2. Ответы на частную физиологию

ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ, ТЕРМОРЕГУЛЯЦИЯ

1. Биоэнергетика организма. Методы определения энергетического обмена. Основной обмен и факторы, влияющие на его величину. Клиническое значение основного обмена.

В процессе обмена веществ постоянно происходит превращение энергии: потенциальная энергия сложных органических соединений, поступивших с пищей, превращается в тепловую, механическую и электрическую. Теплота, выделяющаяся непосредственно при окислении питательных веществ, получила название первичной теплоты. Аккумулированная в АТФ энергия используется в дальнейшем для механической работы, химических, транспортных, электрических процессов и, в конечном счете, тоже превращается в теплоту, обозначаемую вторичной теплотой. Вся энергия, образовавшаяся в организме, может быть выражена в единицах тепла — калориях или джоулях.

Для определения энергообразования в организме используют прямую калориметрию, непрямую калориметрию и исследование валового обмена.

Методы исследования энергообмена:

1.Прямая калориметрия

Прямая калориметрия основана на непосредственном учете в биокалориметрах количества тепла, выделенного организмом. Биокалориметр представляет собой герметизированную и хорошо теплоизолированную от внешней среды камеру. В камере по трубкам циркулирует вода. Тепло, выделяемое находящимся в камере человеком или животным, нагревает циркулирующую воду. По количеству протекающей воды и изменению ее температуры рассчитывают количество выделенного организмом тепла.

Методы прямой калориметрии очень громоздки и сложны. Учитывая, что в основе теплообразования в организме лежат окислительные процессы, при которых потребляется О2 и образуется СО2, можно использовать косвенное, непрямое, определение теплообразования в организме по его газообмену — учету количества потребленного О2 и выделенного СО2 с последующим расчетом теплопродукции организма.

2.Непрямая калориметрия

Принцип: по даннымгазообменарассчитываем количество выделенного тепла.

(1) метод Шатерникова (cтр. 399 в учебнике под ред. В.М.Смирнова)

Метод закрытый. Исследование проводится в специальной респирационной камере в течение 24 часов. Определяется (а) количество поглощенного О₂, (б) количество выделенного СО₂ и (в) количество азота в моче за сутки. По азоту мочи можно рассчитать количество окисленного белка, по данным газообмена с использованием ДК (дыхательного коэффициента) можно рассчитать количество окисленных жиров и углеводов. Найденное количество БЖУ умножим на калорические коэффициенты БЖУ (cм.выше) и узнаем количество выделенной энергии. Метод позволяет определить расход веществ и расход энергии (валовый обмен).

(2) метод Дугласа-Холдена

Метод открытый с полным газовым анализом.Во время исследования выдыхаемый воздух собирается в специальный мешок в течение 10-15 минут. Затем проводят газовый анализ выдыхаемого воздуха и определяют минутный объем дыхания (МОД). Дальнейший расчет проводится следующим образом: 1-ый этап – определяют количество поглощенного О₂ и выделенного СО₂ ; 2-ой этап – рассчитывают величину дыхательного коэффициента (ДК); 3-ий этап –по таблице с помощью ДК определяют калорический эквивалент кислорода(КЭ О₂); 4-ый этап – умножив КЭ О₂на количество поглощенного О₂определяют количество выделенной энергии. Метод позволяет определить расход энергии в различный физиологических условиях (рабочий обмен).

Примечание:

Дыхательный коэффициент– это отношение бъема выделенного СО₂к объему поглощенного О₂(за одно и то же время). Величина ДК зависит от того, какие питательные вещества и в каком соотношении окисляются в организме.

При окислении углеводов ДК = 1;

При окислении белков ДК = 0.8

При окислении жиров ДК = 0.7

Калорический эквивалент кислорода– это количество энергии, которое выделяется в организме при использовании 1 литра кислорода. Величина КЭ О₂зависит от того, какие питательные вещества и в каком соотношении окисляются в организме.

При окислении углеводов КЭ О₂= 5.0 ккал/л

При окислении белков КЭ О₂= 4.8 ккал/л

При окислении жиров КЭ О₂= 4.7 ккал/л

Мы видим, что и ДК, и КЭ О₂зависят от одних и тех же условий метаболизма. Поэтому каждому значению ДК в таблице соответствует только одно определенное значение КЭ О₂

(3) метод Крога

Метод закрытый с неполным газовым анализом.Во время исследования испытуемый вдыхает чистый кислород из резервуара спирометаболографа. Часть кислорода используется организмом испытуемого, а неиспользованный кислород возвращается обратно в резервуар (выдох). СО₂из выдыхаемого воздуха удаляется химическим путем. Таким образом, по уменьшению объема резервуара определяется количество поглощенного О₂ за 2-3 минуты. Для расчета берут среднее значение калорического эквивалента О₂(4.8 ккал/л). Метод позволяет определить только величину основного обмена.