Этот метод основан на исследовании газообмена. Так как окисление веществ протекает обязательно с участием кислорода и образованием углекислого газа, то можно определить энергетические затраты организма по количеству поглощенного кислорода и образовавшегося углекислого газа. Окисление разных веществ в организме требует разного количества кислорода и сопровождается выделением разного количества теплоты. Количество тепловой энергии, которое образуется при использовании 1 л кислорода в организме, называется энергетическим эквивалентом кислорода. При использовании 1 л кислорода выделяется разное количество тепла, в зависимости от того, на окисление каких веществ расходуется кислород. Таким образом, зная общее количество кислорода, усвояемого организмом, можно рассчитать энергозатраты организма только в том случае, если известно, какие вещества в большей степени окисляются в организме: углеводы, жиры или белки. Определяется частотой дыхания.
ОРГАНЫ ДЫХАНИЯ: Понятие административного коэффициента (КА) ввел немецкий ученый Флюгер. SG является показателем метаболизма и показывает, какие вещества в основном окисляются в процессе метаболизма. GH определяется отношением объема углекислого газа, вырабатываемого организмом, к объему поглощаемого кислорода. ПГ = произведенный CO2 / ассимилированный O2 ПГ различается для разных питательных веществ. Это связано с количеством атомов кислорода в молекуле питательного вещества. Молекула углеводов богата кислородом, на окисление расходуется 6 моль. кислорода, поэтому дыхательный коэффициент равен 1: C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O ХГ= 6CO2 / 6O2=`1 молекула жира относительно бедна кислородом. Для его окисления требуется большее количество O2, поэтому GH меньше единицы. Давайте посмотрим на трипальмитиновую кислоту в качестве примера.
C51H98O6=102CO2+98H2O
СГ = 102/145 = 0,7
Белковая молекула занимает среднее место в составе кислорода среди углеводов и жиров, поэтому дыхательный коэффициент для белка принимается равным 0,8.
При смешанном питании дыхательный коэффициент равен примерно 0,85-0,9. Таким образом, для окисления разных питательных веществ требуется разное количество кислорода, а количество теплоты, выделяющееся при использовании 1 л кислорода, зависит от того, какое вещество сжигается, что, как было сказано выше, определяется коэффициентом дыхания, поэтому соответствующим к разным значениям коэффициента дыхания относятся разные количества теплового эквивалента кислорода. Разработана таблица, где перед разными значениями дыхательного коэффициента ставится 1; калорийных эквивалентов кислорода. Если мы знаем величину дыхательного коэффициента и количество кислорода, усваиваемого за 1 день, то умножим последнее на кислородный эквивалент, приведенный в таблице, и получим количество вырабатываемой энергии за 1 день. На практике среднее значение теплового эквивалента кислорода составляет 20,2 кДж/л, что соответствует значению дыхательного коэффициента (ДК) 0,82. Управленческий коэффициент является функциональным показателем. Она меняется в зависимости от возраста, пола, типа питания, гормонального фона, самочувствия, погоды, времени года, функционального состояния организма (состояние активной работы или относительного покоя), психоэмоциональной напряженности и т. д.
При интенсивной мышечной работе ВГ увеличивается и достигает 1. Это объясняется тем, что основным источником энергии при мышечной работе является окисление углеводов (гликоген мышечной ткани). В первые минуты после окончания работы, которые называют восстановительным периодом, СГ увеличивается, проходит от единицы, затем резко падает и может достигать 0,6, а через 30-50 минут работы только настраивается и достигает исходного состояния. В начале восстановительного периода повышение СТГ объясняется тем, что при интенсивной работе возникает кислородный долг, в результате чего энергетические системы клетки переходят в режим бескислородного окисления, недожигая образуются продукты — молочная кислота и другие органические кислоты, которые, переходя в кровь, из буферов (бикарбонатов) вытесняют углекислый газ, увеличивая количество образующегося СО2. Дальнейшее снижение СТГ связано со связыванием СО2 кровью и восстановлением базальных запасов, что приводит к уменьшению количества продуцируемого СО2. После восстановления буферных систем ГГ возвращается к величинам, характерным для состояния покоя. Характерные изменения СГ происходят и в сезонном цикле метаболизма. связанных с явлениями. Например, в период накопления жира у животных, готовящихся к зимней спячке. жир синтезируется из углеводов, причем одна молекула жира синтезируется из нескольких молекул углеводов. Поэтому углеводная молекула становится источником эндогенного кислорода, что снижает поглощение кислорода из вдыхаемого воздуха, а частота дыхания увеличивается.
8.5 C6H12O6-> C51H98O6+a21,5O2+2H2O дым -> пальмитиновая кислота
В организме человека ХГ увеличивается одинаково при приеме богатой углеводами пищи, при наборе массы тела или ожирении, в период роста. Во время гибернации, когда животное потребляет жир, GH снижается до 0,7. В период голодания и сахарного диабета СГ снижается и может достигать 0,6. Это связано с повышением интенсивности жирового и белкового обмена при одновременном снижении обмена сахаров (связано с истощением запасов гликогена при голодании и нарушением усвоения глюкозы при сахарном диабете). Существенного изменения величины СО2 (до 1,4) можно добиться гипервентиляцией, при которой выдыхается значительное количество углекислого газа, высвобождающегося из тканей и крови и не относящегося к метаболическому СО2, и количества поглощаемого кислорода не изменяется, так как ткани и кровь организма не могут запасать дополнительное количество кислорода.
