Marco Metodológico

Predložený náčrt výpočtu transformácie chemickej energie na prácu svalov podľa (7) používam na cvičeniach predmetu Manažérstvo BOZP ako nenáročný pokus pri ktorom si môžu študenti overiť svoje vedomosti. Takýto postup môže do istej miery zatraktívniť učivo a poukázať na význam jeho osvojovania.

Najúčinnejšou termodynamickou funkciou, ktorá popisuje zmeny chemickej energie a ku ktorým dochádza pri biologickej oxidácii látok, je Gibbsova energia. Ide o kvantitatívnu mieru využiteľnosti chemickej energie, t.j. jej premenu na užitočnú prácu ( chemickú, mechanickú, elektrickú ... ) za konštantného tlaku a teploty ( podmienky v živej bunke ). Gibbsova energia je tiež kritériom priebehu jednotlivých reakcií. Jej úbytok sa rovná práci vykonanej systémom pri vratnom izotermickom a izobarickom deji zmenšenej o objemovú prácu ( voľná entalpia ). Prírastok Gibbsovej energie vyžaduje vykonať ( vložiť ) prácu. Metabolická oxidácia glukózy poskytuje za aerobných podmienok pri teplote 25°C hodnotu ΔGo = - 2820 kJ.mol-1 , zatiaľ čo syntéza 1 mol ATP vykazuje priemerne ΔGo ~ 35 kJ.mol-1. V skutočnosti sa pri tejto oxidácii miesto 82 mólov ATP ( 2820 : 35 ) uvoľní maximálne 38 mólov ATP. Účinnosť pri takomto výpočte je približne 46%. Tieto hodnoty sa vzťahujú na látky v „štandardnom“ stave a pri koncentrácii 1 mol.dm-3 a nie na ich skutočné koncentrácie v bunke. Ide preto len o hrubý odhad. Účinnosť tohto procesu in vivo sa odhaduje až na 70%. Príčinou takejto vysokej účinnosti využívania energie v živých systémoch je, že sa v nich „ palivo“ nespaľuje naraz, ako v tepelných strojoch, ale postupne v jednotlivých reakciách glykolýzy, Krebsovho cyklu a respiračného reťazca ( cca 30 reakcií ), čím sa Gibbsova energia znižuje len po relatívne malých stupňoch a preto jej účinnosť dosahuje také vysoké percento (70%) až pokým nedôjde k úplnému „ zhoreniu “(7):

C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O ΔG = - 2820 kJ (1)

Pri kvantitatívnom stanovení transformácie chemickej energie na prácu svalov vychádzame z istých predpokladov a fyziologických konštánt. Človek o hmotnosti 70 kg spotrebuje na bazálny metabolizmus, t.j. najnižšie množstvo energie, potrebné na udržanie potrebných funkcií za určitý čas (zvyčajne sa udáva množstvo energie spotrebované za 1 hodinu na 1 m2 telesného povrchu v úplnom telesnom a duševnom pokoji) približne 7 000 kJ za deň. Všeobecne môžeme postupovať tak, že hmotnosť svojho tela vynásobíme číslom 100. Za hodinu to činí 292 kJ (7 000:24) a za minútu 4,86 kJ (292:60). Tieto energetické nároky kryjeme potravou a to predovšetkým cukrami C (1g C = 20 kJ), bielkovinami B

40 (1 g B = 20 kJ) a tukmi T (1 g T = 40 kJ). Pri výpočte vychádzame z hmotnosti človeka (na 1 kg hmotnosti človeka pripadá 1 g bielkovín). Rozdiel do celkovej potreby energie saturujeme cukrami. Srdce človeka vykonáva obrovskú prácu. Pri 72 tepoch za minútu a pri vývrhovom objeme jedného tepu 60 ml to je 4,32 l krvi (za hodinu 259 l a za deň 6 216 l krvi). V tomto objeme krvi (4,32 l), ktoré vytlačí srdce do krvného riečišťa za minútu musí byť minimálne 4,86 kJ energie. Tento energetický údaj zodpovedá približne 0,3 g glukózy. Priamou oxidáciou 1 mólu glukózy získame už uvedených 2 820 kJ. Jeden gram tejto látky obsahuje cca 15,6 kJ (2820:180) (7).

Pred stanovením či už množstva spálenej glukózy, alebo množstva vynaloženej energie na istú pracovnú činnosť, odmeriame tep srdca v sede v pokoji. Po zmeraní tepu v nasledujúcej minúte vykonáme v časovom rozpätí cca 45 sekúnd 25 drepov. Po tomto výkone sa posadíme a začiatkom ďalšej minúty zmeriame tep. Meranie opakujeme každú celú minútu až dovtedy, keď sa dostaneme na úroveň hodnôt pred pokusom. Počet tepov nad „ normálnou“ hodnotou spočítame a vynásobíme hodnotou 0,081 kJ (4,86 : 60 ) pri stanovení spotreby energie, resp. hodnotou 0,005 g (0,3:60) pri stanovení spotreby glukózy. Jeden „ vývrhový“ objem srdca je ekvivalentný 5 mg glukózy (0,3:60). V tabuľke sú hodnoty namerané pri 25 drepoch za 45 sekúnd.

Čas Počet tepov/ min/ krvný tlak rozdiel Spotreba glukózy (g) Spotreba energie (kJ) 0 66 (114/76) - 1 103 (141/90) + 37 2 88 (136/87) + 22 3 84 (131/83) + 18 4 78 (128/81) + 12 5 70 (125/77) + 4 6 66 (119/74) - Σ 93 0,465 7,533

Tepová frekvencia za minútu bola u pokusnej osoby v kľude 66 úderov. Po absolvovaní 25 drepov za približne 45 sekúnd prišlo k zvýšeniu hneď nasledujúcu minútu po tomto výkone na 103 tepov. Hodnoty tepovej frekvencie každú nasledujúcu minútu postupne klesajú až sa ustália na pôvodnej hodnote. Keď napokon spočítame rozdiely týchto hodnôt dostaneme číslo 93. Po vynásobení tohto čísla pri spotrebe glukózy 5 mg ( 0,005 g), čo pripadá na jeden tep,

41 dostaneme hodnotu spotreby glukózy (0,465 g), ktorú sme pri tomto výkone „ spálili“. Po prepočte na spotrebu energie dostaneme hodnotu 7,533 kJ. Tieto hodnoty spotreby energie pri určitom výkone môžeme merať aj pri inej pracovnej činnosti. Keď chceme vypočítať celodennú energetickú spotrebu organizmu môžeme vychádzať z nasledovných hodnôt (7).

Tab. 1 Výpočet spotreby živín pri jednotlivých činnostiach človeka (70 kg)

Tab. 2 Denný režim človeka

Tab. 3 Energetická spotreba krytá oxidáciou živín Výpočet spotreby živín pri jednotlivých činnostiach človeka (70 kg)

Spánok 272 kJ·h-1 Ležanie 322 kJ·h-1 Sedenie 418 kJ·h-1 Sedavá práca 465 kJ·h-1 Stredne ťažká práca 1 004 kJ·h-1 Ťažká práca 4 605 kJ·h-1 Prechádzka 836 kJ·h-1 Beh 1 675 kJ·h-1 Ťažký výstup 4 186 kJ·h-1

Denný režim človeka

spánok 8 h = 272 kJ·h-1 = 2 176 kJ oddych 6 h. = 418 kJ·h-1 = 2 508 kJ šport 2 h. = 1675 kJ·h-1 = 3 350 kJ práca 8 h = 1004 kJ·h-1 = 8 032 kJ Spolu: 24 h = 3369 kJ·h-1 = 16 138 kJ

Energetická spotreba môže byť krytá oxidáciou živín : Bielkoviny : 70g x 20 kJ·g-1 = 1 400 kJ Tuky: 70 g x 40 kJ·g-1= 2 800 kJ spolu : 4 200 kJ Rozdiel 11 938 kJ do potreby 16 138 kJ kryjeme cukrami. Cukry : 597 g x 20 kJ·g–1 = 11 940 kJ

42 Pri vykonávaní akejkoľvek činnosti je vždy dôležitá kontrola, preto i pri zlepšovaní našej kondície, alebo snahe schudnúť, je dôležité priebežne kontrolovať náš telesný stav (meranie BMI indexu, zistenie hodnoty základného metabolizmu). Je to možné vykonávať často drahým lekárskym vyšetrením, alebo oveľa lepším spôsobom a to pomocou rôznych typov zdravotných monitorov, krokomerov, tukomerov a podobných zariadení, ktorých výsledky sú veľmi presné a tým nám môžu pomôcť správne sledovať a optimalizovať našu snahu o zlepšenie zdravotného stavu. Máme teda neustálu kontrolu nad svojim telom.

ZÁVER

Spoločnosti po celom svete sú postavené pred nové náročné úlohy. Prudký rozvoj národných i medzinárodných trhov núti konkurentov ponúkať lepšie produkty a služby rýchlejšie a za nižšie ceny. Úspech stále viac určuje flexibilita, schopnosť inovácie, tvorivosť, znalosti, skúsenosti, motivácia, nasadenie, výkonnosť a schopnost sa učiť. Mnohé spoločnosti si už dávno uvedomili, že motivovaní, kvalifikovaní a hlavne zdraví zamestnanci sa stali rozhodujúcim faktorom produktivity a konkurencieschopnosti. Podpora zdravia na pracovisku, chápaná ako investícia do zamestnancov a tiež i do budúcnosti podniku, ovplyvňuje dlhodobý úspech spoločnosti svojim priamym i nepriamym hospodárskym účinkom. Analýza pomeru vynaložených nákladov k získaným úžitkom je dokladom zisku, ktorý priniesol kapitál vložený do tejto oblasti, teda pozitívneho zhodnotenia investícií. Výhody pre podniky sú zrejmé:

Podpora zdravia na pracovisku má za následok dlhodobé zníženie práceneschopnosti.

Podpora zdravia na pracovisku zvyšuje motiváciu zamestnancov a zlepšuje pracovné ovzdušie. Tým vzniká pružnejšia, otvorenejšia vzájomná komunikácia a v podniku sa zvyšuje vôľa k spolupráci. Podpora zdravia vedie k zvýšeniu úrovne podniku tým, že prispieva ku kvalite produktov a služieb, k väčšej inovácii a k vyššej kreativite a k zvýšeniu produktivity.

Podpora zdravia na pracovisku je prestížny faktor, zlepšujúci povesť podniku na verejnosti a zvyšujúci príťažlivosť podniku ako zamestnávateľa.

43

Použitá literatúra:

1. AVDIČOVÁ, M. et al.: Podpora zdravia. Učebný text. Bratislava: Národné centrum podpory zdravia, 1999, 266 s., ISBN 80-7159-122- x In: http://www.ruvztv.sk/doc/kazdy.pdf

2. BADA, V., Ako predchádzať chorobám srdca a ciev. Bratislava:NCPY, 1999,60s., ISBN 80-7159-106-8 In: http://www.ruvztv.sk/doc/kazdy.pdf

3. DE BACKER, G. et al.: European guidelines on cardiovascular diseaes prevention in clinical practice. Third joint task force of european and other societies on cardiovascular disease prevention in clinical practice. In: Eur. J. Cardiovascular Prev. Rehabil. 2003,10: s1-S74, In: http://www.ruvztv.sk/doc/kazdy.pdf

4. DEMESOVÁ, L., Epidemiológia srdcovo – cievnych chorôb. Každý musí na niečo zomrieť. RUVZ Trebišov a Patronus Health, 2007 5. Executive summary of the Third report of the NCEP Expert panel on detection, evaluation and treatment of high blood cholesterol in adults. JAMA 2001,285, 2486-2496 In. http://www.ruvztv.sk/doc/kazdy.pdf

6. Mc GINNIS, J.M., FOEGE, W.H.: Actual causes of death in the USA. JAMA 1993, 270: 2207-2212. JAMA 1966, 276:241-246 In: http://www.ruvztv.sk/doc/kazdy.pdf

7. MARENČÍK, A. : Kvantitatívne stanovenie transformácie chemickej energie na prácu svalov in: http://www.kdf.mff.cuni.cz/veletrh/sbornik/Veletrh_07/07_13_Marenci k.html - 23k -

8. MATULOVÁ, S. et al.: Kompenzácia vplyvov sťaženého a zdraviu škodlivého pracovného prostredia, Bratislava, október 2006, Záverečná správa č. 2306, Inštitút pre výskum práce a rodiny, Bratislava, október 2006

9. http://www.spinalis.sk/ergonomia/praceneschopnost/index.html

10. Unlimited Office , 1, 2007, In: http://209.85.135.104/search?q=cache:tdPGa6rIxpQJ:www.bnos.sk/

press/BNOS_magazin_leto_2007_www.pdf+Sedenie+a+pr%C3%A1 ca+v+sede&hl=sk&ct=clnk&cd=3&gl=sk

Práca vznikla za podpory VEGA pri riešení projektu 1/4141/07. Kontaktná adresa:

Ing. Vojtech MIKLOŠ, PhD

Hutnícka fakulta - Katedra integrovaného manažérstva Technická univerzita

Letná 9 042 00 Košice

44

ERGONOMICKÁ HLEDISKA V HODNOCENÍ