«Физиология энергетического обмена, питания, терморегуляции»

1. Методы исследования энергетического обмена. Прямая и непрямая калориметрия. Дыхательный коэффициент и калорический эквивалент кислорода.

Прямая калориметрия основана на учете в биокалориметрах количества тепла, выделенного организмом. Биокалориметр: герметизированная и теплоизолированная камера. В камере по трубкам циркулирует вода. Тепло, выделяемое человеком, нагревает воду. По количеству протекающей воды и изменению ее температуры рассчитывают количество выделенного организмом тепла. Практического применения не нашла в связи большой трудоемкостью и большими погрешностями.

Непрямая калориметрия: определение теплообразования в организме по его газообмену — учету количества потребленного О2 и выделенного СО2 с последующим расчетом теплопродукции организма.

Для длительных исследований газообмена используют специальные респираторные камеры (закрытые способы непрямой калориметрии). Кратковременное определение газообмена проводят более простыми методами (открытые способы калориметрии). Наиболее распространен способ Дугласа — Холдейна, при котором собирают выдыхаемый воздух в мешок Дугласа. Когда мешок наполнен, измеряют объем выдохнутого воздуха, в котором определяют количество О2 и СО2.

Дыхательный коэффициент (ДК) – это соотношение между количеством выделяемого СО2 и потребляемого О2. Соотношение между количеством выделяемого СО2 и потребляемого О2 зависит от типа пищевых продуктов: жиры содержат меньше кислорода, чем углеводы и при их окислении поглощается больше О2. В пище с преобладанием углеводов ДК выше. ДК для жиров составляет 0,7, для белков – 0,81, углеводов – 1, при смешанном питании – 0,85. В некоторых случаях – при голодании или сахарном диабете – ДК может уменьшаться до 0,6; это обусловлено усилением интенсивности обмена жиров и белков в сочетании со снижением углеводов. Во время мышечной работы ДК повышается до единицы, в связи с увеличением окисления углеводов. После работы в период восстановления резко снижается до величин, меньше, чем исходные. Через 50 минут восстанавливается.

Калорический эквивалент кислорода - кол-во тепла, освобождающегося после потребления организмом 1 л О2. Уравнения окисления белков, углеводов и липидов: 1г белка + 0,966 л О2 4,1ккал+0,777 л СО2 1г углеводов +0,833 л О2 4,1ккал +0,830 л СО2 1г липидов +2,019 л О2 9,3ккал +1,413 л СО2

Этапы непрямой калориметрии: 1. Определение объемов потребляемого кислорода (VO2) и выделяемого углекислого газа (VСО2). 2. Расчет ДК. 3. Определение по таблице КЭК относительно ДК. 4. Расчет энергии образуемой в организме за единицу времени: Q = КЭК · VO2 5. Определение энергообмена за сутки.

2. Основной обмен. Правило поверхности тела, относительность его применения.

Интенсивность окислительных процессов и превращение энергии зависят от индивидуальных особенностей организма (пол, возраст, масса тела и рост, условия и характер питания, мышечная работа, состояние эндокринных желез, нервной системы и внутренних органов) а также от условий внешней среды (температура, барометрическое давление, влажность воздуха и его состав, воздействие лучистой энергии).

Проводят исследование в определенных стандартных условиях. При этом стремятся исключить мышечную работу, прием пищи, влияние температуры окружающей среды. Энерготраты организма в стандартных условиях – основной обмен. Поддержанием минимально необходимого для жизни клеток уровня окислительных процессов, деятельности органов и систем, теплопродукции. Обследуемый должен находиться: 1) в состоянии мышечного покоя (не подвергаясь раздражениям; 2) натощак, 3) при внешней температуре «комфорта» (18—20 °С)

Величину основного обмена обычно выражают количеством тепла в килоджоулях (килокалориях) на 1 кг массы тела или на 1 м2 поверхности тела за 1 ч или за одни сутки. Повышение при избыточной функции щитовидной железы. Понижение основного обмена встречается при недостаточности щитовидной железы, гипофиза, половых желез. H=W/K∙A, где W — масса тела, г; А — возраст человека; К — константа, равная для мужчины 0,1015, а для женщины — 0,1129. Согласно правилу поверхности тела, затраты энергии теплокровными животными пропорциональны величине поверхности тела. Ежедневная продукция тепла на 1 м2 поверхности тела у человека равна (850—1250 ккал). Для определения поверхности тела R применяется формула: R = К • масса тела2/3