Методи оцінки энерговитрат

Існують два варіанти методів: прямої і непрямої біокалориметрії. Другий метод, у свою чергу, підрозділяється на два підтипи: метод повного і неповного газового аналізу.

Пряма біокалоримстрія полягає у вимірі потоку теплової енергії, що організм виділяє в навколишнє середовище (наприклад, за 1 годину, або за добу). З цією метою використовуються калориметри — спеціальні камери (кабіни), у які поміщають людину або тварину. Стінки калориметра омиває вода. Про кількість, виділеної енергії судять по величині нагрітої води. Метод точний, але незручний в експлуатації. Виконавши свою роль як метод-родоначальник, він дозволив використовувати метод непрямої біокалориметрії.

Непряма біокалоряметрії заснована на принципах, викладених вище, — на основі даних про кількість спожитого кисню і виділеного вуглекислого газу, розрахунку величини ДК і відповідного калоріческого еквівалента кисню. При наявності зведень про обсяги поглиненого кисню і видохнутого вуглекислого газу метод непрямої біокалориметрії називається «повний газовий аналіз». Для його виконання необхідна апаратура, що дозволяє визначити обсяг кисню й обсяг вуглекислого газу. У класичній біоенергетиці з цією метою використовувався мішок Дугласа, газовий годинник (для визначення обсягу выдохнутого за визначений період часу повітря), а також газоаналізатор Холдена, у якому існують поглиначі для вуглекислого газу (КІН) і кисню (пирогалол), що дозволяє оцінити процентний вміст 02 і СО2 у досліджуваній пробі повітря. На основі розрахунків оцінюється обсяг поглиненого кисню і видохнутого вуглекислого газу. Наприклад, піддослідний за 1 хвилину видихнув у мішок Дугласа 8 л повітря. В атмосферному повітрі вміст кисню дорівнює 20,9%, у видихуваному — 15,9%. Отже, піддослідний поглинув за 1 хвилину 8 х (20,9% - 15,9%) /100 = 0,4 л кисні. Відсоток вуглекислого газу відповідно склав 0,3% і 4,73%. Тоді обсяг видохнутого вуглекислого газу склав 8 х (4,73 - 0,03) / 100 = 0,376 л СО2. Виходячи з цих даних одержуємо: ДК == 0,376 / 0,400 = 0,94. У цьому випадку калоріческий еквівалент кисню (КЭК) дорівнює 4,9 ккал/л. Тобто, за 1 хвилину випробуваний виділив (чи затратив) 0,4л 02 х 4,9 ккал = 1,96 ккал. В останні роки техніка аналізу вмісту кисню і вуглекислого газу перетерпіла зміни, з'явилися автоматичні газоаналізатори. Так, наприклад, прилад «Спироліт» дозволяє одночасно автоматично визначити обсяг спожитого кисню й обсяг видохнутого вуглекислого газу. Однак у більшості випадків наявні в медицині прилади не дозволяли оцінити обсяг видихуваного вуглекислого газу, у той час як обсяг поглиненого кисню за допомогою цих приладів визначається. Наприклад, прилад «Метатест». Тому в клінічній і фізіологічній практиці широко використовується другий варіант методу непрямої біокалориметрії — неповний газовий аналіз. У цьому випадку визначається лише обсяг поглиненого кисню. Тому розрахунок ДК неможливий. Умовно приймають, що в організмі окисляються вуглеводи, білки, жири. Тому ДК = 0,85, для якого калоріческий еквівалент кисню дорівнює 4,862 ккал/л. Подальші розрахунки виконуються як і при повному газовому аналізі. Наприклад, випробуваний, як показали дослідження на спірографі типу «Метатест», поглинув за 1 хвилину 0,3 л кисні (це визначається по величині підйому ізолінії спірограми на 1-хвилинному інтервалі). У цьому випадку энерговитрати склали 0,3 л/хв х 4,862 ккал/л = 1,46 ккал/хв.