讲稿课程名称：职业卫生与职业医学课程编号：y100103授课学期：2013-2014学年秋（学期)授课班级：09 预防姚三巧任课教师：河北联合大学公共卫生学院1
1 讲 稿 课程名称： 职业卫生与职业医学 课程编号： y100103 授课学期：2013-2014 学年秋(学期) 授课班级： 09 预防 任课教师： 姚三巧 河北联合大学公共卫生学院
1首页格式及要求课程名称：《职业卫生与职业医学》第12周，第23讲次摘要第章概论第二节职业卫生与职业医学的医学基础授课题目（章、节）一、职业生理学二、职业心理学本讲目的要求及重点难点：【目的要求】通过本讲课程的学习，了解职业卫生与职业医学的医学基础和研究方法，掌握职业生理学与职业心理学的有关概念，熟悉体力与脑力劳动过程中的生理变化与适应，劳动负荷的评价方法，作业能力及其影响因素，与职业有关的心理因素，职业紧张模式，心身疾病。【重点】体力与脑力劳动过程中的生理变化、作业能力、疲劳。【难点】体力与脑力劳动过程中的生理变化与适应、职业紧张模式内 容2
2 1 首页格式及要求 课程名称：《职业卫生与职业医学》 第 12 周，第 23 讲次 摘 要 授课题目（章、节） 第章 概论 第二节 职业卫生与职业医学的医学基础 一、职业生理学 二、职业心理学 本讲目的要求及重点难点： 【目的要求】通过本讲课程的学习，了解职业卫生与职业医学的医学基础和研究方法，掌握职 业生理学与职业心理学的有关概念，熟悉体力与脑力劳动过程中的生理变化与适应，劳动负荷 的评价方法，作业能力及其影响因素，与职业有关的心理因素，职业紧张模式，心身疾病。 【重 点】体力与脑力劳动过程中的生理变化、作业能力、疲劳。 【难 点】体力与脑力劳动过程中的生理变化与适应、职业紧张模式 内 容
【本讲课程的引入】人在劳动过程中，会遇到劳动性质、劳动强度、劳动姿势、作息制度及自身个体差异这样一些条件或因素。一般说来，机体通过神经体液调节和适应，不仅能完成作业而且通过劳动可以促进健康。但是，劳动负荷过高、劳动时间过长及环境条件太差，致使机体不能适应或耐受时，这些也就构成了劳动过程中的有害因素并引起危害：生理和心理过度紧张从而使作业能力下降，甚至损害健康。为达到保护和促进健康、提高劳动生产率的目的，先后形成三门既独立又有关联的学科一一职业生理学（workphysiology）、职业心理学（workpsychology）和人类工效学（ergonomics）。板书“职业生理学与职业心理学”。【本讲课程的内容】下面我们通过2个例子了解本讲课程的知识体系。例1工种8h平均耗能(KJ/人）劳动时间率(%)净劳动时间（min）粮食、水泥、化肥2591.5468.8330搬运，舱内码垛从两个案例出67.8325装卸司机、件杂装1332.78发，引导学生学辅助、箱内装运习职业生理及心理学的兴趣问题：1.计算以上工种劳动强度指数，评价劳动强度。2.长期从事这种工作会对健康造成哪些影响？例2我是一位在高压力下工作的职业人士，工作节奏快、持续度高，也非常认真负责，我在目前的公司已经持续三四年以上每天8点以后下班，有时会熬夜，周末也经常在加班写报告，一个一个项目持续性很高。我感到紧张情绪越发加重，无法缓解！我最近在办公室一旦听到一些同事在电话上和其他人沟通工作进展，特别是一些说话比较中气十足，声音比较大的同事，会感到一种紧张和压迫的工作情绪，好像我自己的精力都被这些声音吸走了一样，同时非常烦躁。我甚至听到键盘敲击的声音也会很心烦意乱，非常容易被这些负面情绪干扰！我前一阵尝试过休假，但是看来效果不太好！最近一些其他生活和家庭的事情，也有家人给我施压，我感到有一种逃避感！问题：1.你认为这名职员的情绪变化与工作有关吗？2.如何才能使该职员情绪稳定、高效率工作？3
3 【本讲课程的引入】人在劳动过程中，会遇到劳动性质、劳动强度、劳动姿势、 作息制度及自身个体差异这样一些条件或因素。一般说来，机体通过神经-体液调 节和适应，不仅能完成作业而且通过劳动可以促进健康。但是，劳动负荷过高、劳 动时间过长及环境条件太差，致使机体不能适应或耐受时，这些也就构成了劳动过 程中的有害因素并引起危害：生理和心理过度紧张从而使作业能力下降，甚至损害 健康。为达到保护和促进健康、提高劳动生产率的目的，先后形成三门既独立又有 关联的学科——职业生理学（work physiology）、职业心理学（work psychology） 和人类工效学（ergonomics）。板书“职业生理学与职业心理学”。 【本讲课程的内容】 下面我们通过 2 个例子了解本讲课程的知识体系。例 1 工种 8h平均耗能(KJ/人) 劳动时间率(%) 净劳动时间(min) 粮食、水泥、化肥 搬运,舱内码垛 2591.54 68.8 330 装卸司机、件杂装 辅助、箱内装运 1332.78 67.8 325 问题：1.计算以上工种劳动强度指数，评价劳动强度。 2.长期从事这种工作会对健康造成哪些影响？ 例 2 我是一位在高压力下工作的职业人士，工作节奏快、持续度高，也非常认 真负责，我在目前的公司已经持续三四年以上每天 8 点以后下班，有时会熬夜，周 末也经常在加班写报告，一个一个项目持续性很高。我感到紧张情绪越发加重，无 法缓解！我最近在办公室一旦听到一些同事在电话上和其他人沟通工作进展，特别 是一些说话比较中气十足，声音比较大的同事，会感到一种紧张和压迫的工作情绪， 好像我自己的精力都被这些声音吸走了一样，同时非常烦躁。我甚至听到键盘敲击 的声音也会很心烦意乱，非常容易被这些负面情绪干扰！我前一阵尝试过休假，但 是看来效果不太好！最近一些其他生活和家庭的事情，也有家人给我施压，我感到 有一种逃避感！ 问题：1.你认为这名职员的情绪变化与工作有关吗？ 2.如何才能使该职员情绪稳定、高效率工作？ 从两个案例出 发，引导学生学 习职业生理及 心理学的兴趣
职业生理学或称劳动生理学，是研究一定劳动条件下人的器官和系统的功能及变化。劳动条件包括劳动任务、劳动场所、劳动对象、工作设备及工作环境等。劳动条件对劳动者的器官和系统产生一定的作用（或效应），这种作用反过来又影响人的操作，二者之间的相互关系是职业生理学研究和应用的核心问题。一般从机体反应的强度和持续时间来测定劳动条件对机体的作用，然后进行归纳和评价，最终用于劳动设计。因此，职业生理学在方法上包括测定-归纳-评价-应用一系列的环节。从“作用-反应”的观念来看待职业生理学测定的指标，它们表示在劳动负荷作用下机体的反应。在归纳时，可将生理反应分级，系统地评价劳动负荷，注意联系劳动有关的概念，例如：练习、适应、热身、疲劳、衰竭及损伤等。归纳后接着是评价，可以将机体的反应分类，按指标的高低、大小与限值或标准进行比较和分析。最后，把研究的结果归纳为准则、公式或图表，以便卫生医师、工程师、安全技术员、人事管理者直接应用。一、体力劳动过程的生理变化与适应（一）体力劳动时的能量代谢人类的劳动是脑力劳动（mentalwork）与体力劳动（physicalwork）相结合进行的，社会发展到了高级阶段，脑力与体力劳动可能达到理想的分配比例，现阶段仍有所偏重。由于骨骼肌约占体重的40%，故以其活动为主的体力劳动消耗的能量较大。劳动能量代谢（workmetabolism）是基础代谢之外供给劳动所需的能量。例如：一个人每天摄入约20000kl的能量，除基础代谢（约8000kJ）及业余活动等所需能量外，可供劳动消耗的能量约为10000kJ。1.肌肉活动的能量代谢人的活动要靠肌肉收缩提供动力，肌肉作为发动机，需要能量供给。肌肉活动的能量，首先由肌细胞中的三磷酸腺苷（ATP）迅速分解提供（式2-1），并由磷酸肌酸（CP）及时分解补充（式2-2），称ATP-CP系列。(式2-1)ATP+H2OP+Pi+29.3k/molATP(式2-2)CP+ADP注：ADP为二瞬酸腺苷，Pi磷酸根，Cr肌酸肌肉中CP的浓度约为ATP的5倍，但贮量甚微，只能供肌肉活动几秒至1分钟之用。故需从营养物质分解代谢来提供再合成ATP的能量（糖类、脂肪和蛋白质，一般不动用蛋白质）。肌肉处于中等及以下强度活动时，食物在有氧条件下降解成二氧化碳和水，并通过氧化磷酸化过程合成大量的ATP来提供能量：（例如：1克分子葡萄糖或脂肪能相应地生成38或130克分子ATP），使得肌肉活动能经济和持久地进行。该过程需要氧的参与，故叫需氧系列，也称有氧代谢（aerobicmetabolism）。在活动开始阶段，利用糖类较多，但随着时间延长，利用脂肪的比例增大，脂肪即成为主要的能源。1升氧在呼吸链氧化葡萄糖可产生6.5mmolATP，而氧化脂肪则仅产生5.6mmolATP，故糖类作为肌肉活动的能源比脂肪更经济。在大强度活动时，机体处于相对缺氧的状态，需氧系列受到限制。此时，靠无氧糖酵解产生乳酸的方式来提供能量，叫乳酸系列，也称无氧代谢（anaerobicmetabolism）：在无氧条件下，淀粉或糖分子降解成乳酸和丙酮酸。1mol葡萄糖经糖酵解途径只能生成2molATP，但其速度较需氧系列快32倍，故能迅速地提供肌肉活动所需的能量。其缺点是需动用大量的葡萄糖，产生的乳酸有致疲劳性，故不经济，也不能持久。肌肉活动的能量来源及代谢的特点可概括于表2-1中。4
4 职业生理学或称劳动生理学，是研究一定劳动条件下人的器官和系统的功能 及变化。劳动条件包括劳动任务、劳动场所、劳动对象、工作设备及工作环境等。 劳动条件对劳动者的器官和系统产生一定的作用（或效应），这种作用反过来又 影响人的操作，二者之间的相互关系是职业生理学研究和应用的核心问题。 一般从机体反应的强度和持续时间来测定劳动条件对机体的作用，然后进行 归纳和评价，最终用于劳动设计。因此，职业生理学在方法上包括测定-归纳-评 价-应用一系列的环节。从“作用-反应”的观念来看待职业生理学测定的指标，它 们表示在劳动负荷作用下机体的反应。在归纳时，可将生理反应分级，系统地评 价劳动负荷，注意联系劳动有关的概念，例如：练习、适应、热身、疲劳、衰竭 及损伤等。归纳后接着是评价，可以将机体的反应分类，按指标的高低、大小与 限值或标准进行比较和分析。最后，把研究的结果归纳为准则、公式或图表，以 便卫生医师、工程师、安全技术员、人事管理者直接应用。 一、体力劳动过程的生理变化与适应 （一）体力劳动时的能量代谢 人类的劳动是脑力劳动（mental work）与体力劳动（physical work）相结合 进行的，社会发展到了高级阶段，脑力与体力劳动可能达到理想的分配比例，现 阶段仍有所偏重。由于骨骼肌约占体重的 40%，故以其活动为主的体力劳动消耗 的能量较大。劳动能量代谢（work metabolism）是基础代谢之外供给劳动所需的 能量。例如：一个人每天摄入约 20000kJ 的能量，除基础代谢（约 8000kJ）及业 余活动等所需能量外，可供劳动消耗的能量约为 10000kJ。 1．肌肉活动的能量代谢 人的活动要靠肌肉收缩提供动力，肌肉作为发动 机，需要能量供给。肌肉活动的能量，首先由肌细胞中的三磷酸腺苷（ATP）迅 速分解提供（式 2-1），并由磷酸肌酸（CP）及时分解补充（式 2-2），称 ATP-CP 系列。 ATP+H2O ADP+Pi+29.3kJ/mol （式 2-1） CP+ADP Cr+ATP （式 2-2） 注：ADP 为二磷酸腺苷，Pi 磷酸根，Cr 肌酸 肌肉中 CP 的浓度约为 ATP 的 5 倍，但贮量甚微，只能供肌肉活动几秒至 1 分钟之用。故需从营养物质分解代谢来提供再合成 ATP 的能量（糖类、脂肪和蛋 白质，一般不动用蛋白质）。肌肉处于中等及以下强度活动时，食物在有氧条件 下降解成二氧化碳和水，并通过氧化磷酸化过程合成大量的 ATP 来提供能量：（例 如：1 克分子葡萄糖或脂肪能相应地生成 38 或 130 克分子 ATP），使得肌肉活动 能经济和持久地进行。该过程需要氧的参与，故叫需氧系列，也称有氧代谢 （aerobic metabolism）。在活动开始阶段，利用糖类较多，但随着时间延长，利 用脂肪的比例增大，脂肪即成为主要的能源。1 升氧在呼吸链氧化葡萄糖可产生 6.5 mmol ATP，而氧化脂肪则仅产生 5.6 mmol ATP，故糖类作为肌肉活动的能源 比脂肪更经济。 在大强度活动时，机体处于相对缺氧的状态，需氧系列受到限制。此时，靠 无氧糖酵解产生乳酸的方式来提供能量，叫乳酸系列，也称无氧代谢（anaerobic metabolism）：在无氧条件下，淀粉或糖分子降解成乳酸和丙酮酸。1 mol 葡萄糖 经糖酵解途径只能生成 2 mol ATP，但其速度较需氧系列快 32 倍，故能迅速地提 供肌肉活动所需的能量。其缺点是需动用大量的葡萄糖，产生的乳酸有致疲劳性， 故不经济，也不能持久。肌肉活动的能量来源及代谢的特点可概括于表 2-1 中
表2-1肌肉活动能量代谢系统的一般特性ATP-CP系列乳酸系列需氧系列氧无氧无氧需氧较慢速度非常迅速迅速能源CP，贮量有限糖原，产生的乳酸糖原，脂肪及蛋白质，不产有致疲劳性生致疲劳性副产物产生ATP很少有限几乎不受限制劳动类型任何劳动，包括短暂短期重及很重的长期轻及中等劳动劳动的极重劳动2.作业时氧消耗的动态劳动时，人体所需要的氧量取决于劳动强度，强度愈大，需氧量也愈多。劳动1分钟所需要的氧量叫氧需（oxygendemand）。氧需能否得到满足主要取决于循环系统的功能，其次为呼吸器官的功能。血液在1分钟内能供应的最大氧量称为最大摄氧量（maximumoxygenuptake），也叫氧上限，它是表示体力活动能力大小的传统指标，成年人最大摄氧量一般不超过3L，锻炼者可达4L多。氧需和实际供氧不足的量叫氧债（oxygendebt）。作业开始2~3分钟内，呼吸和循环系统的活动尚不能使摄氧量满足氧需，尽管肌肉可动用肌红蛋白结合的少量氧储备并充分地利用血氧，机体所需的能量是在缺氧条件下产生的，因此“借”了氧债。其后，呼吸和循环系统的活动逐渐加强，若在较轻的劳动，摄氧量可以满足氧需，即进入稳定状态（steadystate），这样的作业一般能维持较长的时间。在较重的劳动，尤其氧需超过最大摄氧量时，机体摄氧量不可能达到稳定状态，氧债持续增加，肌肉内的贮能物质（主要指糖原）迅速消耗，作业就不能持久。作业停止后的一段时间内，机体需要继续消耗氧以偿还氧债。部分氧债也可在作业的稳定状态期间即得到补偿。非乳酸氧债即恢复ATP、CP、血红蛋白、肌红蛋白等所需的氧可在2~3分钟内得到补偿：而乳酸氧则需较长时间才能得到完全补偿。恢复期一般需数至十余分钟，也可长达1小时以上。作业结束之后，摄氧增加，这不仅取决于体内的氧债偿还，还与许多因素有关，例如升高的体温，增强的呼吸活动，肌肉结构的变化及机体氧储备的补足。因此，偿还的氧债一般比所借的氧债要高。3.作业的能消耗量与劳动强度分级作业时的能消耗量是全身各器官系统活动能消耗量的总和。最紧张的脑力劳动的能消耗量不会超过基础代谢的10%，而肌肉活动的能消耗量却可达基础代谢的10~25倍，故传统上用能消耗量或心率来划分劳动强度（intensityofwork）的大小，它只适用于以体力劳动为主的作业，一般分为三级：（1）中等强度作业：作业时氧需不超过氧上限，即在稳定状态下进行的作业。我国现在的工农业劳动多属此类（表2-2）用于评价体力劳动强度的指标和分级标准]表2-2轻中等重劳动强度等级很轻很重极重<0.50.5~1.0~1.5~2.0~2.5~耗氧量（I/min）[<0.50.5~1.0~1.5~2.0~J0.70~0.96~1.36~1.19~(<0.701.45~)<10.4610.46~20.92~31.38~41.84~52.30~能耗量（kJ/min）75~100~125~150~175~心率（beats/min）[<9090~110~130~150~92~130~150~(<92165~)37.5~38.0~38.5~39.0~直肠温度（℃）排汗率（ml/h）[)200~400~600~800~注：资料来源于国际劳工局，1983：【括号内的数据见PO.Astrand等1986年所著"劳动生理学教科书"：（）括号内系于永中等1979年数据。轻、中、重、很重、极重劳动的氧消耗分别相当于氧上限的<25%，25%~50%，50%~75%，>75%和接近氧上限或<25%，25%~37.5%，37.5%~50%，50%~62.5%及>62.5%来划分的。消耗1升氧约等于产生20.92k（5kcal）能量。排汗率系8小时工作日的平均数。5
5 表 2-1 肌肉活动能量代谢系统的一般特性 ATP-CP 系列 乳酸系列 需氧系列 氧 无氧 无氧 需氧 速度 非常迅速 迅速 较慢 能源 CP，贮量有限 糖原，产生的乳酸 有致疲劳性 糖原，脂肪及蛋白质，不产 生致疲劳性副产物 产生 ATP 很少 有限 几乎不受限制 劳动类型 任何劳动，包括短暂 的极重劳动 短 期 重及 很 重 的 劳动 长期轻及中等劳动 2．作业时氧消耗的动态 劳动时，人体所需要的氧量取决于劳动强度，强度愈 大，需氧量也愈多。劳动 1 分钟所需要的氧量叫氧需（oxygen demand）。氧需能否得 到满足主要取决于循环系统的功能，其次为呼吸器官的功能。血液在 1 分钟内能供应 的最大氧量称为最大摄氧量（maximum oxygen uptake），也叫氧上限，它是表示体力 活动能力大小的传统指标，成年人最大摄氧量一般不超过 3L，锻炼者可达 4L 多。氧 需和实际供氧不足的量叫氧债（oxygen debt）。作业开始 2~3 分钟内，呼吸和循环系 统的活动尚不能使摄氧量满足氧需，尽管肌肉可动用肌红蛋白结合的少量氧储备并充 分地利用血氧，机体所需的能量是在缺氧条件下产生的，因此“借”了氧债。其后，呼 吸和循环系统的活动逐渐加强，若在较轻的劳动，摄氧量可以满足氧需，即进入稳定 状态（steady state），这样的作业一般能维持较长的时间。在较重的劳动，尤其氧需 超过最大摄氧量时，机体摄氧量不可能达到稳定状态，氧债持续增加，肌肉内的贮能 物质（主要指糖原）迅速消耗，作业就不能持久。作业停止后的一段时间内，机体需 要继续消耗氧以偿还氧债。部分氧债也可在作业的稳定状态期间即得到补偿。非乳酸 氧债即恢复 ATP、CP、血红蛋白、肌红蛋白等所需的氧可在 2~3 分钟内得到补偿；而 乳酸氧则需较长时间才能得到完全补偿。恢复期一般需数至十余分钟，也可长达 1 小 时以上。作业结束之后，摄氧增加，这不仅取决于体内的氧债偿还，还与许多因素有 关，例如升高的体温，增强的呼吸活动，肌肉结构的变化及机体氧储备的补足。因此， 偿还的氧债一般比所借的氧债要高。 3．作业的能消耗量与劳动强度分级 作业时的能消耗量是全身各器官系统活动 能消耗量的总和。最紧张的脑力劳动的能消耗量不会超过基础代谢的 10%，而肌肉活 动的能消耗量却可达基础代谢的 10~25 倍，故传统上用能消耗量或心率来划分劳动强 度（intensity of work）的大小，它只适用于以体力劳动为主的作业，一般分为三级： （1）中等强度作业：作业时氧需不超过氧上限，即在稳定状态下进行的作业。 我国现在的工农业劳动多属此类（表 2-2）。 表 2-2 用于评价体力劳动强度的指标和分级标准[1] 劳动强度等级 很轻 轻 中等 重 很重 极重 耗氧量（l/min） <0.5 0.5~ 1.0~ 1.5~ 2.0~ 2.5~ [<0.5 0.5~ 1.0~ 1.5~ 2.0~] （<0.70 0.70~ 0.96~ 1.19~ 1.36~ 1.45~） 能耗量（kJ/min） <10.46 10.46~ 20.92~ 31.38~ 41.84~ 52.30~ 心率（beats/min） 75~ 100~ 125~ 150~ 175~ [<90 90~ 110~ 130~ 150~] （<92 92~ 130~ 150~ 165~） 直肠温度（℃） 37.5~ 38.0~ 38.5~ 39.0~ 排汗率（ml/h）[4] 200~ 400~ 600~ 800~ 注：资料来源于国际劳工局，1983；[ ]括号内的数据见 PO.Åstrand 等 1986 年所著“劳动生理学教科书”：（ ）括号内 系于永中等 1979 年数据。轻、中、重、很重、极重劳动的氧消耗分别相当于氧上限的<25%，25%~50%，50%~75%，>75% 和接近氧上限或<25%，25%~37.5%，37.5%~50%，50%~62.5%及>62.5%来划分的。消耗 1 升氧约等于产生 20.92kJ（5kcal） 能量。排汗率系 8 小时工作日的平均数