/ Спр. материал / обмен в-в / 10. опред прих и расх энергии

- kbrbank

/ Спр. материал / обмен в-в / 10. опред прих и расх энергии

15.3.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДА и ПРИХОДА ЭНЕРГИИ

А. Приход энергии определяют: 1) сжиганием навески пищевых веществ (физическая калориметрия); 2) определением содержания в пищевых продуктах белков, жиров, углеводов.

1. Физическая калориметрия проводится при сжигании веществ в калориметре («калориметрической бомбе») Бертло. По нагреванию воды, находящейся между стенками калориметра, определяют количество тепла, выделенного при сжигании вещества. Согласно закону какое количество, суммарный тепловой эффект химической реакции зависит от исходных и конечных ее продуктов и не зависит от промежуточных этапов реакции.

Поэтому количество тепла, выделяемого при сжигании вещества вне организма и при его биологическом окислении, должно быть одинаковым.

2. Определение прихода энергии по калорийности принимаемых пищевых веществ. Теплота окисления 1 г вещества в организме, либо калорический коэффициент питательных веществ, для углеводов и жиров равна их физической калорийности. Для углеводов данный показатель равен 4,1 ккал, либо 17,17 кДж, для жиров — 9,3 ккал, либо 38,94 кДж. Часть химической энергии белков теряется вместе с конечными продуктами обмена (мочевиной, мочевой кислотой, креатинином), владеющими теплотворной свойством.

Исходя из этого физическая калорийность 1 г белков (5,60— 5,92 ккал) больше физиологической, которая равна 4,1 ккал, либо 17,17 кДж.

По окончании определения посредством таблиц содержания в принятой пище (в граммах) белков (Б), жиров (Ж) и углеводов (У) рассчитывают (в килокалориях) содержащуюся в них химическую энергию (Q):Q= 4,1 х Б + + 9,3 х Ж + 4,1 х У. Полученный итог направляться оценивать с поправкой на усвоение, в среднем составляющей 90 %.

Б. Определение расхода энергии (интенсивность метаболизма). Существуют прямой и непрямой методы определения расхода энергии, каковые рассматриваются именноновидности физиологической калориметрии.

1. Прямая калориметрия была в первый раз создана А.Лавуазье и в 1780 г. применена для постоянного измерения биокалориметром тепла, выделяемого животным организмом. Прибор воображал собой герметизированную и теплоизолированную камеру, в которую подавался кислород; водяные пары и углекислый газ всегда поглощались.

Тепло, выделяемое находящимся в камере животным, нагревало воду, циркулировавшую по трубкам. В зависимости от степени нагревания воды и ее массы проводилась оценка количества тепла, выделяемого организмом в единицу времени.

Подобные устройства были разработаны для человека В.В.Пашутиным, У.Этуоте-ром и Ф.Бенедиктом. Это сверхсложные, дорогие, громоздкие устройства, каковые в настоящее время употребляются главным образом в научно-исследовательских целях.

2. Непрямая калориметрия. Самый пронаходись вариант основан на определении количества потребляемого организмом кислорода (неполный газовый анализ). Во многих случаях для оценки интенсивности метаболизма определяют количество выделяющегося углекислого газа и количество потребленного организмом кислорода (полный газовый анализ).

Принцип непрямой калориметрии возможно осознан при энергетическом анализе окисления глюкозы — C6 Hi2 O6 + 6О2 = 6Н2 О + + 6СО2 + 2826 кДж.

В данной реакции 2826 кДж (675 ккал) представляют собой энергию, выделяющуюся из 1 моля глюкозы. Масса одного моля глюкозы равна 180 г, а количество 6 дескать кислорода — 22,4 лхб = 134,4 л. Следовательно, при окислении 1 г глюкозы выделяется 2826. 180 = 15,7 кДж (3,75 ккал).

Поскольку 1 л кислорода окисляет строго определенное количество белков, жиров и углеводов, выделяется определенное количество энергии.

Калорический эквивалент кислорода (КЭК) — количество энергии, вырабатываемой организмом при

потреблении 1 л кислорода. В случае вышеприведенной реакции эта величина равна 2826 кДж/134,4 л, т.е. 21,0 кДж (5,02 ккал) на 1 л кислорода. Смесь углеводов пищи имеет пара больший коэффициент (табл.

15.2).

Зная количество потребленного кислорода и выделившегося углекислого газа, легко расвычислять расход энергии, потому, что показате-

лем характера окисляемых в организме веществ есть дыхательный коэффициент (ДК).

Дыхательный коэффициент — отношение количества выделенного СО2 к количеству потребленного кислорода (ДК =Vco /V0 j ). Величина ДК зависит от вида окисляемых веществ. При окислении глюкозы он равен 1,0, жиров — 0,7, белков — 0,81. Эти различия растолковываются тем, что в молекулах жиров и белков кислорода содержится меньше и для их сгорания требуется больше кислорода.

По данной же причине при увеличении в пищевом их доли переходе и рационе углеводов в жиры ДК становится больше 1,0 и потребление кислорода понижается, потому, что часть кислорода глюкозы не употребляется для синтеза жиров. При простом (смешанном) питании ДК приближается к 0,82. При сахарном диабете и голодании в связи со понижением метаболизма глюкозы возрастает окисление жиров и дыхательный коэффициент и белков может понижаться до 0,7.

Количественное соотношение принимаемых с пищей белков, жиров и углеводов определяет, конечно, не только величину дыхательного коэффициента, но и калорический эквивалент кислорода.

Для оценки интенсивности газообмена используют закрытые и открытые совокупности. В устройствах закрытых совокупностей предусмотрено вдыхание испытуемым из замкнутого пространства воздуха либо кислорода, выдыхаемый воздушное пространство направляется в это же пространство.

Для измерения потребления кислорода закрытым методом первая установка была создана М.Н.Шатернико-вым. На данный момент изучения газообмена у человека выполняют посредством дремлирографа (метаболографа) — рис. 15.2. Испытуемый вдыхает воздушное пространство либо кислород из прибора, в него же направляется выдыхаемый воздушное пространство.

Двуокись углерода из выдыхаемого воздуха, поступающего обратно в прибор, постоянно поглощается. В связи с постепенным расходом количества кислорода в газоприемнике прибора кривая регистрации (спирограмма) от исходного уровня непрерывно смещается под определенным углом. Зная угол смещения спирограммы, время измерения, возможно вычислить количество потребляемого испытуемым кислорода в единицу времени.

При применении открытого способа изучения газообмена для сбора выдыхаемого воздуха в большинстве случаев используют мешок Дугласа, изготовленный из газонепроницаемого материала. Испытуемый в услови-

ях свободного поведения, к примеру при выполнении физических упражнений, вдыхает воздушное пространство из воздуха, а выдыхает его в мешок. В будущем выполняют химический анализ атмосферного и выдыхаемого воздуха для расчета ДК. По ДК посредством таблиц определяют КЭК.

Величину КЭК умножают на количество литров кислорода, израсходованного в единицу времени.

В лабораторных условиях особым газоанализатором, к примеру типа «Спиролит», у человека возможно проводить постоянную регистрацию потребления кислорода за опредроблённый период времени не учитывая выделившегося углекислого газа. В случае если изучение проводится в условиях главного обмена, то его величину возможно выяснить достаточно совершенно верно, приняв КЭК равным 4,8 ккал, — эта величина КЭК для условий главного обмена достаточно постоянна.

Расход энергии (Q) в этом случае равен:

В случае если в пище преобладают углеводы, КЭК не редкость заниженным незначительно — только на 4 %, в случае если же относительно высокую долю составляют жиры, величина КЭК оказывается завышенной кроме этого только на 4 %, что легко учесть.

Источник: www.studfiles.ru

Обмен веществ и энергии

Интересные записи

Похожие статьи, которые вам, наверника будут интересны: