АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ

Работа 85. Составление пищевых рационов

При составлении пищевого рациона человека следует придерживаться следующих правил. Калорийность пище­вого рациона должна соответствовать суточному расходу энергии. При составлении пищевого рациона необходимо учитывать оптимальное для лиц данного вида труда (а для детей — возраста) количество белков, жиров и углеводов. Наилучшим режимом питания является четырехразовый

прием пищи. Первый, утренний завтрак должен составлять 10—15 %, второй завтрак —15—35 %, обед —40—50 % и ужин —15—20 % от общей калорийности. Продукты, бо­гатые белком (мясо, рыба, яйца), рациональнее исполь­зовать для завтрака и обеда. На ужин следует оставлять молочно-растительные блюда. Не менее 30 % белков и жиров должно поступать в организм в виде продуктов жи­вотного происхождения. Наряду с этим в пищевой рацион должны входить витамины, минеральные соли и вода.

Необходимо помнить, что не вся принятая пища усва­ивается, т. е. всасывается из пищеварительного тракта и используется в организме. Часть введенной пищи выбра­сывается из кишечника в виде шлаков. При смешанной пище усвоямость равняется в среднем 90%.

Для работы н е о б х од и м ы таблицы химического состава пищевых продуктов и их калорийности.

Ход работы. Пищевой рацион составляют, поль­зуясь специальными таблицами, где указано процентное содержание в пищевых продуктах белков, жиров и угле­водов и калорийность 100 г продукта. Если количество белков, жиров и углеводов в суточном рационе не будет соответствовать принятым нормам, то соответственно следует либо уменьшить, либо увеличить количество пита­тельных веществ.

Потребность в пищевых веществах и общую калорийность пище­вого рациона с учетом индивидуальных особенностей организма (пола, возраста, роста, массы тела, характера трудовой деятельности) можно в течение 2—3 мин установить с помощью номометра Покровского — Шатерникова.

Рекомендации к оформлению работы. Дан­ные пищевого рациона внесите в таблицу:

Состав суточного пищевого рациона

Сделайте вывод

Работа 86. Определение основного обмена с помощью спирометаболографа и по таблицам

Расход энергии, необходимой для поддержания жизне­деятельности всех систем организма и постоянной темпе­ратуры тела в условиях физиологического покоя, назы­вается основным обменом. Его определяют в состоянии возможно полного мышечного покоя, натощак и при температуре комфорта (18—20° С).

Величина основного обмена зависит от пола, возраста, массы и длины тела и равна приблизительно 1 ккал на 1 кг массы тела в час.

Спирометаболография. Определение основного обмена ведется следующим образом. Утром натощак (через 12—14 ч после последнего приема пищи) в положении ле­жа производится определение потребления кислорода (например, с помощью спирометаболографа). Рассчитав объем потребляемого кислорода за сутки, умножают его на калорический коэффициент кислорода, который в условиях основного обмена равен 4,8 ккал. Получен­ная цифра укажет величину основного обмена в килокало­риях.

В спирометаболографе имеется резиновый гофрирован­ный мешок, заполненный кислородом, сосуд с натронной известью, загубник, 2 гофрированные трубки, снабженные вдыхательным и выдыхательным клапанами, баллон с кислородом и чериильно-пишущий регистрирующий при­бор.

Испытуемый дышит через загубник, вдыхая кислород из мешка через трубку и выдыхая обратно в мешок через другую трубку. Выдыхаемый воздух, проходя через слой натронной извести, освобождается от углекислого газа и водяных паров.

По мере поглощения кислорода объем мешка умень­шается, что записывается на движущейся ленте в виде нисходящей кривой дыхательных движений — спиро-грамме. Схема устройства спирометаболографа дана на рис. 71.

Для работы необходимо: спирометаболограф, загубник, ростомер, весы, таблицы для расчета основного обмена, вата, спирт.

Работа проводится на человеке.

Ход работы. Испытуемого укладывают на кушетку в удобной для него позе. В рот он берет загубник, соединенный с помощью двух резиновых шлангов с аппаратом. Нос испытуемого зажимают специальным зажимом. Убедившись, что испытуемый дышит спокойно, начинают исследование: включают лентопротяжный механизм и пе­реключают кран на циркуляцию дыхательного воздуха через аппарат. На ленте записывается кривая потребления кислорода. Опыт продолжают 5 мин.

Рис. 71. Схема устройства спирометаболографа.

1—загубник; 2— вдыхательный клапан; 3—выдыхательный клапан; 4—погло­титель CO₂>; 5— спирометр.

Вычисление объема потребленного кислорода произ­водят следующим образом. Выбирают участок на кривой, где запись равномерна (при правильном дыхании все вер­шины кривой лежат на одной прямой линии). Проводят прямую, соединяющую большинство нижних точек кривой (см. рис. 71). Прикладывают к кривой специально калиброванный угольник таким образом, чтобы его гори­зонтальная ветвь пересекла линию вверху. На абсциссе на угольнике отложено время в минутах (лента движется с постоянной скоростью), на ординате — потребление кислорода в литрах.

Примерный расчет. Предположим, с помощью угольника мы определили, что за 5 мин опыта поглощен 1 л кислорода, следова­тельно, за 1 ч — 1 л X 12 = 12 л кислорода, за сутки — 12 л X 24 = = 288 л кислорода.

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

Отсюда: 4,8 ккал X 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.

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 учитывается 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.

Рис. 72. Номограмма Рида. Объяснение в тексте.

Для работы необходимо: кушетка, сфигмоманометр, 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.

Пример расчета: пульс — 76 ударов в 1 мин, АД— 120/80 мм рт. ст. Степень отклонения = 0,75 X X [76 + (120 - 80) • 0,74] — 72 = 0,75 • (76 + 40Х X 0,74) - 72-7,2%.

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 организме 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).

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

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.

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.

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 непрямой 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 К₀ — объем газового пространства эксикатора, вклю­чая часть закрытого колена манометра до метки; V_р — объем 10% раствора едкого кали; T— температура в эксикаторе в градусах абсолютной шкалы (273 +t); Р_о — 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, использованный 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 м² поверхности тела животного, пользуясь следующей формулой:

где Q — поверхность тела, см²; 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.

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

1—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.

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.

Дата добавления: 2015-12-15 | Просмотры: 1746 | Нарушение авторских прав