Истощение наступает через несколько минут.
2. Максимальная работа — в пределах 75—100% аэробной способности. Нагрузки такой интенсивности в производственных условиях являются исключительными.
3. Субмаксимальная работа — в пределах 50—75 % аэробной способности. Мышечная работа такой интенсивности применяется в шахтах, в тяжелой промышленности.
4. Интенсивная работа — в пределах 25—50 % аэробной способности. Это наиболее распространенная категория физических работ.
5. Легкая работа, требующая использования менее 25 % аэробной способности.
Сама по себе величина энергетических затрат на тот или иной вид физической деятельности не определяет еще ее переносимости; последняя зависит от времени, на протяжении которого необходимо выполнять нагрузку такой интенсивности. Для каждого энергетического уровня нагрузки имеются максимально возможная длительность и максимально допустимая длительность.
Максимально возможная длительность нагрузки уменьшается по мере возрастания интенсивности физических усилий, а следовательно, и энергетических затрат. Н. Мопос! (1973) собрал в литературе данные, из которых видно, что при среднем уровне энергетических затрат 1250 кДж/мин (300 ккал/мин) максимальная возможная длительность физической работы составляет лишь доли секунды, при затратах 460 кДж/мин (ПО ккал/мин)—5 с,
84
105 кДж/мин (25 ккал/мин) — 5 мин, 63 к^ / 2 3 1 ч, 52 кДж/мин (12,5 ккал/мин)—4 ^ ' П (10 ккал/мин) — 10 ч, 21 кДж/мин (5 ккал/мин)—*. 17 кДж/мин (4 ккал/мин) — 10 дней, 13 кДж/мин (3 ккал/мин; •• несколько месяцев, 11 кДж/мин (2,5 ккал/мин)—неопределенно длительное время для здорового человека.
При этом следует учитывать, что приведенные цифры относятся к среднему энергетическому уровню за 24 ч. Поэтому при пересчете энергетические затраты на профессиональную деятельность возрастут. Вместо 21, 17, 13, 11 кДж/мин (5, 4, 3, 2,5 ккал/мин) в среднем в течение 24 ч средний уровень профессиональных энергетических затрат на 8 ч соответственно повысится до 47,3, 34,3, 22,1, 15,9 кДж/мин (11,3, 8,3, 5,3, 3,8 ккал/мин), включая величину основного обмена.
Максимально допустимую длительность тяжелых физических нагрузок определить трудно, так как систематические перегрузки могут проявляться не только непосредственным переутомлением, но и отрицательными изменениями в дальнейшем. Поэтому приходится руководствоваться некоторыми общими положениями. Р. Воп]ег (1968) считает, что при продолжительности рабочего дня 81/2 ч нагрузка не должна превышать 33 % максимальной аэробной способности. Е. М1спае1 с соавторами (1961), О. ЬеЬтапп (1962), I. Аз1гапс1 (1967) допускают длительные производственные нагрузки интенсивностью до 40 % максимальной аэробной способности. Комитет экспертов ВОЗ ' указывает, что для здорового человека допустимый уровень длительной физической нагрузки равен величине, не превышающей 50 %, а для лиц, страдающих заболеваниями сердца,— 40 % максимального потребления кислорода.
Как указывает Н. Мопос! (1973), для профессиональной физической работы, повторяющейся в течение нескольких лет, специфические рабочие энергетические затраты не должны превышать 8400 кДж (2000 ккал) в день, что соответствует 18000/24 ч (4300 ккал/24 ч) общих затрат. Величина 8400 кДж (2000 ккал) на восьмичасовую активность соответствует примерно 22,1 кДж/мин (5,3 ккал/мин), включая основные затраты. Эти цифры относятся к взрослому здоровому мужчине и должны снижаться пропорционально уровню аэробной способности. Если энергетический уровень физических нагрузок превышает средний уровень 22,1 кДж/мин (5,3 ккал/мин), то длительность работы должна быть ограничена таким образом, чтобы дневные энергетические затраты на работу не превышали 8400 кДж (2000 ккал).
Человек может выполнять тот или иной вид мышечной работы в пределах доступных для него трат энергии. Этот предел определяется возможностями доставки необходимого количества кислорода для обеспечения возрастающего уровня обменных процессов, т. е. в первую очеред% — функциональным состоянием сердечно-сосудистой и дыхательной систем.
«Серия технических докладов В03>, 1964, № 270.
85
ми 17600—25 100 кД} легкие виды гЬ" *"^^ 10900с-^> •& с$
^20 -\17
г
а 6
ь г д
-\*
I
300 50100 150 200 250 300 Вт
^ис. 27. Уровень нагрузки при тесте на велоэргометре, соответствующая ему величина потребления кислорода и энергетические эквиваленты физической активности:
а — соревнования: лыжные по пересеченной местности, бег, плавание (мужчины); б — соревнования: лыжные по пересеченной местности, бег, плавание (женщины), бег — 16 км/ч; в — подъем на лестницу с грузом 14 кг, бег —13 км/ч; г — бег 11 км/ч, плавание кролем 50 м/мнн, чрезвычайно тяжелый физический труд; д — бег — 9 км/ч, ходьба — 8 км/ч, езда на велосипеде — 21 км/ч, подъем на лестни-ЦУ. рубка леса, тяжелый физический труд в промышленности; е — ходьба — 7 км/ч, физический труд в сельском хозяйстве, работа на шахте; ж — ходьба — 5 км/ч, работа в легкой промышленности, домашняя работа (по Р. Аз1гап<1 и К. КойаЫ, 1970)
Субмаксимальные нагрузочные тесты дают врачу возможность определить доступный каждому человеку уровень энергетических затрат. В результате такого нагрузочного теста поступает информация о переносимости физических нагрузок в единицах мощности (Вт, кгм/мин) или в виде величины максимального потребления кислорода (л/мин). Эти единицы легко можно перевести в единицы энергии с помощью энергетических эквивалентов (с. 31). Напомним, что для обеспечения энергетических затрат в 4 кДж (1 ккал) требуется около 200 мл кислорода и, следовательно, потребление кислорода 1 л/мин обеспечивает энергетические затраты в 21 кДж/мин (5 ккал/мин). Кроме того, существует взаимосвязь между мощностью усилия и величиной потребления кислорода.
Таким образом, при нагрузочном тесте каждому определенному уровню работы (в Вт или кгм/мин) соответствует определенная величина потребления кислорода (в л/мин), а значит, и величина энергетических затрат (в кДж/мин, ккал/мин). Взаимосвязь этих показателей для теста на велоэргометре приведена на рис. 27. На этом же рисунке показаны ориентировочные энергетические эквиваленты различной физической деятельности, рассчитанные для человека, имеющего массу 70—75 кг.
Руководствуясь графиком (рис. 27), например, на основании определения ФРС^о, можно ориентировочно установить величину потребления кислорода при нагрузке с частотой сердечных сокращений 170 в 1 мин— К0 2(170) и соответствующий уровень энергетических возможностей. Так, если ФРС^о при тесте на велоэргометре составляет 150 Вт (900 кгм/мин), то Уо2(1Щ — 2,1 л/мин, а уровень энергетических трат — 42 кДж/мин (11 ккал/мин).
Нагрузочные тесты могут играть важную роль при определении соответствия физических возможностей требованиям, предъявляемым работой, так как результаты кратковременных субмаксимальных нагрузочных тестов можно эсктраполировать на физическую способность в течение длительного периода.
При таких расчетах необходимо учитывать, что выполнение
86
.мог
Рис. 28. График Р. Вогцег для определения допустимой интенсивности и продолжительности физических нагрузок по величине максимального потребления кислорода
нагрузок с энергетическими за- 1 тратами на уровне максимального потребления кислорода возможно лишь на протяжении очень короткого времени (Л. ШеИз с соавт.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66
2. Максимальная работа — в пределах 75—100% аэробной способности. Нагрузки такой интенсивности в производственных условиях являются исключительными.
3. Субмаксимальная работа — в пределах 50—75 % аэробной способности. Мышечная работа такой интенсивности применяется в шахтах, в тяжелой промышленности.
4. Интенсивная работа — в пределах 25—50 % аэробной способности. Это наиболее распространенная категория физических работ.
5. Легкая работа, требующая использования менее 25 % аэробной способности.
Сама по себе величина энергетических затрат на тот или иной вид физической деятельности не определяет еще ее переносимости; последняя зависит от времени, на протяжении которого необходимо выполнять нагрузку такой интенсивности. Для каждого энергетического уровня нагрузки имеются максимально возможная длительность и максимально допустимая длительность.
Максимально возможная длительность нагрузки уменьшается по мере возрастания интенсивности физических усилий, а следовательно, и энергетических затрат. Н. Мопос! (1973) собрал в литературе данные, из которых видно, что при среднем уровне энергетических затрат 1250 кДж/мин (300 ккал/мин) максимальная возможная длительность физической работы составляет лишь доли секунды, при затратах 460 кДж/мин (ПО ккал/мин)—5 с,
84
105 кДж/мин (25 ккал/мин) — 5 мин, 63 к^ / 2 3 1 ч, 52 кДж/мин (12,5 ккал/мин)—4 ^ ' П (10 ккал/мин) — 10 ч, 21 кДж/мин (5 ккал/мин)—*. 17 кДж/мин (4 ккал/мин) — 10 дней, 13 кДж/мин (3 ккал/мин; •• несколько месяцев, 11 кДж/мин (2,5 ккал/мин)—неопределенно длительное время для здорового человека.
При этом следует учитывать, что приведенные цифры относятся к среднему энергетическому уровню за 24 ч. Поэтому при пересчете энергетические затраты на профессиональную деятельность возрастут. Вместо 21, 17, 13, 11 кДж/мин (5, 4, 3, 2,5 ккал/мин) в среднем в течение 24 ч средний уровень профессиональных энергетических затрат на 8 ч соответственно повысится до 47,3, 34,3, 22,1, 15,9 кДж/мин (11,3, 8,3, 5,3, 3,8 ккал/мин), включая величину основного обмена.
Максимально допустимую длительность тяжелых физических нагрузок определить трудно, так как систематические перегрузки могут проявляться не только непосредственным переутомлением, но и отрицательными изменениями в дальнейшем. Поэтому приходится руководствоваться некоторыми общими положениями. Р. Воп]ег (1968) считает, что при продолжительности рабочего дня 81/2 ч нагрузка не должна превышать 33 % максимальной аэробной способности. Е. М1спае1 с соавторами (1961), О. ЬеЬтапп (1962), I. Аз1гапс1 (1967) допускают длительные производственные нагрузки интенсивностью до 40 % максимальной аэробной способности. Комитет экспертов ВОЗ ' указывает, что для здорового человека допустимый уровень длительной физической нагрузки равен величине, не превышающей 50 %, а для лиц, страдающих заболеваниями сердца,— 40 % максимального потребления кислорода.
Как указывает Н. Мопос! (1973), для профессиональной физической работы, повторяющейся в течение нескольких лет, специфические рабочие энергетические затраты не должны превышать 8400 кДж (2000 ккал) в день, что соответствует 18000/24 ч (4300 ккал/24 ч) общих затрат. Величина 8400 кДж (2000 ккал) на восьмичасовую активность соответствует примерно 22,1 кДж/мин (5,3 ккал/мин), включая основные затраты. Эти цифры относятся к взрослому здоровому мужчине и должны снижаться пропорционально уровню аэробной способности. Если энергетический уровень физических нагрузок превышает средний уровень 22,1 кДж/мин (5,3 ккал/мин), то длительность работы должна быть ограничена таким образом, чтобы дневные энергетические затраты на работу не превышали 8400 кДж (2000 ккал).
Человек может выполнять тот или иной вид мышечной работы в пределах доступных для него трат энергии. Этот предел определяется возможностями доставки необходимого количества кислорода для обеспечения возрастающего уровня обменных процессов, т. е. в первую очеред% — функциональным состоянием сердечно-сосудистой и дыхательной систем.
«Серия технических докладов В03>, 1964, № 270.
85
ми 17600—25 100 кД} легкие виды гЬ" *"^^ 10900с-^> •& с$
^20 -\17
г
а 6
ь г д
-\*
I
300 50100 150 200 250 300 Вт
^ис. 27. Уровень нагрузки при тесте на велоэргометре, соответствующая ему величина потребления кислорода и энергетические эквиваленты физической активности:
а — соревнования: лыжные по пересеченной местности, бег, плавание (мужчины); б — соревнования: лыжные по пересеченной местности, бег, плавание (женщины), бег — 16 км/ч; в — подъем на лестницу с грузом 14 кг, бег —13 км/ч; г — бег 11 км/ч, плавание кролем 50 м/мнн, чрезвычайно тяжелый физический труд; д — бег — 9 км/ч, ходьба — 8 км/ч, езда на велосипеде — 21 км/ч, подъем на лестни-ЦУ. рубка леса, тяжелый физический труд в промышленности; е — ходьба — 7 км/ч, физический труд в сельском хозяйстве, работа на шахте; ж — ходьба — 5 км/ч, работа в легкой промышленности, домашняя работа (по Р. Аз1гап<1 и К. КойаЫ, 1970)
Субмаксимальные нагрузочные тесты дают врачу возможность определить доступный каждому человеку уровень энергетических затрат. В результате такого нагрузочного теста поступает информация о переносимости физических нагрузок в единицах мощности (Вт, кгм/мин) или в виде величины максимального потребления кислорода (л/мин). Эти единицы легко можно перевести в единицы энергии с помощью энергетических эквивалентов (с. 31). Напомним, что для обеспечения энергетических затрат в 4 кДж (1 ккал) требуется около 200 мл кислорода и, следовательно, потребление кислорода 1 л/мин обеспечивает энергетические затраты в 21 кДж/мин (5 ккал/мин). Кроме того, существует взаимосвязь между мощностью усилия и величиной потребления кислорода.
Таким образом, при нагрузочном тесте каждому определенному уровню работы (в Вт или кгм/мин) соответствует определенная величина потребления кислорода (в л/мин), а значит, и величина энергетических затрат (в кДж/мин, ккал/мин). Взаимосвязь этих показателей для теста на велоэргометре приведена на рис. 27. На этом же рисунке показаны ориентировочные энергетические эквиваленты различной физической деятельности, рассчитанные для человека, имеющего массу 70—75 кг.
Руководствуясь графиком (рис. 27), например, на основании определения ФРС^о, можно ориентировочно установить величину потребления кислорода при нагрузке с частотой сердечных сокращений 170 в 1 мин— К0 2(170) и соответствующий уровень энергетических возможностей. Так, если ФРС^о при тесте на велоэргометре составляет 150 Вт (900 кгм/мин), то Уо2(1Щ — 2,1 л/мин, а уровень энергетических трат — 42 кДж/мин (11 ккал/мин).
Нагрузочные тесты могут играть важную роль при определении соответствия физических возможностей требованиям, предъявляемым работой, так как результаты кратковременных субмаксимальных нагрузочных тестов можно эсктраполировать на физическую способность в течение длительного периода.
При таких расчетах необходимо учитывать, что выполнение
86
.мог
Рис. 28. График Р. Вогцег для определения допустимой интенсивности и продолжительности физических нагрузок по величине максимального потребления кислорода
нагрузок с энергетическими за- 1 тратами на уровне максимального потребления кислорода возможно лишь на протяжении очень короткого времени (Л. ШеИз с соавт.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66