فیزیولوژی کار و متابولیسم
فیزیولوژی کار و متابولیسم
فیزیولوژی کار و متابولیسم
فرمت: Pdf تعداد صفحات: 8
فهرست:
- ساختار، عملکرد و توان عضلانی
- فیزیولوژی کار و متابولیسم
- منابع تامین انرژی عضلانی
- تاثیر انقباض عضلانی بر روی گردش خون
- حداکثر جذب اکسیژن
- ظرفیت کار فیزیکی
- عوامل موثر در توان کار فیزیکی
به رغم پیشرفت های شگرف تکنولوژی و استفاده روز افزون از دستگاه های خودکار برای تولید، هنوز بسیاری از مشاغل و فرآیندها به شدت وابسته به نیروی جسمانی انسان هستند. از جمله این مشاغل میتوان به مشاغلی مانند حفاری معادن، ساختمان سازی، حمل و نقل، زراعت و جنگل کاری اشاره نمود. در کشورهای صنعتی حدود ۱۰ تا ۲۰ درصد کارگران در فعالیت های نیازمند کار عضلانی شدید اشتغال دارند و این رقم در کشورهای در حال توسعه بسیار بیشتر است. بنابراین در چنین مشاغلی هنوز تعیین چگونگی تطبیق کار با شرایط جسمی کارگر به نحوی که سلامت جسمانی و امنیت شغلی کارگران تامین شود چالشی اساسی است.
از طریق اندازه گیری مقدار نیروی لازم برای انجام کار و سنجش توانایی کارگر برای انجام آن میتوان سنگینی کار را تنظیم کرد به طوری که نیاز جسمانی آن فراتر از حد و اندازه های تحمل فیزیولوژیک کارگر نباشد. بدین ترتیب، علاوه بر محافظت از سلامتی کارگر، میزان تولید و بهره وری نیز فزونی خواهد یافت. به همین دلیل ظرفیت کار فیزیکی، یکی از جستارهای بسیار با اهمیت در علم ارگونومی به شمار می رود. در این فصل پیش از آنکه به روش های ارزیابی ظرفیت انجام کار فیزیکی بپردازیم مباحث پایه ای فیزیولوژی در این رابطه را مرور خواهیم کرد.
ساختار، عملکرد و توان عضلانی
ماهیچه ها از طریق کششی که هنگام انقباض ایجاد می کنند انجام کار فیزیکی را ممکن می سازند. سه نوع ماهیچه در بدن انسان وجود دارد:
عضله صاف: ماهیچه صاف در روده ها یافت می شود و حرکات ضروری برای هضم غذا را ممکن می سازد. همچنین در دیواره رگ های خونی یافت می شود و در تنظیم فشار و جریان خون نقش دارد. این عضلات را بیشتر اوقات نمی توان به طور آگاهانه کنترل کرد.
عضله قلبی: ماهیچه قلبی دارای ساختار خاصی است و قسمت اعظم قلب را تشکیل میدهد.
عضله مخطط: عضلات مخطط به اسکلت بدن متصل می باشند و باعث می شوند که استخوانها در زمان انقباض ماهیچه ها مانند اهرم عمل کنند و حرکت اتفاق بیفتد. انقباض اکثر ماهیچه های اسکلتی تحت کنترل آگاهانه قرار دارد به شکلی که قدرت انقباض را میتوان در صورت تمایل تغییر داد.
انرژی لازم برای انقباض عضلانی از ترکیبات فسفات موجود در بافت ماهیچه ای تامین می شود. این ترکیبات از تجزیه غذا بوجود می آیند. یک ماهیچه کامل از دسته های زیادی از الیاف (سلول ها) تشکیل شده است که به شکل منظم در کنار هم قرار گرفته و توسط غلاف های بافت همبند پوشانده شده اند. هر فیبر عضلانی از تعداد زیادی فیبریل های عضلانی کوچکتر (میوفیبریل) تشکیل شده که متشکل از سارکومرها و نوارهای Z هستند که به طور متناوب ساختار میوفیبریل ها را تشکیل میدهند. رشته های تشکیل دهنده سارکومر عناصر انقباضی اصلی ماهیچه میباشند و از دو نوع سلول پروتئینی به نامهای اکتین و میوزین ساخته شده اند. در مجموع، ماهیچه ها را می توان به دسته ای از رشته ها تشبیه کرد که همه به هم متصل شده اند.
هر رشته (سلول ماهیچه ای) از الیاف (میوفیبریل) تشکیل شده که هر کدام از نوارهای متناوب اکتین و میوزین ساخته شده اند. کل این ساختار در درون مایع درون سلولی و خارج سلولی غوطه ور است و توسط عروق خونی و اعصاب احاطه شده است که از بافت همبند می گذرند. مکانیسم انقباض ماهیچه با لغزیدن رشته های اکتین بر روی رشته های میوزین ایجاد میشود. محرک اصلی انقباض ماهیچه ها، آزادسازی یونهای کلسیم ذخیره شده در سارکوپلاسم است. یون های کلسیم به اکتین متصل می شوند و باعث افزایش کشش میوزین به اکتین می شوند. انقباض ماهیچه یک فرایند بیوشیمیایی است و به اجبار به کوتاه شدن عضله ختم نمی شود.
منابع تامین انرژی عضلانی
انرژی انقباض ماهیچه ها (و بسیاری دیگر از فرآیندهای بدن) از تجزیه ماده ای به نام ATP (آدنوزین تری فسفات) حاصل می شود. با شکستن یکی از پیوندهای فسفات، ATP به ADP (آدنوزین دی فسفات ) تبدیل شده و انرژی آزاد شده حاصل از این واکنش در داخل سلول در دسترس قرار می گیرد. آستراند و رودال (۱۹۷۷) ATP را به یک باتری قابل شارژ تشبیه کردند که منبع ذخیره کوتاه مدتی برای دسترسی مستقیم به انرژی است. برای اینکه سلول بتواند به کار خود ادامه دهد، ADP باید دوباره به ATP تبدیل شود تا در صورت لزوم انرژی همچنان در دسترس باشد. دومین ترکیب فسفات معروف به کراتین فسفات مانند یک ذخیره انرژی “پشتیبان” برای “شارژ مجدد”ADP به ATP عمل می کند.
ذخایر کراتین فسفات و ATP در بدن بسیار محدود می باشند به طوری که ظرف مدت چند ثانیه یا چند دقیقه کم و بیش به اتمام می رسند. سیستم کراتین فسفات می تواند انرژی لازم برای حداکثر فعالیت عضلانی را به مدت ۸ تا ۱۰ ثانیه تأمین کند و بنابراین باید به طور مداوم دوباره تامین شود. این واکنش در ساختارهای داخل سلولی به نام میتوکندری انجام می گیرد. میتوکندری ها در نزدیکی رشته های عضلانی واقع شده اند. کربوهیدرات ها و اسیدهای چرب (مشتق شده از چربی) تجزیه می شوند . در نهایت به دی اکسید کربن و آب و انرژی لازم برای تشکیل ATP آزاد می شود. واکنش اصلی آزادسازی انرژی ناشی از اکسیداسیون گلوکز که در زیر نشان داده شده است:
انرژی + C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + H2O
دی اکسید کربن و آب محصولات این واکنش شیمیایی هستند.
کربوهیدراتها و اسیدهای چرب مورد استفاده میتوکندری از غذایی که می خوریم مشتق می شوند که یا از طریق جریان خون یا از طریق ذخایر ماهیچه ای در اختیار میتوکندری قرار می گیرند. گلوکز به صورت گلیکوژن در ماهیچه ها و کبد ذخیره می شود و یک ذخیره انرژی مهم در ورزش های استقامتی یا فعالیتهای شدید بدنی است. اکسیژن مورد نیاز برای واکنش فوق نیز از هوا دریافت، توسط ریه ها تهویه و توسط خون به تمام نقاط بدن منتقل می شود. بدن ظرفیت بسیار کمی برای ذخیره اکسیژن دارد، اگرچه ماهیچه ها حاوی ماده ای به نام میوگلوبین هستند که منبع ذخیره موقت اکسیژن است.
تاثیر انقباض عضلانی بر روی گردش خون
فعالیت های دینامیک و استاتیک هر کدام اثرات مختلفی را بر روی جریان خون عضلانی ایجاد می کنند که در ادامه به بررسی آن می پردازیم
انقباضات عضلانی دینامیک و گردش خون عضلانی
خون انرژی لازم برای فعالیت عضلانی را به ماهیچه ها منتقل می کند. انرژی از طریق مواد مغذی (گلوکز، چربی، پروتئین، …) و اکسیژن تامین می شود. انرژی و مواد زائد هر دو محصول فعالیت ماهیچه هستند. مواد زائد یا متابولیت ها از طریق خون به سمت اندام هایی حمل می شوند تا CO2 از طریق ریه ها و اسید لاکتیک و سایر مواد زائد از طریق کلیه ها دفع شوند.
ادامه مطلب را با دانلود فایل پیوستی مشاهده کنید.
ورود یا ثبـــت نــــام + فعال کردن اکانت VIP
مزایای اشتراک ویژه : دسترسی به آرشیو هزاران مقالات تخصصی، درخواست مقالات فارسی و انگلیسی، مشاوره رایگان، تخفیف ویژه محصولات سایت و ...
حتما بخوانید:
دیدگاهتان را بنویسید
می خواهید در گفت و گو شرکت کنید؟خیالتان راحت باشد :)