Определите калорический коэффициент кислорода при окислении глюкозы

Дыхательный коэффициент и его значение в исследовании обмена веществ

Дыхательным коэффициентом называется отношение объема выделенного угле­кислого газа к объему поглощенного кислорода. Дыхательный коэффициент различен при окислении белков, жиров и углеводов. Рассмотрим для примера, каков будет дыхательный коэффициент при использовании организмом глюкозы. Общий итог окисле­ния молекулы глюкозы можно выразить формулой:

При окислении глюкозы количество молекул образовавшегося углекислого газа и количество молекул затраченного (поглощенного) кислорода равны. Равное количество молекул газа при одной и той же температуре и одном и том же давлении занимает один и тот же объем (закон Авогадро — Жерара). Следовательно, дыхательный коэффициент

отношение ) при окислении глюкозы и других углеводов равен единице.

При окислении жиров и белков дыхательный коэффициент будет ниже единицы. При окислении жиров дыхательный коэффициент равен 0,7. Проиллюстрируем это на примере окисления трипальмитина:

Отношение между объемами углекислого газа и кислорода составляет в данном случае:

Аналогичный расчет можно сделать и для белка; при его окислении в организме дыхательный коэффициент равен 0,8.

При смешанной пище у человека дыхательный коэффициент обычно равен 0,85—0,9. Определенному дыхательному коэффициенту соответствует определенный калорический эквивалент кислорода, что видно из табл. 20.

Таблица 20 Соотношение дыхательного коэффициента и калорического эквивалента кислорода

Дыхательный коэффициент
0,70 0,75 0,80 0,85 0,90 0,95 1,0
Калорический эквивалент
кислорода, в килоджоулях 19,619 19,841 20.101 20,356 20,616 20,871 21,173
Калорический эквивалент
кислорода, в килокалориях 4,686 4,739 4,801 4,862 4,924 4,985 5,057

Определение энергетического обмена у человека в покое методом закрытой системы с неполным газовым анализом. Оч носительное постоянство дыхательного коэффициента (0,85—0,90) у людей при обычном питании в условиях покоя позволяет производить достаточно точное определение энергетического обмена у человека в покое, вычисляя только количество потребленного кислорода и беря его калорический эквивалент при усредненном дыхательном коэффициенте.

Количество потребленного организмом кислорода исследуется при помощи различ­ного типа спирографов.

Определив количество поглощенного кислорода и приняв усредненный дыхательный коэффициент равным 0,85, можно рассчитать энергообразование в организме; калори-ческий эквивалент 1 л кислорода при данном дыхательном коэффициенте равен 20,356 кДж, т. е. 4,862 ккал (см. табл. 20). Способ неполного газоанализа, благодаря своей простоте, получил широкое распространение.

Дата добавления: 2016-03-27 ; просмотров: 3579 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Дыхательный коэффициент

Прямая калориметрия основана на непосредственном определении тепла, высвобождающегося в процессе жизнедеятельности организма. Человека помещают в специальную калориметрическую камеру, в которой учитывают все количество тепла, отдаваемого телом человека. Тепло, выделяемое организмом, поглощается водой, протекающей по системе труб, проложенных между стенками камеры. Метод очень громоздок, применение его возможно в специальных научных учреждениях. Вследствие этого в практической медицине широко используют метод непрямой калориметрии. Сущность этого метода заключается в том, что сначала определяют объем легочной вентиляции, а затем — количество поглощенного кислорода и выделенного углекислого газа. Отношение объема выделенного углекислого газа к объему поглощенного кислорода носит название дыхательного коэффициента. По величине дыхательного коэффициента можно судить о характере окисляемых веществ в организме.

При окислении углеводов дыхательный коэффициент равен 1 так как для полного окисления 1 молекулы глюкозы до углекислого газа и воды потребуется 6 молекул кислорода, при этом выделяется 6 молекул углекислого газа:

Дыхательный коэффициент при окислении белка равен 0,8, при окислении жиров — 0,7.

Определение расхода энергии по газообмену. Количество тепла, высвобождающегося в организме при потреблении 1 л кислорода — калорический эквивалент кислорода — зависит от того, на окислении каких веществ используется кислород. Калорический эквивалент кислорода при окислении углеводов равен 21,13 кДж (5,05 ккал), белков — 20,1 кДж (4,8 ккал), жиров — 19,62 кДж (4,686 ккал).

Расход энергии у человека определяют следующим образом. Человек дышит в течение 5 мин, через мундштук (загубник), взятый в рот. Мундштук, соединенный с мешком из прорезиненной ткани, имеет клапаны. Они устроены так, что человек свободно вдыхает атмосферный воздух, а выдыхает воздух в мешок. С помощью газовых часов измеряют объем выдохнутого воздуха. По показателям газоанализатора определяют процентное содержание кислорода и углекислого газа во вдыхаемом и выдыхаемом человеком воздухе. Затем рассчитывают количество поглощенного кислорода и выделенного углекислого газа, а также дыхательный коэффициент. С помощью соответствующей таблицы по величине дыхательного коэффициента устанавливают калорический эквивалент кислорода и определяют расход энергии.

Источник

Методы определения расхода энергии. Общие принципы прямой и непрямой калориметрии. Дыхательный коэффициент. Калорический эквивалент кислорода

В процессе жизнедеятельности организм непрерывно расходует энергию: на синтез различных соединений, на совершение мышечной работы, на осуществление дыхания, пищеварения, кровообращения, на поддержание температуры тела, на преодоление осмотических сил во время секреторных и выделительных процессов, на поддержание мембранных потенциалов и т.д.

Существует два вида калориметрии: прямая и непрямая (косвенная).

Непрямая калориметрия подразделяется на несколько видов.

Так как тепловой эффект химического процесса не зависит от промежуточных стадий, а определяется лишь начальным и конечным состоянием химической системы, то закономерности, полученные в «бомбе» Бертло, можно перенести на живой организм, где эти вещества не горят, а медленно окисляются.

Таким образом, зная количество принятых питательных веществ и их калорическую ценность, можно рассчитать количество энергии, выделившейся в организме.

2. Непрямая калориметрия, основанная на данных газового анализа. При изучении калорической ценности питательных веществ было установлено, что поглощению определенного количества кислорода и выделению одного и того же количества углекислого газа за один и тот же промежуток времени соответствует определенное количество выделенного тепла. Такая зависимость позволяет использовать для определения количества тепла, освобождающегося в организме, данные газового анализа: количество поглощенного кислорода и количество выделенного за этот же промежуток времени углекислого газа.

86)Основной обмен и факторы, определяющие его величину. Условия, необходимые для определения основного обмена. Закон « поверхности тела» Рубнера и его критика. Значение определения основного обмена для клиники. Нарушения основного обмена.

Основной обмен – энерготраты организма в стандартных условиях, идущие на поддержание минимально необходимого для жизни клеток уровня окислительных процессов и с деятельности постоянно работающих органов и систем ( дыхательной мускулатуры, сердца, почек, печени). – выражают в количеством тепла в килоджоулях (килокалориях) на 1 кг массы тела или на 1 м2 поверхности тела за 1 ч или зща одни сутки. Для среднестатистического мужчины= 4,19 кДж (1 ккал) на 1 кг массы тела в час, или 7117 кДж (1700 ккал) в сутки. У женщин той же массы (70 кг) ев 10% ниже.

Читайте также:  Что положено ребенку инвалиду бесплатно сахарный диабет

* в положении лежа, при полном мышечном и эмоциональном покое (т.к. мышечное и эмоциональное напряжение значительно повышают энерготраты) ;

* натощак, т.е. спустя 14-16 часов после последнего приема пищи (чтобы исключить специфическое-динамическое действие пищи);

* при исключении в течении трех суток перед исследованием приема белковой пищи.

На основании многочисленных экспериментальных исследований основного обмена у здоровых людей разного пола, веса, тела, роста и возраста статистическим путем были составлены таблицы, по которым можно рассчитать величину основного обмена, которая должна быть у данного человека в соответствии с его полом, возрастом, весом тела и ростом. Затем у этого же человека одним из методов калориметрии определяют величину истинного обмена и сравнивают эти величины.

Величина основного обмена зависит от многих факторов, но особенно сильно она изменяется при некоторых эндокринных заболеваниях. Например, резкое повышение величины основного обмена наблюдается при гиперфункции щитовидной железы, а при гипофункции этой железы, он понижен. К снижению величины основного обмена приводит недостаточность функции гипофиза и половых желез.

Величина основного обмена в среднем составляет 1 ккал в 1 ч на 1 кг массы тела. У мужчин в сутки основной обмен равен 1700 ккал, у женщин на 10 % ниже.

Суточный расход энергии у здорового человека значительно превышает величину основного обмена и складывается из следующих компонентов:

* рабочей прибавке, т.е. энергозатрат, связанных с движением и с выполнением той или иной работы;

Так прием белковой пищи увеличивает обмен на 30-40 %, а при питании жирами и углеводами обмен увеличивается 4-15 %.

Совокупность компонентов суточного расхода энергии составляет рабочий обмен.

Нормальная жизнедеятельность организма может осуществляться только в том случае, если происходит адекватное приспособление процессов обмена веществ и энергии к изменяющимся условиям. Такое приспособление организма обеспечивается процессами саморегуляции.

Закон поверхности Рубнера.
Энергетические затраты теплокровного организма пропорциональны площади поверхности тела.
Зависимость интенсивности основного обмена от площади поверхности тела была показана немецким физиологом Рубнером для различных животных. Согласно этому правилу, интенсивность основного обмена тесно связана с размерами поверхности тела:

· Теория Рубнера (1908) продолжает господствовать и сейчас, особенно за рубежом. Она известна всем под названием «закона поверхности» или «энергетического правила поверхности», и претендует на объяснение различных количественных особенностей энергетических процессов и физиологических отправлений организма в разные возрастные периоды.

· С помощью предложенных принципов Рубнер (опираясь в первую очередь на «закон поверхности») пытался объяснить не только различие особенностей энергетических процессов в зависимости от меняющихся линейных размеров организма в процессе его роста, но и неодинаковую продолжительность жизни у разных млекопитающих в зависимости от величины линейных размеров, достигаемых к взрослому состоянию.

· Продолжительность жизни организма, согласно его взглядам, представляет собой функцию интенсивности обмена веществ и энергии. Трата «энергетического фонда» начинается сразу же после первого деления оплодотворенной яйцеклетки, и тем самым каждый физиологический акт приближает систему к концу жизни.

Из концепции следует, что одним из частных выражений инволюции является постепенное возрастное ухудшение способности организма осуществлять аккомодативное сопротивление, или адаптацию к действию разнообразных стрессовых раздражителей среды.

· Согласно этим теориям, наиболее высокой устойчивостью и адаптационными возможностями должен характеризоваться антенатальный (это время с момента оплодотворения яйцеклетки до начал родовой деятельности) и ранний постнатальный возраст (грудной).

· Отсюда же естественно следует, что при переходе от одного возрастного периода к последующему объем двигательной реакции и энергетические возможности организма должны снижаться.

Таким образом, анализ значения «энергетического закона поверхности» для понимания специфических особенностей физиологических отправлений организма в различные возрастные периоды привела к заключению, что этот закон не может быть принят в качестве теории постнатального онтогенеза, в частности, объясняющей неодинаковую продолжительность жизни у различных видов млекопитающих!

Нарушения основного обмена:

Повышение основного обменасамо по себе не сопровождается повышением t

° Наибольшее значение для нарушения общего обмена веществимеет щитовидная железа. Удаление этого органа понижает обмен значительно (на 20%), микседема иногда еще больше (на 50%). Точно так же можно найти пониженные цифры обмена при обыкновенном зобе. В противоположность этому введение внутрь тиреоидина или подкожно тироксина сильно повышает обмен.

При Базедовой болезни наблюдается типичное повышение основного обмена. Этими же анализами хорошо удалось контролировать действие лекарств и оперативного вмешательства при болезнях щитовидной железы.

Источник

Определите калорический коэффициент кислорода при окислении глюкозы

Прямая калориметрия основана на измерении количества тепла, непосредственно рассеянного организмом в теплоизолированной камере. При прямой калориметрии достигается высокая точность оценки энергозатрат организма, однако из-за громоздкости и сложности способ используется только для специальных целей.

Непрямая калориметрия основана на измерении количества потребленного организмом кислорода и последующем расчете энергозатрат с использованием данных о величинах дыхательного коэффициента (ДК) и КЭ02. Под дыхательным коэффициентом понимают отношение объема выделенного углекислого газа к объему поглощенного кислорода.

Таблица 12.3. Значение ДК и КЭ при окислении в организме различных питательных веществ

Сущность непрямой калориметрии видна на примере окисления глюкозы. Этот процесс описывается следующими превращениями:

С6Н1206 + 602 = 6С02 + 6Н20 + 675 ккал.

При окислении 1 г глюкозы количество выделяющейся энергии составляет 675:180 (масса 1 моля глюкозы) = 3,75 ккал. На окисление 1 моля глюкозы затрачивается 6 молей 02 или 134,4 (6 х 22,4) л. Калорический эквивалент 1 л 02, использованного на окисление глюкозы, равен 675 ккал : : 134,4 л = 5,02 ккал/л. Так как смесь углеводов пищевых продуктов имеет более высокую, чем чистая глюкоза, энергетическую ценность, то при окислении их в организме КЭ02 = 5,05 ккал/л. Из приведенного уравнения реакции окисления глюкозы видно, что объем выделенного в процессе окисления углекислого газа равен объему затраченного кислорода. Следовательно, при окислении глюкозы:

В случае окисления жиров, в которых на 1 атом углерода приходится меньше атомов кислорода, чем в углеводах и белках, величина ДК имеет значение 0,7. При окислении белковой, а также смешанной пищи величина ДК принимает промежуточное значение между 1,0 и 0,7. Поскольку в организме все питательные вещества одновременно подвергаются окислению, то, определив величину ДК, можно условно судить о преимущественном окислении в организме того или иного вида питательных веществ. Так как для каждого питательного вещества характерна своя энергетическая ценность, то по величине дыхательного коэффициента можно рассчитать значение калорического эквивалента кислорода. Величины этих значений представлены в табл. 12.3.

В условиях интенсивной физической нагрузки и при состояниях, когда в организме имеет место накопление углекислоты, ДК может принимать значение > 1,0. В этих случаях по нему нельзя судить о природе окисляемых веществ.

Источник

Для вычисления величины основного обмена объем израсходован­ного за сутки кислорода умножают на калорический коэффициент кислорода — 4,8 ккал

Отсюда: 4,8 ккалX 288 = 1382,4 ккал; следовательно, за сутки основной обмен данного испытуемого равен 1382,4 ккал.

Расчет основного обмена по таблицам. Определив основной обмен испытуемого опытным путем с помощью спирометаболографа, необходимо установить, соответству­ет ли он норме. Для этого по специальным расчетным таблицам или по номограмме рассчитывают тот основной обмен, который должен быть у испытуемого соответствен­но его полу, возрасту, длине и массе тела. Отклонение экспериментально найденной величины от должной пока­жет характер и степень нарушения основного обмена.

Читайте также:  Средство от диабета для лица

Предположим, что испытуемой является женщина 21 года. С помощью ростомера измеряют длину ее тела и взвешивают ее. Длина тела равна 160 см и масса тела — 60 кг. Для расчета основного обмена открывают соответст­вующую таблицу. Для мужчин и женщин они разные, так как основной обмен мужчины примерно на 10% выше.

Расчетная таблица состоит из двух таблиц А и Б. В таблице А находят массу тела испытуемой 60 кг и против нее число 1229. В таблице Б находят по горизонтали возраст — 21 год, по вертикали — длину тела— 160 см, им соответствует число 198.

Складывают число из таблицы А — 1229 и число из таблицы Б — 198. Нормальный основной обмен для испы­туемой должен составлять 1427 ккал.

Найденная экспериментально величина основного обмена равняется 1382,4 ккал. Отклонение от нормы составляет около 3%.

Вывод: основной обмен испытуемой нормален (пато­логическим считают отклонение, превышающее 10%).

Рекомендации к оформлению работы: за­пишите полученные результаты в тетрадь. Дайте опреде­ление основного обмена. Перечислите факторы, влияющие на величину основного обмена. Объясните, на что расхо­дуется энергия в условиях основного обмена.

Работа 87. Определение основного обмена по формуле Рида и номограмме.

Формула и номограмма Рида позволяют вычислить процент отклонения индивидуальной величины основного обмена от среднестатистической нормы. При этом учи-

Рис. 72. Номограмма Рида. Объяснение в тексте.

тывается связь между артериальным давлением, частотой пульса и продукцией тепла в организме. Результаты, получаемые в этом случае, хотя и не отличаются большой точностью, но при некоторых заболеваниях (например, тиреотоксикозе) являются вполне достоверными и могут быть использованы в диагностических целях. Отклонение величины основного обмена до 10 % считается нормальным.

Для работы необходимо: кушетка, сфигмома-нометр, фонендоскоп, часы с секундной стрелкой, номограм­ма Рида, линейка.

Работа проводится на человеке.

Ход работы. У испытуемого в положении лежа на спине в отсутствие мышечного напряжения и в состоянии эмоционального покоя подсчитывают пульс и измеряют максимальное и минимальное артериальное давление (по

способу Н. С. Короткова) на правой руке 3 раза подряд с промежутками 1—2 мин. Для расчета берут минималь­ные показатели.

Расчет степени отклонения основного обмена от нормы проводят по формуле Рида: степень отклонения = = 0,75 . (частота пульса+пульсовое давление- 0,74) — 72.

Для упрощения расчетов используют специальную номограмму (рис. 72), которая позволяет быстро сопоста­вить частоту пульса испытуемого со значением пульсового давления. Для этого находят соответствующие значения пульса на левой шкале и пульсового давления — на правой, а затем соединяют их прозрачной линейкой. Точка пересечения линейки со средней шкалой показы­вает величину отклонения основного обмена от нормы в процентах.

Рекомендации к оформлению работы: за­пишите в тетрадь результаты проведенных исследований. Сопоставьте величину основного обмена, найденную по таблицам, с величиной, полученной по номограмме Рида. Объясните предполагаемые причины расхождений.

Работа 88. Определение расхода энергии при относительном покое и мышечной работе по способу Дугласа — Холдена

В физиологических и клинических исследованиях для определения расхода энергии используют сравнительно простой метод непрямой калориметрии, с помощью кото­рого расход энергии определяют косвенным путем: по объему поглощенного кислорода и объему выделенного за этот же промежуток времени углекислого газа.

Определение расхода энергии по газообмену возможно в силу того, что основным процессом, освобождающим энергию, является процесс окисления. Поглощаемый жи­вотным кислород окисляет органические вещества — белки, жиры и углеводы, в результате чего освобождается определенное количество тепла, а сами вещества распада­ются до своих конечных продуктов: углекислого газа, аммиака и воды.

То количество тепла, которое освобождается в организ-

ме при потреблении 1 л кислорода, называется калоричес­ким коэффициентом кислорода. Калорический коэффи­циент кислорода при окислении углеводов равен 5,05 ккал, белков — 4,85 ккал, жиров — 4,7 ккал.

В процессе жизни организма, когда одновременно окисляются белки, жиры и углеводы, можно найти точный калорический коэффициент кислорода, если знать ды­хательный коэффициент.

Дыхательным коэффициентом (ДК) называется отно­шение объема выделенного из организма углекислого газа к объему поглощенного за это же время кислорода.

ДК изменяется в зависимости от рода окисляющихся веществ, поэтому он характеризует качественную сторону обмена.

ДК при окислении углеводов равен 1,0, белков 0,8, жиров 0,7.

ДК показывает, какой именно калорический эквивалент кислорода надо взять для расчета расхода энергии, так как каждому ДК соответствует свой калорический коэф­фициент кислорода (табл. 6).

Способ определения расхода энергии по Дугласу — Холдену, основанный на принципе непрямой калоримет­рии, используют для определения расхода энергии у че­ловека в кратковременных опытах. Расход энергии испы­туемого вычисляют по объему поглощенного кислорода и выделенного углекислого газа, для чего опытным путем определяют минутный объем дыхания (МОД) и состав выдыхаемого воздуха.

Вся работа при этом состоит из 4 этапов: 1) собирания выдыхаемого воздуха в газообменный мешок Дугласа;

2) анализа газового состава выдыхаемого воздуха;

3) определения МОД с помощью газовых часов; 4) расче­та по полученным данным газообмена расхода энергии за сутки.

Определение расхода энергии производят в состоянии мышечного покоя и при физической работе.

Для работы необходимо: газоанализатор, газовые часы, газоприемник, мешок Дугласа, газообменная маска, трехходовой кран.

Работа проводится на человеке.

Ход работы. Определение расхода энергии в сос­тоянии относительного мышечного покоя. На испытуемого, спокойно сидящего на стуле, надевают газообменную маску, выдыхательный клапан которой соединен через кран с мешком Дугласа.

Таблица 6. Величина калорического коэффициента кислорода при различных значениях дыхательного коэффициента

Дыхательный коэффициент Калорический коэффициент кислорода Дыхательный коэффициент Калорический коэффициент кислорода
0,70 4,686 0,86 4,875
0,71 4,690 0,87 4,887
0,72 4,702 0,88 4,900
0,73 4,714 0,89 4,912
0,74 4,727 0,90 4,924
0,75 4,739 0,91 4,936
0,76 4,752 0,92 4,948
0,77 4,764 0,93 4,960
0,78 4,776 0,94 4,973
0,79 4,789 0,95 4,985
0,80 4,801 0,96 4,997
0,81 4,813 0,97 5,010
0,82 4,825 0,98 5,022
0,83 4,838 0,99 5,034
0,84 4,850 1,00 5,047
0,85 4,863

Выдыхаемый воздух собирают в течение 5 мин, после чего поворотом крана мешок закрывают, берут из мешка пробу воздуха в газоприемник и приступают к газоана­лизу собранного воздуха.

К определению объема выдохнутого воздуха можно приступать только после того, как будет закончен его газоанализ, чтобы в случае неудачи газоанализа его можно было повторить. Для измерения объема выдох­нутого воздуха его пропускают через газовые часы.

Определив газовый состав выдохнутого воздуха и его объем, приступают к расчету расхода энергии.

Читайте также:  Этапы окисления глюкозы в клетке

Пример расчета. Допустим, испытуемый за 5 мин выдохнул 35 л воздуха, в нем содержалось 17% кислоро­да и 3,5% углекислого газа. Состав атмосферного воз­духа известен: в нем содержится 20,96% кислорода и 0,03% углекислого газа.

При расчете можно принять процентное содержание кислорода в атмосферном воздухе равным 21%, а угле­кислый газ воздуха ввиду очень малого его содержания не принимать в расчет. Если в атмосферном воздухе содержалось 21% кислорода, а в выдыхаемом—17%, то, следовательно, из каждых 100 мл воздуха, прошед­шего через легкие, поглощено организмом: 21 — 17=4 мл кислорода и выделено при этом 3,5 мл углекислого газа.

Рассчитываем потребление кислорода за 1 мин.

Испытуемый за 5 мин выдохнул 35 л воздуха, следо­вательно МОД у него равен 7 л, или 700 мл (35 л: 5 = = 7 л).

Составим уравнение: из 100 мл воздуха потреблялось 4 мл кислорода из 7000 мл — х

т. е. испытуемый за 1 мин поглощал 280 мл кислорода. Рассчитаем дыхательный коэффициент:

Калорический эквивалент кислорода при данном ды­хательном коэффициенте находим по табл. 6, он равен 4,88 ккал. Умножая объем поглощенного за 1 мин кис­лорода на калорический эквивалент кислорода, находим расход энергии испытуемого за 1 мин, он составляет: 0,280 лХ4,88= 1,366 ккал.

За 1 ч расход энергии будет в 60 раз больше: 1,366 ккалХбО мин= 81,96 ккал.

За сутки расход энергии в состоянии мышечного покоя будет равен: 81,96 ккалХ24= 1967,04 ккал.

Примечание. При расчетах расхода энергии на практических за­нятиях допускаются некоторые упрощения. Так, объем вдыхаемого воздуха принимается равным объему выдыхаемого. На самом деле объем вдыхаемого воздуха больше, так как часть поглощенного кисло­рода идет на окисление водорода и выделяется в виде воды. Однако разница так невелика, что ею можно пренебречь. Для того чтобы иметь возможность сравнить данные, полученные при различных температурах и давлении, следует приводить объем воздуха к нормальным условиям, т. е. к температуре 0° С и давлению 760 мм. рт. ст.

Определение расхода энергии при мышечной работе.Для того чтобы можно было сравнить расход энергии в покое и при мышечной работе, оба определения прово­дят у одного и того же человека.

В качестве мышечной нагрузки испытуемому можно рекомендовать работу на велоэргометре в течение 5 мин. При этом газообменный мешок Дугласа укрепляют с помощью лямок на спине испытуемого.

В остальном определение ведется тем же способом, что и определение расхода энергии в покое.

Рекомендации к оформлению работы. Запишите полученные данные. Объясните принцип не-

прямой калориметрии. Объясните, как изменяется вели­чина дыхательного коэффициента в зависимости от рода окисляющихся в организме веществ. Объясните измене­ние расхода энергии при физической нагрузке.

Работа 89. Определение расхода энергии

в респирационном аппарате (модифицированный

метод М. Н. Шатерникова)

В физиологических и клинических исследованиях для определения расхода энергии используют сравнительно простой метод непрямой калориметрии, с помощью кото­рого расход энергии определяют косвенным путем: по объему поглощенного кислорода. Это возможно в силу того, что основным процессом, освобождающим энергию, является процесс окисления.

При смешанном питании средний калорический коэф­фициент 1 л кислорода равен 4,9 ккал.

Для работы необходимо: эксикатор, стеклян­ные u-образные водяные манометры, штатив, резиновые груши, стеклянные тройники, термометры, весы, 10% раст­вор едкого кали, замазка, крыса (или морская свинка).

Ход работы. Налить на дно эксикатора 10 мл 10% раствора едкого кали. Положить в эксикатор сетку и посадить на сетку крысу. Закрыть плотно эксикатор крышкой, смазанной замазкой. Далее закрыть верхний зажим и отметить карандашом уровень жидкости в обоих коленах манометра. Через 3 мин после помещения крысы в эксикатор открывают зажим. Жидкость в открытом колене теперь стоит на другом уровне. Следовательно, произошло падение давления в эксикаторе, обусловлен­ное поглощением кислорода крысой. Величину изменения давления измерить в миллиметрах линейкой. Объем поглощенного крысой кислорода определить по формуле:

где Н — изменение давления воздуха, мм вод. сг. (по данным манометра), С — константа эксикатора (рис. 73).

где К — объем газового пространства эксикатора, вклю­чая часть закрытого колена манометра до метки; Vр — объем 10% раствора едкого кали; T— температура в

Рис. 73. Схема опыта для определения основного обмена моди­фицированным методом Шатерникова.

Верхний зажим манометра; 2—закрытое колено манометра; 3—открытое колено манометра; 4— винтовой зажим; 5— раствор едкого кали; б— термо­метр; 7— груша с водой; 8— эксикатор с крышкой.

эксикаторе в градусах абсолютной шкалы (273 +t); Ро — 760 мм. рт. ст., выраженного в миллиметрах моно­метрической жидкости; а — растворимость кислорода в растворе едкого кали (0,027).

Найденное количество кислорода, использованного крысой за 3 мин, пересчитать на объем кислорода, ис-

пользованный за сутки. Для того чтобы вычислить расход энергии у крысы в абсолютных величинах, тепловой эквивалент 1 л кислорода (4,8 ккал) нужно умножить на весь найденный объем кислорода.

Далее вычислить расход энергии на 1 м 2 поверхности тела животного, пользуясь следующей формулой:

где Q — поверхность тела, см 2 ; К — константа для крысы, равная 11; g — масса тела крысы, г.

Произвести расчет расхода энергии у крысы при раз­ных физиологических состояниях: натощак (через 8— 10 ч после последнего приема пищи) и после обильного кормления.

Рекомендации к оформлению работы. Запишите полученные результаты и проведите их срав­нительный анализ.

Произвести расчет расхода энергии у крысы при раз­ных физиологических состояниях: натощак (через 8— 10 ч после последнего приема пищи) и после обильного кормления.

Рекомендации к оформлению работы. Запишите полученные результаты и проведите их срав­нительный анализ.

Работа 90. Расчет рабочей прибавки

Суммарный (валовый) расход энергии человека сла­гается из основного обмена и рабочей прибавки. Под ра­бочей прибавкой понимается то количество энергии, ко­торое расходуется сверх основного обмена. Величина рабочей прибавки определяется: 1) окружающей темпе­ратурой; 2) приемом пищи; 3) видом и интенсивностью профессиональной работы. Умственный труд требует незначительной затраты тепловой энергии, тогда как мышечная работа в зависимости от ее интенсивности может увеличивать расход энергии в 2—3 раза.

Для работы необходимо: данные о величине основного обмена и данные расхода энергии при раз­личных нагрузках. Объект исследования — человек.

Ход работы. 1. Определение основного обмена. 2. Определение обмена в условиях относительного мы­шечного покоя (сидя) и после приема пищи. 3. Опреде­ление обмена во время мышечной работы (ходьба по горизонтальной плоскости или лестнице).

Величину основного обмена испытуемого находят по таблице и, деля ее на 24, определяют величину основ­ного обмена за 1 ч.

Расход энергии в состоянии покоя и при мышечной работе определяют опытным путем по методу Дугласа — Холдеиа м расcчитывают за 1 ч (работа 88).

Для сравнения полученных величин в процентных

отношениях принимают величину основного обмена за 100 и составляют таблицу.

Источник

Правильные рекомендации