2020-04-07
181
При определении интенсивности обмена веществ непрямыми методами необходимо измерить поглощение кислорода в единицу времени. Для этой цели используются как закрытые, так и открытые респираторные системы.
Закрытые системы. Принцип этих систем состоит в том, что испытуемый вдыхает содержимое заполненного кислородом спирометра. Выдыхаемая газовая смесь пропускается через резервуар, в котором двуокись углерода поглощается, после чего газовая смесь вновь возвращается в спирометр. Таким образом, кругооборот газовой смеси оказывается замкнутым, а респираторная система закрытой. Закрытые системы должны быть заполнены кислородом, поскольку с случае использования для этой цели воздуха, кислород расходуется так быстро, что его концентрация во вдыхаемой газовой смеси быстро падает и становится ниже 8,5%, что может вызвать неожиданную потерю сознания у испытуемого.
Открытые системы. В открытых респираторных системах пути, по которым следует вдыхаемый и выдыхаемый воздух, разделены. Обычно вдыхается свежий воздух, на пути выдыхаемого воздуха устанавливается прибор для измерения его объема, а также концентрации содержащихся в нем кислорода и углекислого газа. Поскольку концентрации соответствующих компонентов вдыхаемого воздуха известны, можно вычислить насколько уменьшилось содержание кислорода и насколько увеличилось содержание углекислого газа в выдыхаемом воздухе.
С помощью камеры Дугласа осуществляется один из классических методов определения количества потребляемого кислорода. Процедура метода заключается в измерениях, проводимых с помощью портативного устройства, которое может быть подсоединено к испытуемому в условиях свободного поведения. Испытуемый вдыхает свежий воздух через клапан, расположенный в мундштуке; нос зажимается специальным зажимом. Весь выдыхаемый воздух собирается в газонепроницаемой камере, куда он поступает по системе клапанов и трубок, при этом время заполнения камеры строго регистрируется. После окончания периода заполнения с помощью специальных манипуляций добиваются тщательного перемешивания различных компонентов поступившего в камеру воздуха, в пробе которого затем определяют содержание кислорода и двуокиси углерода. Объем всего собранного воздуха определяют с помощью газометра.
Диагностическое значение показателей энергетического обмена
Энергетический обмен может служить хорошим известным критерием затраченных физических усилий. Известно, что максимальная интенсивность поглощения кислорода соответствует затраченным усилиям. Этот показатель может быть классифицирован в соответствии со степенью тяжести работ.
Интенсивность обменных процессов имеет значение в клинической диагностике. В условиях шока (при критическом падении артериального давления) интенсивность обменных процессов опускается ниже уровня основного обмена в связи с недостаточностью кровотока в периферических областях. Возникает кислородный долг; интенсивность обмена веществ во многих клетках организма становится ниже, чем это необходимо для поддержания их нормального функционального состояния. По мере усиления периферического кровотока при ослаблении шока интенсивность обменных процессов возрастает; таким образом, по изменению интенсивности обмена веществ можно судить о тяжести шокового состояния.
Нарушение функции щитовидной железы также отражается на уровне обменных процессов; при гипертиреозе интенсивность основного обмена повышается, а при гипотиреозе интенсивность обмена снижается. В настоящее время показатели интенсивности основного обмена практически не используются для диагностики заболеваний щитовидной железы, т. к., существуют более простые и информативные диагностические тесты, но иногда показатели интенсивности обменных процессов используют для проведения долгосрочных исследований функции щитовидной железы.
Калорическая ценность пищевых продуктов
Белки имеют значительную энергетическую ценность (1г белка дает в метаболических реакциях 4,1 ккал). Биологическое значение углеводов заключается прежде всего в обеспечении энергетического обмена. Калорическая ценность 1 г углеводов составляет 17,18 кДж (4,1 ккал). Являясь важным источником энергии при окислении 1г жира выделяется 38,97 кДж (9,3 ккал) что обеспечивает до 50% энергетических трат взрослого организма.
Калорическую ценность пищевых продуктов определяют путем сжигания в присутствии кислорода до полного сгорания белков, жиров и углеводов в приборе, который получил название «калориметрическая бомба». Правомочность такой оценки вытекает из закона Гесса, который является основным законом термохимии и частным случаем первого начала термодинамики.
Формулировка закона гласит: тепловой эффект химической реакции зависит только от природы, начального и конечного состояния веществ и не зависит от пути реакции.
Это значит, что если из данных веществ можно получить определенные продукты, проводя реакцию различными способами (различными путями), то, независимо от выбранного способа, тепловой эффект реакции будет одним и тем же.
Отсюда следует, что тепловой эффект химической реакции равен сумме тепловых эффектов всех ее промежуточных стадий.
