы и частично рассеивается в виде теплоты, нагревая тело человека и окружающую среду (КПД мышечных тканей человека - 40…60%).

Обменом веществ называется совокупностъ химических реакций в организме человека. Для характеристики суммарного энергетического обмена веществ используют понятия основного обмена и обмена при различных видах деятельности.

Основной обмен характеризуется величиной энергетических затрат в состоянии полного мышечного покоя в стандартных условиях (при комфортной температуре окружающей среды, спустя 12...16 ч после приема пищи в положении лежа). Энергозатраты на процессы жизнедеятельности в этих условиях для человека массой 75 кг составляют 87,5 Вт.

Изменение позы, интенсивности мышечной деятельности, информационной насыщенности труда, степени эмоционального напряжения и других факторов приводят к дополнительным затратам энергии. Так, в положении сидя, за счет работы мышц туловища, затраты энергии превышают на 5... 10 % уровень общего обмена, в положении стоя — на 10... 15 %, при вынужденной неудобной позе — на 40…50%.

При интенсивной интеллектуальной работе потребность мозга в энергии составляет 15...20 % основного обмена (масса мозга составляет 2% массы тела). Повышение суммарных энергетических затрат при умственной работе определяется степенью нервно-эмоциональной напряженности. Так, при чтении вслух сидя расход энергии повышается на 48 %, при выступлении с публичной лекцией - на 94 %, у операторов вычислительных машин - на 60... 100 %. Повышение обмена веществ и расхода энергии при работе приводит к повышению теплообразования. При тяжелой физической работе температура тела повышаться на 1...1,5°С.

Уровень энергозатрат может служить критерием тяжести и напряженности выполняемой работы, имеющим важное значение для оптимизации условий труда и его рациональной организации. Уровень энергозатрат определяют методом непрямой калориметрии, т.е. полного анализа (учитывается объем потребления кислорода и выделенного углекислого газа). С увеличением тяжести труда значительно возрастает потребление кислорода и количество расходуемой энергии, отсюда наблюдаются различные суточные энергозатраты человека, МДж:

Таблица 2.1

Работники умственного труда (инженеры, врачи, педагоги и др.)	10,5... 11,7
Работники механизированного труда и сферы обслуживания (мед­сестры, продавцы, рабочие, обслуживающие автоматы и др.)	11,3…12,5
Работники, выполняющие работу средней тяжести (станочники, шоферы, хирурги, полиграфисты, литейщики, сельскохозяйствен­ные рабочие и др.)	12,5…15,5
Работники, выполняющие тяжелую работу (лесорубы, грузчики, горнорабочие, металлурги и др.)	16,3…18,0

Затраты энергии на мышечную работу в труде (сверх уровня покоя и независимо от влияния эмоций, связанных с работой, влияния температуры воздуха и пр.) могут быть рассчитаны для среднего рабочего как сумма затрат на поддержания рабочей позы (табл.2.2) и на выполняемую мышцами механическую работу (табл.2.3).

Таблица 2.2

Поза	Количество затрачиваемой энергии, кДж/мин
Сидя	1,3
На коленях	2,1
На корточках	2,1
Стоя	2.5
Стоя в наклоне более чем на 15 % и другие неудобные позы	3.4

Энергетические затра­ты в процессе трудовой деятельности определяют физическую тяжесть работы, которая в зависимости от энергетических затрат подразделяется на следующие категории: легкие, средней тяжести и тяжелые физические работы.

Таблица 2.3

Части тела, занятые в работе	Количество затрачиваемой энергии при условных сте­пенях интенсивности работы кДж/мин
	1	2	3
Кисти и пальцы рук	1,7(1,3 - 2,5)	3,0(2,5 - 3,8)	4,2(3,8 - 5,0)
Руки	4,6(2,9 - 5,9)	7,6(5,9 - 9,2)	10,9(9,2 - 12,6)
Руки и туловище, а также одновре­менная работа трех или четырех ко­нечностей	13,9(10,5 - 16,8)	21,0(16,8 - 25,2)	30,2(25,5 - 35,7)

Легкие физические работы (категория I) подразделяются на две категории: Iа, при которой энергозатраты составляют до 139 Вт, и Iб, при которой энергозатраты составляют 140…174 Вт.

Физические работы средней тяжести (категория II) подразделяются на две категории: IIа, при которой энергозатраты составляют 175…232 Вт, и IIб, при которой энергозатраты составляют 233 … 290 Вт.

Тяжелые физические работы характеризуются расходом энергии более 290 Вт.