АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Понятие об энергообмене. Методы исследования энерготрат.

ПОНЯТИЕ ОБ ОБМЕНЕ ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ. Для нормальной жизнедеятельности организмам приходится непрерывно затрачивать энергию (снабжать ею работающие органы), необходимо непрерывно поддерживать целостность структуры, заменяя выходящие из строя элементы, удалять "осколки" отмирающих клеток, отводить в окружающую среду тепло и "отходы" жизнедеятельности. Эти процессы иногда идут весьма интенсивно - например, мощность работающей нервной клетки составляет около 0,123 Вт/г, каждый эритроцит в крови требует замены через 3-4 месяца работы, период полуобновления клеток в печени равен двум суткам. Поэтому поддержание жизни требует непрерывного расхода энергии и вещества.

Согласно первому закону термодинамики, энергия не исчезает и не возникает вновь. Организмы должны получать энергию в доступной для них форме из окружающей среды и возвращать в среду соответствующее количество энергии в форме, менее пригодной для дальнейшего использования.

Расход веществ и энергии восполняется в организме за счёт воды, пищи и кислорода, которые поступают в него извне. За сорок лет жизни через организм взрослого человека проходит около 40 тонн воды, 6 тонн пищи и более 8 млн. л. (около 12 т.) кислорода.

Обмен веществ (метаболизм) - совокупность химических и физических превращений, происходящих в живом организме и обеспечивающих его жизнедеятельность во взаимосвязи с окружающей средой состоит из процессов ассимиляции и диссимиляции.

За счёт ассимиляции происходит накопление пластических веществ. За счёт диссимиляции совершается распад химических веществ,

Выделяют четыре специфические функции обмена:

1. Извлечение энергии из окружающей среды в форме химической энергии органических веществ; 2. Превращение экзогенных веществ в макромолекулярные компоненты клетки; 3. Сборка белков, нуклеиновых кислот, жиров и других клеточных компонентов; 4. Синтез и разрушение тех биомолекул, которые необходимы специфической функции данной клетки.

Большая часть попадающих в организм веществ превращается там в энергию. Эта часть особенно велика у организмов, поддерживающих постоянную температуру тела - у гомойотермных животных, к которым относится и человек.

Освобождение энергии в организме происходит в результате сложных химических реакций превращения белков, жиров и углеводов при участии биологических катализаторов - ферментов.

Использование, освобожденной таким путем, химической энергии в организме называют энергетическим обменом: именно он служит показателем общего состояния и физиологической активности организма.

Для характеристики энергетического обмена используется такой показатель, как ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БАЛАНС - соотношение между количеством энергии (потенциальной) поступающей в организм и величиной энергетических трат.

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БАЛАНС может быть: А. ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЙ БАЛАНС -при избыточном питании Б. ОТРИЦАТЕЛЬНЫЙ БАЛАНС - наблюдается при недостаточном питании, интенсивных тренировках;В. НУЛЕВОЙ БАЛАНС - наблюдается при сбалансированном питании

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭНЕРГОТРАТ.

Практически вся энергия, расходуемая организмом, в конечном итоге обращается в тепло. Так, сердце при сократительной деятельности тратит на перемещение крови только 7 % энергии, остальные 93 % превращаются в тепло. Но и эти 7 % "запасенные" в виде кинетической энергии потока крови, спустя какие-нибудь двадцать секунд также переходят в тепло.

Исходя из этого, измеряя количество тепла, рассеиваемого организмом, можно определить его энергетические затраты, а по ним - и потребность организма в энергии.

Различают методы ПРЯМОЙ и КОСВЕННОЙ калориметрии.

МЕТОД ПРЯМОЙ КАЛОРИМЕТРИИ заключается в измерении количества тепла выделяемого организмом.

Впервые этот метод был использован в 1788 году ЛАВУАЗЬЕ и ЛАПЛАСОМ на животных. В их опытах животные помещались в камеру, окруженную рубашкой со льдом и изолирующим слоем при температуре 0ОС. Поскольку тепло не может поступать извне, любое прибавление его в ледяной рубашке происходило за счет теплопродукции в организме животного.

В современных системах прямой калориметрии, ледяная рубашка заменена циркулирующей жидкостью.

Для вычисления теплопродукции используются данные о теплоемкости жидкости, общем ее объеме, и разности температур поступающей в камеру и оттекающей жидкости.

Прямая калориметрия применяется редко в связи с дороговизной и трудностью измерения с высокой точностью при отсутствии сложной аппаратуры.

В этом плане определенными преимуществами обладают методы НЕПРЯМОЙ (КОСВЕННОЙ) КАЛОРИМЕТРИИ. Они достаточно точны, дешевы и легко осуществимы.

После того как было выяснено, что освобождение энергии в организме является следствием окислительных процессов, и чем интенсивнее они протекают, тем больше поглощается кислорода и выделяется углекислоты, было предложено судить о величине энергетического расхода по количеству поглощаемого кислорода и образующейся углекислоты.

Этот метод получил название РЕСПИРАТОРНОЙ КАЛОРИМЕТРИИ. Исходным моментом ее является то, что каждому израсходованному литру кислорода соответствует ЭКВИВАЛЕНТНОЕ КОЛИЧЕСТВО ОСВОБОЖДАЕМОЙ ЭНЕРГИИ.

Это эквивалентное количество энергии определяется величиной КАЛОРИЧЕСКОГО ЭКВИВАЛЕНТА КИСЛОРОДА (К Э К).

КЭК - называется количество энергии, освобождаемое при использовании 1 литра кислорода.

При этом методе производят газоанализ выдыхаемого воздуха с определением объема поглощения кислорода и объема выделения углекислоты. Количество энергии на единицу потребляемого кислорода зависит от типа окисляющихся в организме веществ.

Другой косвенный метод - НЕПРЯМАЯ АЛИМЕНТАРНАЯ КАЛЛОРИМЕТРИЯ, основан на энергетическом анализе пищевых рационов.

Исходя из этого, определяют калорийность принимаемой пищи, и судят по ней об энергозатратах.

Однако в организме поступление пищевых веществ и расход энергии не всегда сбалансирован, что ведет к ошибкам при использовании этого метода. Недостатком этого метода является и то, что необходимы длительные отрезки времени для его использования.

Еще один косвенный метод - МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСХОДА ЭНЕРГИИ ПО ТАБЛИЦАМ, НОМОГРАММАМ И ФОРМУЛАМ. В этом случае расход энергии определяется в зависимости от веса, пола, роста и возраста.

Дата добавления: 2016-06-06 | Просмотры: 962 | Нарушение авторских прав