體力勞動時人體能量是怎樣代謝的

第第頁體力勞動時人體能量是怎樣代謝的體力勞動時的能量代謝

人類的勞動是腦力勞動與體力勞動相結(jié)合的生產(chǎn)活動過程，當社會發(fā)展到高級階段，腦力與體力勞動可能達到理想的分配比例，但現(xiàn)階段仍有所偏重。由于骨酪肌約占體重的40%，故以其活動為主的體力勞動消耗的能量較大。在一般營養(yǎng)條件下，一個人每天攝人約20000KJ的能量，除基礎代謝(約8000KJ)及業(yè)余活動等所需能量外，供勞動消耗的能量約為10000KJ。

(一)肌肉活動時的能量來源

1.ATPCP系列(三磷酸腺甘磷酸肌酸)

供給肌肉收縮與松弛活動的能量，首先是由肌細胞中的三磷酸腺甘(ATP)迅速分解提供的(式2-1)，并由磷酸肌酸(CP)及時分解補充能量。

ATP+H2OADP+Pi+29.3KJ/mol

CP+ADPCr+ATP

注：ADP為二磷酸腺甘，Pi為磷酸根，Cr為肌酸。

肌肉中CP的濃度約為ATP的5倍，但其貯量甚微，只能供肌肉活動幾秒至1分鐘之用。故需從糖類、脂肪和蛋白質(zhì)分解來提供再合成ATP的能量。正常情況，一般不動用蛋白質(zhì)。

2.需氧系列

中等強度肌肉活動，ATP以中速分解，糖和脂肪通過氧化磷酸化過程提供能量來合成ATP，在開始階段利用的糖類較多，但隨著活動時間的延長，利用脂肪的比例增大，脂肪即成為主要的能源。該過程需要氧的參與才能進行，故稱需氧系列。

此時，一摩爾葡萄糖或脂肪能相應地形成38或130分子ATP，能使活動經(jīng)濟持久地進行。一升氧在呼吸鏈氧化葡萄糖可產(chǎn)生6.5毫摩爾ATP，而氧化脂肪則產(chǎn)生5.6毫摩爾ATP，故糖類作為肌肉活動的能源比脂肪更經(jīng)濟。但人體內(nèi)糖類的貯存遠比脂肪少。

3.乳酸系列

大強度活動時，ATP分解非常迅速，需氧系列受到供氧能力的限制，形成ATP的速度不能滿足肌肉活動的需要。此時，需靠無氧糖酵解產(chǎn)生乳酸的方式來提供能量，稱乳酸系列。

1摩爾葡萄糖只能形成2分子ATP，但速度較需氧系列快32倍，故能迅速提供較多的ATP供肌肉活動之用。其缺點是需動用大量的葡萄糖，產(chǎn)生的乳酸有致疲勞作用，故不經(jīng)濟，也不能持久。肌肉活動的能量來源及其特點見教材(表2.1)。

(二)作業(yè)時氧消耗的動態(tài)

氧需(oxygendemand)：勞動lmin所需要的氧量。

氧上限(maximumoxygenuptake)：血液在lmin內(nèi)能供應的最大氧量。

氧債(oxygendebt):氧需和實際供氧不足的量。

勞動時人體所需要的氧量取決于勞動強度，強度愈大，需氧量也愈多。氧需能否得到滿足主要取決于循環(huán)系統(tǒng)的功能，其次為呼吸器官的功能。成年人的氧上限一般不超過3L，有鍛煉者可超過4L。在作業(yè)開始2一3min內(nèi)，呼吸和循環(huán)系統(tǒng)的活動尚不能滿足氧需;肌肉活動所需的能量是在缺氧條件下產(chǎn)生的。其后，當呼吸和循環(huán)系統(tǒng)的活動逐漸加強，氧的供應得到滿足，即進人穩(wěn)定狀態(tài)下工作，這樣作業(yè)一般能維持較長的時間。若勞動強度較大，氧需超過氧上限，機體處于供氧不足的狀態(tài)下工作，肌肉內(nèi)的貯能物質(zhì)(主要指糖原)迅速消耗，作業(yè)就不能持久。作業(yè)停止后的一段時間內(nèi)，機體需要繼續(xù)消耗較安靜時為多的氧以償清氧債:非乳酸氧債即恢復ATP.血紅蛋白、肌紅蛋白籌所需的氧可在2一3min內(nèi)得到補償;而乳酸氧債則需較長時間才能得到完全補償。有時部分氧債也可在作業(yè)的穩(wěn)定狀態(tài)期間得到補償?；謴推谝话阈钄?shù)至十余分鐘，也可長達lh以上，如教材圖21所示。

(三)作業(yè)的能消耗量與勞動強度分級

作業(yè)時的能消耗量是全身各器官系統(tǒng)活動能消耗量的總和。由于最緊張的腦力勞動的能消耗量不會超過基礎代謝的10%，而肌肉活動的能消耗量卻可達基礎代謝的1025倍，故傳統(tǒng)上用能消耗量或心率來劃分勞動強度(intensityofwork)，它只適用于以體力勞動為主的作業(yè)，一般分為三級(中等強度作業(yè)、大強度作業(yè)、極大強度作業(yè))。

我國已頒布"體力勞動強度分級'標準(GB3869-83)。它是根據(jù)對262個工種工人的勞動工時、能量代謝和疲勞感等指標之間的關(guān)系進行調(diào)查分析后，提出