Когато въглехидратите се окисляват, дихателният коефициент е равен. Определяне на респираторния коефициент (RC) на растенията. Индивидуални характеристики на температурната схема на тялото

Нарича се количеството топлина, отделена след консумацията на 1 литър кислород от тялото калориен еквиваленткислород.

Познавайки общото количество кислород, използвано от тялото, е възможно да се изчислят енергийните разходи само ако е известно кои вещества - протеини, мазнини или въглехидрати - са били окислени в тялото. Като показател за това може да служи респираторният коефициент.

Дихателен коефициент и неговото значение в изследването на метаболизма

Дихателният коефициент е съотношението на обема на отделения въглероден диоксид към обема на абсорбирания кислород. Дихателен коефициентразлични в окисляването на протеини, мазнини и въглехидрати. Помислете например какъв ще бъде дихателният коефициент, когато тялото използва глюкоза. Общият резултат от окисляването на глюкозна молекула може да се изрази с формулата:

Когато глюкозата се окислява, броят на образуваните молекули въглероден диоксид и броят на консумираните (абсорбирани) молекули кислород са равни. Еднакъв брой газови молекули при еднаква температура и едно и също налягане заемат същия обем (закон на Авогадро-Жерар). Следователно респираторният коефициент

съотношение) по време на окисляването на глюкоза и други въглехидрати е равно на единица.

При окисляването на мазнини и протеини дихателният коефициент ще бъде под единица. Когато мазнините се окисляват, респираторният коефициент е 0,7. Нека илюстрираме това с примера на окисление на трипалмитин:

Съотношението между обемите въглероден диоксид и кислород в този случай е:

Подобно изчисление може да се направи за протеина; когато се окислява в тялото, респираторният коефициент е 0,8.

При смесена храна при хората дихателният коефициент обикновено е 0,85-0,9. Определен калориен еквивалент на кислород съответства на определен респираторен коефициент, както се вижда от табл. двадесет.

Таблица 20 Съотношението на дихателния коефициент и калорийния еквивалент на кислорода

Дихателен коефициент

Калориен еквивалент

кислород, в килоджаули

Калориен еквивалент

кислород, в килокалории

Определяне на енергийния метаболизъм при човек в покой по метода на затворена система с непълен газов анализ. Много постоянният респираторен коефициент (0,85-0,90) при хора с нормално хранене в покой позволява сравнително точно определяне на енергийния метаболизъм при човек в покой, като се изчисли само количеството консумиран кислород и се вземе неговия калориен еквивалент при средния респираторен коефициент.

Количеството кислород, консумирано от тялото, се изследва с помощта на различни видове спирографи.

Чрез определяне на количеството абсорбиран кислород и приемане на средния респираторен коефициент, равен на 0,85, е възможно да се изчисли производството на енергия в тялото; калорийният еквивалент на 1 литър кислород при даден дихателен коефициент е 20,356 kJ, т.е. 4,862 kcal (виж таблица 20). Методът на непълния газов анализ, поради своята простота, стана широко разпространен.

Дихателен коефициент по време на работа

При интензивна мускулна работа дихателният коефициент се увеличава и в повечето случаи се доближава до единица. Това е така, защото основният източник на енергия по време на напрегната дейност е окисляването на въглехидратите. След приключване на работата дихателният коефициент през първите няколко минути от така наречения възстановителен период рязко се повишава и може да надхвърли единица. В бъдеще дихателният коефициент рязко намалява до стойности, по-ниски от първоначалните стойности, и само 30-50 минути след тежка работа обикновено се връща към нормалното. Тези промени в респираторния коефициент са показани на фиг. 196.

Промените в респираторния коефициент след края на работа не отразяват истинската връзка между използвания в момента кислород и отделения въглероден диоксид. Дихателният коефициент в началото на периода на възстановяване се увеличава поради следната причина: по време на работа в мускулите се натрупва млечна киселина, за чието окисление не е имало достатъчно кислород по време на работа (това е така нареченият кислороден дълг). Млечната киселина навлиза в кръвта и измества въглеродния диоксид от бикарбонатите, добавяйки основи. Поради това количеството отделен въглероден диоксид е по-голямо от количеството въглероден диоксид, образуван в момента в тъканите. Обратната картина се наблюдава при освен това, когато млечна киселина

Ориз. 196. Криви на четири наблюдения (1-4) на промени в респираторния коефициент по време и след двучасова интензивна работа.

пяната изчезва от кръвта. Част от него се окислява, част се ресинтезира в гликоген, а част се екскретира в урината и потта. С намаляването на млечната киселина се освобождават основи, които преди това са били отнети от бикарбонатите. Тези основи свързват повторно въглеродния диоксид и образуват бикарбонати. Следователно, след известно време след работа, дихателният коефициент рязко спада поради задържането в кръвта на въглероден диоксид, идващ от тъканите.

Изследване на брутния обмен

Дългосрочното (в продължение на един ден) определяне на газообмена позволява не само да се установи производството на топлина от тялото, но и да се реши въпросът кои хранителни вещества са били окислени поради генерирането на топлина. Нека да разгледаме това с пример.

Да приемем, че изследваното лице е използвало 654,141 литра кислород на ден и е отделило 574,180 литра въглероден диоксид. През същото време с урината се екскретират 16,8 g азот и 9,0191 g въглерод.

Количеството протеин, разграден в тялото, се определя от азота в урината. Тъй като 1 g азот се съдържа в 6,25 g протеин, следователно 16,8-6,25 = 105 g протеин се е разложил в тялото. Намираме количеството въглерод от протеинов произход. За да направим това, ние определяме количеството въглерод в разпадналия се протеин. Тъй като протеините съдържат около 53% въглерод, тогава, следователно, в гниене

имахме катерица. Разликата между

от количеството въглерод в разградения протеин и въглерода, отделен в урината, 55,65-9,0191 == 46,63 г. Определяме обемните количества въглероден диоксид от протеинов произход, отделен през белите дробове, въз основа на факта, че от 1 грам- образува се молекула въглерод (12 g).

22,4 литра въглероден диоксид; . Освен това, въз основа на респираторния коефициент,

равно на 0,8 за протеини, намираме количеството кислород, използвано за окисляване на протеини:

. Според разликата между целия абсорбиран кислород и кислорода, който е отишъл

за окисляване на протеини, откриваме количеството кислород, използвано за окисляване на въглехидрати и мазнини, 654.141 - 108.8 \u003d 545.341 l C\u003e 2. Чрез разликата между целия отделен въглероден диоксид и въглеродния диоксид от протеинов произход, отделен от белите дробове, намираме количеството въглероден диоксид, образуван по време на окисляването на въглехидрати и мазнини, 574,18-87,043 == 487,137 l COa. Определяме количеството въглехидрати и мазнини, окислени в тялото на субекта на ден. Въз основа на факта, че по време на окисляването на 1 g мазнини се изразходват 2,019 литра кислород и се образуват 1,431 литра въглероден диоксид, а когато се окисляват 1 g въглехидрати, се изразходват 0,829 литра кислород и същото количество (0,829 g) се образува въглероден диоксид (DC за въглехидратите е 1), правим уравнение, като вземем хколичеството мазнини и приколичеството въглехидрати, окислени в тялото. Решавайки системата от уравнения с две неизвестни, получаваме:

Намираме количеството въглехидрати, окислени в тялото, като заместваме стойността хкъм някое от уравненията:

И така, освобождаването на енергия в тялото се извършва поради окисляването на 105 g протеини, 99 g мазнини и 417 g въглехидрати. Познавайки количеството топлина, генерирано по време на окисляването на 1 g от всяко от веществата (вижте таблица 19), е лесно да се изчисли общото производство на топлина на тялото на ден:

BX

Интензивността на окислителните процеси и преобразуването на енергия зависи от индивидуалните характеристики на организма (пол, възраст, телесно тегло и ръст, условия и естество на хранене, мускулна работа, състояние на жлезите с вътрешна секреция, нервната система и вътрешните органи - черния дроб). , бъбреците, храносмилателния тракт и др.), както и от условията на околната среда (температура, барометрично налягане, влажност и състав на въздуха, излагане на лъчиста енергия и др.).

За да се определи нивото на окислителните процеси и енергийните разходи, присъщи на даден организъм, се провежда изследване при определени стандартни условия. В същото време те се стремят да изключат влиянието на редица фактори, които значително влияят върху интензивността на енергийните разходи, а именно мускулната работа, приема на храна и влиянието на температурата на околната среда. Енергийните разходи на тялото при такива стандартни условия се наричат основна борса.

Енергийните разходи на основния метаболизъм са свързани с поддържането на минималното ниво на окислителни процеси, необходими за живота на клетките и с дейността на постоянно работещите органи и системи - дихателната мускулатура, сърцето, бъбреците и черния дроб. Някои от енергийните разходи на основния метаболизъм са свързани с поддържането на мускулния тонус.Освобождаването на топлинна енергия по време на всички тези процеси осигурява производството на топлина, което е необходимо за поддържане на телесната температура на постоянно ниво, обикновено по-високо от температурата на околната среда.

За определяне на основния метаболизъм субектът трябва да бъде: 1) в състояние на мускулна почивка (легнало положение с отпуснати мускули), без да е изложен на стимули, които причиняват емоционален стрес; 2) на празен стомах, т.е. 12-16 часа след хранене; 3) при външна температура на "комфорт" (18-20 ° C), която не предизвиква усещане за студ или топлина.

Основният метаболизъм се определя в будно състояние. По време на сън нивото на окислителните процеси и, следователно, енергийните разходи на тялото са с 8-10% по-ниски, отколкото в покой по време на будност.

Нормални стойности на основния обмен на човек.Стойността на основния метаболизъм обикновено се изразява като количеството топлина във високи калории на 1 kg телесно тегло или на 1 m 2 телесна повърхност за 1 час или за един ден.

За мъж на средна възраст (приблизително 35 години), със среден ръст (приблизително 165 cm) и със средно телесно тегло (приблизително 70 kg), основният метаболизъм е 4,19 kJ (1 kcal) на 1 kg телесно тегло на час, или 7117 kJ (1700 kcal) на ден; При жени със същото тегло то е с около 10% по-ниско.

Интензивността на основния метаболизъм, преизчислена на 1 kg телесно тегло, е много по-висока при деца, отколкото при възрастни. Основната скорост на метаболизма на човек на възраст между 20 и 40 години остава на сравнително постоянно ниво. В напреднала възраст основният метаболизъм намалява.

Според формулата на Драйер, дневната основна метаболитна скорост в килокалории (//) е:

където V-телесно тегло в грамове НО - възраст на лицето, /< - константа, равная для муж­чины 0,1015, а для женщины-0,1129.

Формулите и таблиците за основен метаболизъм представляват средни данни, получени от голям брой изследвания на здрави хора от различен пол, възраст, телесно тегло и височина.

Дефиницията на основния метаболизъм, според тези таблици, при здрави хора с нормална конструкция дава приблизително правилни (грешка "5-8%) стойности на енергийния разход. При прекомерна функция на щитовидната жлеза се наблюдават непропорционално високи стойности на основния метаболизъм за дадено телесно тегло, височина, възраст и телесна повърхност. Намаляване на основния метаболизъм възниква при недостатъчност на щитовидната жлеза (микседем), хипофизната жлеза и половите жлези.

Повърхностно правило

Ако преизчислим интензивността на основния метаболизъм на 1 kg телесно тегло, тогава при топлокръвни животни различни видове(Таблица 21), а при хора с различно телесно тегло и ръст е много различно. Ако преизчислим интензивността на основния метаболизъм на 1 m 2 телесна повърхност, стойностите, получени при различни животни и хора, не се различават толкова рязко.

Таблица 21

Стойността на производството на топлина при хората и другите организми

Производство на топлина за 24 часа kJ (kcal)

Обектът е

следното

на 1 кг маса

1 м над

тяло

Според правилото за повърхността на тялото, топлокръвните животни консумират енергия пропорционално на размера на повърхността на тялото.

Ежедневното производство на топлина на 1 m 2 телесна повърхност при хората е 3559-5234 kJ (850-1250 kcal), средната стойност за мъжете е 3969 kJ (948 kcal).

За определяне на повърхността на тялото /? се прилага формулата:

Тази формула е получена въз основа на анализа на резултатите от директни измервания на повърхността на тялото. Константа Да сепри хората е 12,3. По-точна формула предлага Дюбоа:

където 1U 7 - телесно тегло в килограми, з - височина в сантиметри.

Резултатът от изчислението се изразява в квадратни сантиметри.

Правилото за повърхността не е абсолютно вярно. Както е показано в горната таблица. 21, това е само правило с известно практическо значение за приблизителни изчисления на освобождаването на енергия в тялото.

Относителността на правилото за повърхността се доказва от факта, че интензивността на метаболизма при двама индивиди, чиято телесна повърхност е една и съща, може да се различава значително. Нивото на окислителните процеси се определя не толкова от преноса на топлина от повърхността на тялото, а от производството на топлина, което зависи от биологичните характеристики на животинския вид и състоянието на тялото, което се дължи на активността на нервна, ендокринна и други системи.

Обмен на енергия по време на физически труд

Мускулната работа значително увеличава разхода на енергия. Следователно дневната консумация на енергия на здрав човек, прекарване на част от деня в движение и физическа работа, значително надвишава стойността на основния метаболизъм. Това увеличение на разходите за енергия е надбавка за работа,което е толкова по-голямо, колкото по-интензивна е мускулната работа.

По време на мускулната работа се отделя топлинна и механична енергия. Съотношението на механичната енергия към общата енергия, изразходвана за работа, изразено в проценти, се нарича коефициент на ефективност.При физическия труд на човек ефективността варира от 16 до 25% и е средно 20%, но в някои случаи може да бъде и по-висока.

Коефициентът на ефективност варира в зависимост от редица условия. Така че, при нетренирани хора, той е по-нисък, отколкото при тренирани хора, и се увеличава с тренировка.

Колкото по-интензивна е мускулната работа, извършвана от тялото, толкова по-голям е разходът на енергия. Това може да се види от следните данни: ако енергийните разходи при основни метаболитни условия са средно 4,2 kJ (1 kcal) на 1 kg телесно тегло на час, тогава при тихо седене енергийните разходи са средно 5,9 kJ (1,4 kcal) . ) на 1 kg телесно тегло на час, когато стоите без напрежение - 6,3 kJ (1,5 kcal), с лека работа (чиновници, шивачи, механици за фина работа, учители) -7,5-10,5 kJ (1,8-2,5 kcal) , с малка мускулна работа, свързана с ходене (лекари, лаборанти, пощальони, книговезци) - 11,8-13,4 kJ - (2,8-3,2 kcal), с труд, свързан с умерена мускулна работа (металисти, бояджии, дърводелци), 13,4-16,8 kJ (3,2-4,0 kcal), при тежък физически труд 21,0-31,5 kJ (5, 0-7,5 kcal).

Възрастното население е разделено на 4 групи според енергийните разходи в зависимост от характеристиките на професията (табл. 22).

Таблица 22 Размерът на разходите за енергия в зависимост от характеристиките на професиите

Характеристики на професията

Общ дневен разход на енергия

Лица, чиято работа не е свързана с разходите за физ

9211 .-13 816 kJ (2200-

cal труд или изисква несъществени фи

физически усилия

9838-14 654 kJ (2350-

услуги, чиято работа не изисква големи

физическо усилие

Работници на механизирания труд и сферата

10 467-15 491 kJ (2500-

услуги, чиято работа е свързана със значителни

тежки физически усилия

Четвърто

Немеханизирани работници или работници на непълно работно време

12 142-17 585 kJ (2900-

но механизираният труд е голям и среден

Значителни разлики в енергийните нужди в групите зависят от пола (повече за мъжете), възрастта (намалява след 40 години), степента на развлекателна дейност и нивото на обществените услуги.

Ежедневният енергиен разход на деца и юноши зависи от възрастта и средните стойности:

В напреднала възраст консумацията на енергия намалява и до 80-годишна възраст е 8373-9211 (2000-2200 kcal).

Обмен на енергия по време на умствена работа

При умствения труд разходите за енергия са много по-ниски, отколкото при физическия труд.

Трудните математически изчисления, работата с книга и други форми на умствена работа, ако не са придружени с движение, причиняват незначително (2-3%) увеличение на енергийния разход в сравнение с пълната почивка. Но в повечето случаи различните видове умствен труд са придружени от мускулна дейност, особено когато работникът е емоционално възбуден (лектор, художник, писател, оратор и др.), Поради което разходите за енергия могат да бъдат сравнително големи. Преживяната емоционална възбуда може да предизвика повишаване на метаболизма с 11-19% през следващите няколко дни. "

Специфично динамично действие на храната

След хранене интензивността на метаболизма и енергийните разходи на тялото се увеличават в сравнение с нивото им при условия на основен метаболизъм. Увеличаването на метаболизма и енергията започва след един час, достига максимум 3 часа след хранене и продължава няколко часа. Ефектът от приема на храна, който повишава метаболизма и разходите за енергия, се нарича специфична динамикадействие на храната.

При протеиновата храна той е най-голям: обменът се увеличава средно с 30%. При приемане на мазнини и въглехидрати метаболизмът при хората се увеличава с 14-15%.

Регулиране на енергийния обмен

Нивото на енергийния метаболизъм е в тясна зависимост от физическата активност, емоционалния стрес, естеството на храненето, степента на напрежение на терморегулацията и редица други фактори.

Получени са много факти, които свидетелстват за условнорефлекторна промяна в консумацията на кислород и енергийния обмен. Всеки преди това безразличен стимул, свързан във времето с мускулната активност, може да послужи като сигнал за повишаване на метаболизма и енергията.

При спортист в предстартово състояние консумацията на кислород се увеличава значително и следователно енергийният обмен. Същото се случва по време на идването на работа и под въздействието на факторите на работната среда за работници, чиято дейност е свързана с мускулни усилия. Ако под хипноза на субекта се внуши, че извършва тежка мускулна работа, неговият метаболизъм може да се увеличи значително, въпреки че в действителност той не извършва никаква работа. Всичко това показва, че нивото на енергийния метаболизъм в тялото може да се промени под въздействието на мозъчната кора.

Хипоталамичната област на мозъка играе специална роля в регулирането на енергийния метаболизъм. Тук се формират регулаторни влияния, които се осъществяват от автономните нерви или хуморалната връзка чрез увеличаване на секрецията на редица жлези с вътрешна секреция. Особено експресията се засилва от енергийния метаболизъм на хормоните на щитовидната жлеза - тироксин и трийодтиронин и хормона на надбъбречната медула - адреналин.

ХРАНА

Задачата на физиолозите при обосноваване на рационалното хранене е да посочат състава и количеството на хранителните продукти, които могат да задоволят нуждите на тялото. Терминът "хранителни продукти" или "хранителни продукти" не трябва да бъде

се бърка с понятието „хранителни вещества“. Хранителните вещества включват определени групи химични съединения: протеини, мазнини, въглехидрати, минерални соли, витамини и вода. В едно или друго количество те се съдържат във всеки продукт, който в повечето случаи е смес от редица вещества.

Хранителни калорични фактори

Познавайки състава на храните и тяхната смилаемост, е възможно да се изчисли енергийната стойност на приетата храна, като се използват така наречените калорични коефициенти на хранителни вещества. калоричен,или топлинен коефициент,се нарича количеството топлина, отделена при изгарянето на 1 g вещество. Калорийните коефициенти на основните хранителни вещества при окисляването им в организма са както следва.

Дихателният коефициент (RC) е съотношението на обема на отделения въглероден диоксид към обема на абсорбирания кислород за определено време. Ако по време на метаболитния процес в тялото се окисляват само въглехидрати, тогава дихателният коефициент ще бъде равен на 1. Това може да се види от следната формула:

Следователно, за образуването на една молекула CO 2 по време на обмяната на въглехидрати е необходима една молекула O 2. Тъй като според закона на Авогадро-Жерар равен брой молекули при една и съща температура и налягане заемат равни обеми. Следователно дихателният коефициент за окисление на въглехидратите ще бъде равен на 1:

За мазнините ще бъде:

Окисляването на една молекула мазнина изисква 81,5 молекули кислород, а окисляването на 1 граммолекула мазнина изисква 81,5 х 22,4 литра кислород, тоест 1825,6 литра O 2, където 22,4 е обемът на една граммолекула в литри. Грам-молекула мазнина е 890 g, тогава 1 литър кислород се окислява 487 г мазнини. 1 g мазнина при пълно окисление освобождава 38,945 kJ (9,3 kcal) *, а 0,487 дава 18,551 kJ. Следователно калорийният еквивалент на 1 литър кислород с респираторен коефициент 0,7 ще бъде равен на 18,551 kJ. При нормални условия дихателни

работа 3. Определяне на респираторния коефициент

Важен показател химическа природа респираторен субстрат– респираторен коефициент ( DC) е отношението на обема на емитирания въглероден диоксид ( V(CO 2)) към обема на абсорбирания кислород ( V(O 2)). Когато въглехидратите се окисляват, дихателният коефициент е 1, когато мазнините (по-редуцирани съединения) се окисляват, се абсорбира повече кислород, отколкото се отделя въглероден диоксид и DC < 1. При окислении органических кислот (менее восстановленных, чем углеводы соединений) DC > 1.

Стойност DCзависи и от други фактори. В някои тъкани, поради затруднения достъп на кислород, наред с аеробното дишане възниква и анаеробно дишане, което не е придружено от поглъщане на кислород, което води до повишаване на стойността DC. Стойността на респираторния коефициент се определя и от пълнотата на окисление на дихателния субстрат. Ако в допълнение към крайните продукти в тъканите се натрупват по-малко окислени съединения, тогава DC < 1.

Устройството за определяне на респираторния коефициент (фиг. 8) се състои от епруветка (фиг. 8, а) или друг стъклен съд (фиг. 8, б) с плътно прилягаща запушалка, в която е поставена измервателна епруветка със скала от се поставя милиметрова хартия.

Материали и оборудване. Покълващи семена от слънчоглед, ечемик, грах, боб, лен, пшеница, 20% разтвор на натриев хидроксид, спринцовка 2 cm 3, цветна течност, петриево блюдо, химическа епруветка, U-образна тръба, еластична тръба, запушалка с отвор, анатомична форцепс, ленти от филтърна хартия (1,5-5 см), милиметрова хартия, пясъчен часовник за 3 минути, поставка за епруветки.

Напредък. Добавете 2 g покълнали слънчогледови семки в епруветка. Затворете епруветката плътно със запушалка, свързана с еластична тръба към U-образна стъклена тръба, и капнете с пипета малка капка течност в края на последната, създавайки затворена атмосфера вътре в инструмента. По време на експеримента не забравяйте да поддържате постоянна температура. За да направите това, поставете устройството в статив, като по този начин избягвате нагряването му с ръцете си или дишането. Определете с колко деления на скалата ще се премести капката в тръбата за 3 минути. За точен резултат изчислете средната стойност на трите измервания. Получената стойност изразява разликата между обема на абсорбирания кислород по време на дишането и обема на отделения въглероден диоксид.

Отворете устройството със семена и поставете в него с пинсети сгъната на пръстен лента от филтърна хартия, предварително напоена с разтвор на NaOH. Затворете отново епруветката, поставете нова капка оцветена течност в измервателната епруветка и продължете да измервате нейната скорост при същата температура. Новите данни, от които отново се изчислява средната стойност, изразяват количеството кислород, абсорбиран при дишане, тъй като отделеният въглероден диоксид се абсорбира от алкали.

Изчислете респираторния коефициент по формулата: , където DC– респираторен коефициент; AT- количеството кислород, погълнат по време на дишането; НОРазликата между количеството кислород, поет по време на дишането, и количеството отделен въглероден диоксид.

Сравнете стойностите на респираторните коефициенти на предложените обекти и направете заключение за химическата природа на респираторните субстрати на всеки от обектите.

_________________________________

1 Устройство за наблюдение на газообмена по време на дишането на растения и животни PGD (обучение): ръководство за работа / изд. Т. С. Чанова. - М .: Образование, 1987. - 8 с.

1. Какъв процес осигурява освобождаването на енергия в тялото? Каква е неговата същност?

Дисимилация (катаболизъм), т.е. разграждане на клетъчни структури и съединения на тялото с освобождаване на енергия и продукти на разпадане.

2. Какви хранителни вещества служат като източник на енергия в тялото?

Въглехидрати, мазнини и протеини.

3. Посочете основните методи за определяне на количеството енергия в проба от продукт.

Физическа калориметрия; физични и химични методи за определяне на количеството хранителни вещества в проба с последващо изчисляване на съдържащата се в нея енергия; по таблици.

4. Опишете същността на метода на физическата калориметрия.

Проба от продукта се изгаря в калориметъра и след това освободената енергия се изчислява от степента на нагряване на водата и материала на калориметъра.

5. Напишете формула за изчисляване на количеството топлина, отделена при изгарянето на продукт в калориметър. Дешифрирайте обозначенията му.

Q \u003d MvSv (t 2 - t 1) + MkSk (t 2 - t 1) - Qo,

където Q е количеството топлина, M е масата (w - вода, k - калориметър), (t 2 - t 1) - температурната разлика между водата и калориметъра след и преди изгаряне на пробата, C - специфична топлина капацитет, Qo - количеството топлина, генерирано от окислителя .

6. Какво се нарича физически и физиологичен калориен коефициент на хранително вещество?

Количеството топлина, отделено при изгарянето на 1 g вещество съответно в калориметъра и в тялото.

7. Колко топлина се отделя при изгарянето на 1 g белтъци, мазнини и въглехидрати в калориметъра?

1 g протеини - 5,85 kcal (24,6 kJ), 1 g мазнини - 9,3 kcal (38,9 kJ), 1 g въглехидрати - 4,1 kcal (17,2 kJ).

8. Формулирайте закона за термодинамиката на Хес, въз основа на който енергийният прием на тялото се изчислява от количеството на усвоените протеини, мазнини и въглехидрати.

Термодинамичният ефект зависи само от топлинното съдържание на първоначалните и крайните продукти на реакцията и не зависи от междинните трансформации на тези вещества.

9. Колко топлина се отделя при окисляването на 1 g протеини, 1 g мазнини и 1 g въглехидрати в тялото?

1 g протеини - 4,1 kcal (17,2 kJ), 1 g мазнини - 9,3 kcal (38,9 kJ), 1 g въглехидрати - 4,1 kcal (17,2 kJ).

10. Обяснете причината за разликата във физическите и физиологичните калорични коефициенти на протеините. В кой случай е по-голям?

В калориметъра (физичния коефициент) протеинът се разлага до крайните продукти - CO 2, H 2 O и NH 3 с освобождаване на цялата съдържаща се в тях енергия. В тялото (физиологичен коефициент) протеините се разлагат до CO2, H2O, урея и други вещества от протеиновия метаболизъм, които съдържат енергия и се екскретират в урината.

Определя се съдържанието на протеини, мазнини и въглехидрати в хранителните продукти, тяхното количество се умножава по съответните физиологични калорични коефициенти, сумира се и от сумата се изваждат 10%, които не се абсорбират в храносмилателния тракт (фекални загуби).

12. Изчислете (в kcal и kJ) енергийния прием, когато 10 g протеини, мазнини и въглехидрати се приемат в тялото с храната.

Q \u003d 4,110 + 9,310 + 4,110 \u003d 175 kcal. (175 kcal - 17,5 kcal) x 4,2 kJ, където 17,5 kcal е енергията на неусвоените хранителни вещества (загуба с изпражненията - около 10%). Общо: 157,5 kcal (661,5 kJ).

Калориметрия: директна (метод на Atwater-Benedict); косвени или индиректни (методи на Крог, Шатерников, Дъглас-Холдън).

14. На какво се основава принципът на директната калориметрия?

При директното измерване на количеството топлина, отделена от тялото.

15. Опишете накратко дизайна и работата на камерата Atwater-Benedict.

Камерата, в която се поставя субектът е топлоизолирана от околен свят, стените му не абсорбират топлина, вътре има радиатори, през които тече вода. Според степента на нагряване на определена маса вода се изчислява количеството топлина, изразходвано от тялото.

16. На какво се основава принципът на индиректната (непряка) калориметрия?

Относно изчисляването на количеството освободена енергия според данните за газообмена (абсорбиран O 2 и освободен CO 2 на ден).

17. Защо количеството енергия, отделена от тялото, може да се изчисли от показателите за газообмен?

Тъй като количеството на консумирания от тялото O 2 и отделения CO 2 точно съответства на количеството окислени протеини, мазнини и въглехидрати, а оттам и енергията, изразходвана от тялото.

18. Какви коефициенти се използват за изчисляване на потреблението на енергия чрез индиректна калориметрия?

Дихателен коефициент и калориен еквивалент на кислород.

19. Какво се нарича респираторен коефициент?

Съотношението на обема въглероден диоксид, освободен от тялото, към обема на кислорода, консумиран през същото време.

20. Изчислете респираторния коефициент (RC), ако е известно, че вдишаният въздух съдържа 17% кислород и 4% въглероден диоксид.

Тъй като атмосферният въздух съдържа 21% O 2, процентът на абсорбирания кислород е 21% - 17%, т.е. 4%. CO 2 в издишания въздух също е 4%. Оттук

21. Какво определя стойността на респираторния коефициент?

22. Какъв е дихателният коефициент за окисляване в организма до крайни продукти на протеини, мазнини и въглехидрати?

При окисляване на протеини - 0,8, мазнини - 0,7, въглехидрати - 1, 0.

23. Защо респираторният коефициент за мазнини и протеини е по-нисък, отколкото за въглехидрати?

Повече O 2 се изразходва за окисляването на протеини и мазнини, тъй като те съдържат по-малко вътремолекулен кислород от въглехидратите.

24. До каква стойност се доближава респираторният коефициент при човек в началото на интензивното физическа работа? Защо?

До едно, защото източникът на енергия в случая са основно въглехидратите.

25. Защо в първите минути след интензивна и продължителна физическа работа дихателният коефициент на човек е по-голям от единица?

Тъй като се освобождава повече CO 2, отколкото се консумира O 2, тъй като млечната киселина, натрупана в мускулите, навлиза в кръвния поток и измества CO 2 от бикарбонатите.

26. Какво се нарича калориен еквивалент на кислорода?

Количеството топлина, отделено от тялото при консумация на 1 литър O 2 .

27. Какво определя стойността на калоричния еквивалент на кислорода?

От съотношението на протеини, мазнини и въглехидрати, окислени в тялото.

28. Какъв е калорийният еквивалент на кислорода по време на окисляването в тялото (в процеса на дисимилация) на протеини, мазнини и въглехидрати?

За протеини - 4,48 kcal (18,8 kJ), за мазнини - 4,69 kcal (19,6 kJ), за въглехидрати - 5,05 kcal (21,1 kJ).

29. Опишете накратко процеса на определяне на потреблението на енергия по метода на Дъглас-Холден (пълен газов анализ).

В рамките на няколко минути субектът вдишва атмосферен въздух, а издишаният въздух се събира в специална торба, измерва се количеството му и се извършва газов анализ, за ​​да се определи обемът на консумирания кислород и отделения CO2. Изчислява се респираторният коефициент, с помощта на който се намира съответният калориен еквивалент на O 2 от таблицата, който след това се умножава по обема на O 2, консумиран за даден период от време.

30. Опишете накратко метода на М. Н. Шатерников за определяне на енергийната консумация на животни в експеримента.

Животното се поставя в камера, която получава кислород, докато се изразходва. CO 2, отделен по време на дишането, се абсорбира от алкали. Изчисляването на освободената енергия се извършва според количеството консумиран O 2 и средния калориен еквивалент на O 2: 4,9 kcal (20,6 kJ).

31. Изчислете консумацията на енергия за 1 минута, ако е известно, че субектът е консумирал 300 ml O 2. Дихателният коефициент е 1,0.

DK = 1,0, съответства на калоричния еквивалент на кислорода, равен на 5,05 kcal (21,12 kJ). Следователно консумацията на енергия на минута = 5,05 kcal x 0,3 = 1,5 kcal (6,3 kJ).

32. Опишете накратко процеса на определяне на потреблението на енергия по метода на Krogh при хора (непълен газов анализ).

Субектът вдишва кислород от торбата на метаболиметъра, издишаният въздух се връща в същата торба, като преди това е преминал през абсорбера на CO 2 . Според показанията на метаболиметъра се определя консумацията на O 2 и се умножава по калорийния еквивалент на кислорода 4,86 ​​kcal (20,36 kJ).

33. Какви са основните разлики в изчисляването на потреблението на енергия по методите на Дъглас - Холдън и Крог.

Методът на Дъглас-Холдън включва изчисляване на потреблението на енергия от пълните данни от газовия анализ; Метод на Krogh - само по обема на консумирания кислород, като се използва калорийният еквивалент на кислорода, характерен за условията на основния метаболизъм.

34. Какво се нарича основна борса?

Минималният разход на енергия, който осигурява хомеостаза при стандартни условия: по време на будност, максимална мускулна и емоционална почивка, на празен стомах (12-16 часа без храна), при комфортна температура (18-20C).

35. Защо основният метаболизъм се определя при стандартни условия: максимална мускулна и емоционална почивка, на празен стомах, при комфортна температура?

Тъй като физическата активност, емоционалният стрес, приемът на храна и промените в температурата на околната среда повишават интензивността на метаболитните процеси в организма (разход на енергия).

36. Какви процеси изразходват енергията на основния метаболизъм в тялото?

За осигуряване на жизнената дейност на всички органи и тъкани на тялото, клетъчния синтез, за ​​поддържане на телесната температура.

37. Какви фактори определят стойността на правилния (среден) основен метаболизъм на здрав човек?

Пол, възраст, височина и телесно тегло (тегло).

38. Какви фактори, освен пола, теглото, височината и възрастта, определят истинската (реална) основна метаболитна скорост на здравия човек?

Условия на живот, към които тялото е адаптирано: постоянно пребиваване в студена климатична зона повишава основния метаболизъм; дългосрочна вегетарианска диета – намалява.

39. Избройте методите за определяне на правилния основен метаболизъм при човек. Какъв метод се използва за определяне на истинската базална скорост на метаболизма при хора в практическата медицина?

По таблици, формули, номограми. Метод на Krogh (непълен газов анализ).

40. Каква е стойността на основния метаболизъм при мъжете и жените на ден, както и на 1 кг телесно тегло на ден?

За мъже 1500 - 1700 kcal (6300 - 7140 kJ), или 21 - 24 kcal (88 - 101 kJ) / kg / ден. Жените имат около 10% по-малко от тази стойност.

41. Топлокръвните животни и хората имат ли еднаква основна скорост на метаболизма, изчислена на 1 m 2 телесна повърхност и на 1 kg телесно тегло?

Когато се изчисляват на 1 m 2 от телесната повърхност при топлокръвни животни от различни видове и хора, показателите са приблизително еднакви, когато се изчисляват на 1 kg маса, те се различават значително.

42. Какво се нарича работеща борса?

Съвкупността от основния метаболизъм и допълнителните енергийни разходи, които осигуряват жизнената дейност на организма при различни условия.

43. Избройте факторите, които увеличават енергийната консумация на тялото. Какво се нарича специфично динамично действие на храната?

Физически и психически стрес, емоционален стрес, промени в температурата и други условия на околната среда, специфичен динамичен ефект на храната (повишена консумация на енергия след хранене).

44. С колко процента се увеличава енергоемкостта на организма след прием на белтъчни и смесени храни, мазнини и въглехидрати?

След прием на протеинова храна - с 20 - 30%, смесена храна - с 10 - 12%.

45. Как температурата на околната среда влияе на енергийната консумация на тялото?

Промяната на температурата в диапазона 15 - 30C не оказва съществено влияние върху разхода на енергия от организма. При температури под 15C, както и над 30C разходът на енергия се увеличава.

46. ​​​​Как се променя метаболизмът при температура на околната среда под 15? Какво значение има?

Повишаване на. Това предотвратява охлаждането на тялото.

47. Какво се нарича ефективност на тялото по време на мускулна работа?

Съотношението на енергийния еквивалент на полезна механична работа, изразено като процент, към общата енергия, изразходвана за извършването на тази работа.

48. Дайте формула за изчисляване на коефициента на ефективност (COP) за човек по време на мускулна работа, посочете средната му стойност, дешифрирайте елементите на формулата.

където A е енергийният еквивалент на полезна работа, C е общата консумация на енергия, e е консумацията на енергия за същия период от време в покой. Ефективността е 20%.

49. Кои животни се наричат ​​пойкилотермни и хомеотермни?

Пойкилотермни животни (хладнокръвни) - с променлива телесна температура, в зависимост от температурата на околната среда; хомойотермни (топлокръвни) - животни с постоянна телесна температура, независима от температурата на околната среда.

50. Какво е значението за тялото на постоянството на телесната температура? В кои органи е най-интензивен процесът на генериране на топлина?

Осигурява високо ниво на жизнена активност, независимо от температурата на околната среда. В мускулите, белите дробове, черния дроб, бъбреците.

51. Назовете видовете терморегулация. Посочете значението на всеки от тях.

Химична терморегулация - регулиране на телесната температура чрез промяна на интензивността на топлопродукция; физическа терморегулация - чрез промяна на интензивността на топлообмена.

52. Какви процеси осигуряват пренос на топлина?

Топлинно излъчване (радиация), топлинно изпарение, топлопроводимост, конвекция.

53. Как се променя лумена на кожните съдове с намаляване и повишаване на температурата на околната среда? Какво е биологичното значение на това явление?

Когато температурата спадне, кръвоносните съдове в кожата се свиват. Когато температурата на околната среда се повиши, кръвоносните съдове в кожата се разширяват. Фактът, че промяната на ширината на лумена на кръвоносните съдове, чрез регулиране на топлообмена, спомага за поддържането на постоянна телесна температура.

54. Как и защо ще се промени производството на топлина и преноса на топлина при силно възбуждане на симпатоадреналната система?

Производството на топлина ще се увеличи поради стимулирането на окислителните процеси, а преносът на топлина ще намалее в резултат на стесняване на кожните съдове.

55. Избройте областите на локализация на терморецепторите.

Кожа, кожа и подкожни съдове, вътрешни органи, централна нервна система.

56. В какви отдели и структури на ЦНС се намират терморецепторите?

В хипоталамуса, ретикуларната формация на средния мозък, в гръбначния мозък.

57. В кои отдели на ЦНС се намират центровете за терморегулация? Коя структура на ЦНС е най-висшият център на терморегулацията?

в хипоталамуса и гръбначния мозък. Хипоталамус.

58. Какви промени ще настъпят в тялото при дългосрочно отсъствие на мазнини и въглехидрати в диетата, но при оптимален прием на протеини от храната (80-100 g на ден)? Защо?

Ще има прекомерна консумация на азот от тялото над приема, загуба на тегло, тъй като разходите за енергия ще бъдат покрити главно от протеини и мастни резерви, които не се попълват.

59. В какво количество и в какво съотношение трябва да се съдържат протеини, мазнини и въглехидрати в диетата на възрастен (средна версия)?

Белтъчини - 90 г, мазнини - 110 г, въглехидрати - 410 г. Съотношение 1: 1, 2: 4, 6.

60. Как се променя състоянието на тялото при прекомерен прием на мазнини?

Затлъстяване, атеросклероза се развива (преждевременно). Затлъстяването е рисков фактор за развитието на сърдечно-съдови заболявания и техните усложнения (инфаркт на миокарда, инсулт и др.) и намаляване на продължителността на живота.

1. Какво е съотношението на базалния метаболизъм при деца от първите 3-4 години от живота, по време на пубертета, на възраст 18-20 години и възрастни (kcal / kg / ден)?

До 3 - 4 години при децата около 2 пъти повече, през пубертета - 1,5 пъти повече, отколкото при възрастните. На 18 - 20 години - отговаря на нормата за възрастни.

2. Начертайте графика на промените в основния метаболизъм при момчета с възрастта (при момичетата основният метаболизъм е с 5% по-нисък).

3. Какво обяснява високата интензивност на окислителните процеси при дете?

По-високо ниво на метаболизъм на младите тъкани, сравнително голяма телесна повърхност и, разбира се, голям разход на енергия за поддържане на постоянна телесна температура, повишена секреция на хормони на щитовидната жлеза и норепинефрин.

4. Как се променят енергийните разходи за растеж в зависимост от възрастта на детето: до 3 месеца от живота, преди началото на пубертета, по време на пубертета?

Те се увеличават през първите 3 месеца след раждането, след това постепенно намаляват и отново се увеличават през пубертета.

5. Какво представлява и как се разпределя като процент общият енергоразход на едно дете на 1 година спрямо възрастен?

При дете: 70% са за основния метаболизъм, 20% за движение и поддържане на мускулния тонус, 10% за специфичния динамичен ефект на храната. При възрастен: съответно 50 - 40 - 10%.

6. Възрастни или деца на възраст 3-5 години изразходват повече енергия при извършване на мускулна работа, за да постигнат същия полезен резултат, колко пъти и защо?

Децата от 3 до 5 пъти, тъй като тяхната координация е по-несъвършена, което води до прекомерни движения, в резултат на което полезната работа при децата е много по-малко.

7. Как се променя консумацията на енергия, когато детето плаче, с колко процента, в резултат на какво?

Увеличава се със 100 - 200% поради увеличаване на производството на топлина в резултат на емоционална възбуда и увеличаване на мускулната активност.

8. Каква част (в проценти) от енергийния разход на едно бебе се осигурява от протеини, мазнини, въглехидрати? (сравнете с нормата за възрастен).

Поради протеини - 10%, поради мазнини - 50%, поради въглехидрати - 40%. При възрастни - съответно 20 - 30 - 50%.

9. Защо децата, особено в ранна детска възраст, бързо прегряват, когато температурата на околната среда се повиши? Децата понасят ли по-лесно повишаване или понижаване на температурата на околната среда?

Тъй като децата имат повишено производство на топлина, недостатъчно изпотяване и следователно изпаряване на топлина, незрял център за терморегулация. Понижаване.

10. Посочете непосредствената причина и обяснете механизма на бързо охлаждане на деца (особено бебета), когато температурата на околната среда спадне.

Повишен топлообмен при деца поради относително голяма телесна повърхност, обилно кръвоснабдяване на кожата, недостатъчна топлоизолация (тънка кожа, липса на подкожна мастна тъкан) и незрялост на центъра за терморегулация; неадекватна вазоконстрикция.

11. На каква възраст се появяват дневните температурни колебания при дете, как се различават от тези при възрастните, на каква възраст достигат нормата за възрастни?

В края на 1 месец от живота; те са незначителни и достигат нормата на възрастен до петгодишна възраст.

12. Каква е температурната "зона на комфорт" на детето, в рамките на каква температура е, какъв е този показател за възрастни?

Температурата на околната среда, при която индивидуалните колебания в температурата на кожата на детето са най-слабо изразени, е в диапазона 21 - 22 ° C, при възрастен - 18 - 20 ° C.

13. Кои механизми на терморегулация са най-готови за функциониране по време на раждането? При какви условия могат да се активират механизмите на трепереща термогенеза при новородени?

Повишено генериране на топлина с произход предимно без треперене (висок метаболизъм), изпотяване. В условия на екстремно излагане на студ.

14. Какво трябва да бъде съотношението на протеини, мазнини и въглехидрати в диетата на деца на три и шест месеца, 1 година, над една година и възрастни?

До 3 месеца - 1: 3: 6; на 6 месеца - 1: 2: 4. На възраст от 1 година и повече - 1: 1, 2: 4, 6, т.е. както при възрастните.

15. Назовете характеристиките на обмена на минерални соли при деца. С какво е свързано?

Има задържане на соли в организма, особено повишената нужда от калций, фосфор и желязо, което е свързано с растежа на тялото.

11 Обмен на енергия

Незаменимо условие за поддържане на живота е получаването от организмите на енергия от външната среда и въпреки че основният източник на енергия за всички живи същества е Слънцето, само растенията могат директно да използват неговата радиация. Чрез фотосинтеза те преобразуват енергията на слънчевата светлина в енергия. химически връзки. Животните и хората получават необходимата им енергия, като ядат растителна храна. (За месоядните и отчасти за всеядните други тревопасни животни служат като източник на енергия.)

Също така е възможно животните директно да получават енергията на слънчевата светлина, например пойкилотермите поддържат телесната си температура по този начин. Въпреки това топлината (получена от външната среда и образувана в самото тяло) не може да бъде преобразувана в друга форма на енергия. Живите организми, за разлика от техническите устройства, са фундаментално неспособни на това. Машина, която използва енергията на химическите връзки (например двигател вътрешно горене), първо я превръща в топлина и едва след това в работа: химическата енергия на горивото → топло → работа (разширяване на газа в цилиндъра и движение на буталото). В живите организми е възможна само такава схема: химическа енергия → работа.

Така че енергията на химичните връзки в молекулите на хранителните вещества е практически единственият източник на енергия за животинския организъм, а топлинната енергия може да се използва само за поддържане на телесната температура. Освен това, поради бързото разсейване в околната среда, топлината не може да се съхранява дълго време в тялото. Ако има излишък на топлина в тялото, тогава за хомойотермните животни това се превръща в сериозен проблем и понякога дори застрашава живота им (вижте раздел 11.3).

11.1. Източници на енергия и начини за нейната трансформация в организма

Живият организъм е отворена енергийна система: той получава енергия от околната среда (почти изключително под формата на химични връзки), преобразува я в топлина или работа и в тази форма я връща в околната среда.

Компонентите на хранителните вещества, които влизат в кръвта от стомашно-чревния тракт (например глюкоза, мастни киселини или аминокиселини), сами по себе си не са в състояние директно да прехвърлят енергията на своите химични връзки към своите потребители, например калиево-натриевата помпа или мускулен актин и миозин. Има универсален посредник между хранителните "енергийни носители" и "консуматорите" на енергия - аденозин трифосфат (АТФ).Той е този, който е директен източникенергия за всички процеси в живота

тяло. Молекулата на АТФ е съединение от аденин, рибоза и три фосфатни групи (фиг. 11.1).

Връзките между киселинните остатъци (фосфати) съдържат значително количество енергия. Отцепвайки крайния фосфат под действието на ензима ATPase, АТФ се превръща в аденозин дифосфат (ADP). Това освобождава 7,3 kcal/mol енергия. Енергията на химичните връзки в хранителните молекули се използва за ресинтеза на АТФ от АДФ. Разгледайте този процес, като използвате глюкозата като пример (фиг. 11.2).

Първата стъпка в оползотворяването на глюкозата е гликолиза.По време на своя ход първо се превръща молекулата на глюкозата в пирогроздена киселина (пируват),осигуряване на енергия за ресинтеза на АТФ. След това пируватът се превръща в ацетил коензим А -първоначален продукт за следващия етап на обезвреждане - Цикъл на Кребс.Многократните трансформации на веществата, които са същността на този цикъл, осигуряват допълнителна енергия за ресинтеза на АТФ и завършват с освобождаване на водородни йони. С прехвърлянето на тези йони към дихателната верига започва третият етап - окислително фосфорилиране,който също произвежда АТФ.

Заедно всичките три етапа на използване (гликолиза, цикъл на Кребс и окислително фосфорилиране) съставляват процеса тъканно дишане.Основно важно е, че първият етап (гликолиза) протича без използване на кислород. (анаеробно дишане)и води до образуването само на две АТФ молекули. Следващите два етапа (цикълът на Кребс и окислителното фосфорилиране) могат да се появят само в кислородна среда. (аеробно дишане).Пълното използване на една молекула глюкоза води до появата на 38 молекули АТФ.

Има организми, които не само не се нуждаят от кислород, но умират в кислородна (или въздушна) среда - облигатни анаероби.Те включват например бактерии, причиняващи газова гангрена (Clostridium perfringes), тетанус (C. tetani), ботулизъм (C. botulinum) и др.

При животните анаеробните процеси са спомагателен тип дишане. Например, при интензивни и чести мускулни контракции (или при тяхното статично свиване), доставянето на кислород от кръвта изостава от нуждите на мускулните клетки. По това време Образуване на АТФпротича анаеробно с натрупване на пируват, който се превръща в млечна киселина (лактат).нарастващ кислороден дълг.Прекратяването или отслабването на мускулната работа премахва несъответствието между нуждата на тъканта от кислород и възможностите за доставката му, лактатът се превръща в пируват, последният или през етапа на ацетилкоензим А се окислява в цикъла на Кребс до въглероден диоксид, или преминава в глюкоза чрез глюконеогенеза.

Според втория закон на термодинамиката всяко преобразуване на енергия от един вид в друг става със задължителното образуване на значително количество топлина, която след това се разсейва в околното пространство. Следователно синтезът на АТФ и преносът на енергия от АТФ към действителните "консуматори на енергия" се извършват със загубата на около половината от него под формата на топлина. Опростено можем да представим тези процеси по следния начин (фиг. 11.3).

Приблизително половината химична енергия, съдържащ се в храната, веднага се превръща в топлина и се разсейва в пространството, другата половина отива за образуването на АТФ. С последващото разделяне на АТФ половината от освободената енергия отново се превръща в топлина. В резултат на това животно и човек могат да изразходват не повече от 1/4 от цялата енергия, консумирана под формата на храна, за извършване на външна работа (например бягане или преместване на всякакви предмети в пространството). По този начин ефективността на висшите животни и хора (около 25%) е няколко пъти по-висока от, например, ефективността на парната машина.

Цялата вътрешна работа (с изключение на процесите на растеж и натрупване на мазнини) бързо се превръща в топлина. Примери: (а) енергията, генерирана от сърцето, се превръща в топлина поради съпротивлението на кръвоносните съдове на кръвния поток; (б) стомахът изпълнява работата по отделяне на солна киселина, панкреасът отделя бикарбонатни йони, в тънките черва тези вещества взаимодействат и съхраняваната в тях енергия се превръща в топлина.

Резултатите от външна (полезна) работа, извършена от животно или човек, също в крайна сметка се превръщат в топлина: движението на телата в пространството затопля въздуха, издигнатите конструкции се срутват, предавайки енергията, съхранена в тях, на земята и въздуха под формата на топлина. Пирамидите на Египет- рядък пример за това как енергията на мускулната контракция, изразходвана преди почти 5000 години, все още чака неизбежната трансформация в топлина.

Уравнение на енергийния баланс:

E \u003d A + H + S,

където Е -общото количество енергия, получено от тялото с храната; А - външна (полезна) работа; H -пренос на топлина; С-съхранена енергия.

Загубите на енергия с урина, себум и други секрети са изключително малки и могат да бъдат пренебрегнати.

дихателен коефициент (DC)

съотношението на обема на въглеродния диоксид, отделен през белите дробове, към обема на кислорода, абсорбиран през същото време; Стойността на D. при престой на изследваните в покой зависи от вида на хранителните вещества, окислени в организма.

Енциклопедичен речник, 1998

респираторен коефициент

съотношението на обема на въглеродния диоксид, отделен за определено време по време на дишане, към обема на кислорода, абсорбиран през същото време. Характеризира особеностите на газообмена и метаболизма при животни и растения. При здрав човек тя е приблизително 0,85.

Дихателен коефициент

съотношението на обема на въглеродния диоксид, освободен от тялото, към обема на кислорода, абсорбиран в същото време. Определен:

Определянето на DC е важно за изучаване на характеристиките на газообмена и метаболизма при животни и растения. При окисляване на въглехидратите в тялото и пълен достъп до кислород, DC е 1, мазнини ≈ 0,7, протеини ≈ 0,8. При здрав човек в покой DC е 0,85 ╠ 0,1; при умерена работа, както и при животни, които се хранят предимно с растителна храна, тя се доближава до 1. При хората при много продължителна работа, гладуване, при месоядни животни (хищници), а също и по време на зимен сън, когато дисимилацията се увеличава поради ограничените запаси на въглехидрати в телесни мазнини, DC е около 0,7. DC надвишава 1 с интензивно отлагане в тялото на мазнини, образувани от хранителни въглехидрати (например при хора при възстановяване на нормалното тегло след глад, след продължително заболяване, а също и при животни по време на угояване). До 2 DC се повишава при повишена работа и хипервентилация на белите дробове, когато от тялото се отделя допълнителен CO2, който е бил в свързано състояние. DC достига още по-големи стойности в анаеробите, при които по-голямата част от емитирания CO2 се образува чрез безкислородно окисление (ферментация). ДК под 0,7 се среща при заболявания, свързани с метаболитни нарушения, след тежка физическа работа.

При растенията ДК зависи от химическата природа на дихателния субстрат, съдържанието на CO2 и O2 в атмосферата и други фактори, като по този начин характеризира спецификата и условията на дишане. Когато въглехидратите се използват от клетката за дишане (зърнени кълнове), DC е приблизително 1, мазнини и протеини (покълнали маслодайни семена и бобови растения) ≈ 0,4≈0,7. При липса на О2 и трудния му достъп (семена с твърда обвивка) ДК е 2≈3 или повече; високият DC също е характерен за клетките на растежните точки.