Респираторният коефициент е съотношението на обема на освободения въглероден диоксид към обема на погълнатия кислород. Респираторен коефициентразлични в окисляването на протеини, мазнини и въглехидрати. Помислете, например, какъв ще бъде дихателният коефициент, когато тялото използва глюкоза. Общият резултат от окисляването на глюкозната молекула може да се изрази с формулата:
Когато глюкозата се окислява, броят на образуваните молекули въглероден диоксид и броят на изразходваните (абсорбирани) молекули кислород са равни. Равен брой газови молекули при една и съща температура и същото налягане заемат същия обем (закон на Авогадро-Жерар). Следователно, дихателният коефициент
съотношението) по време на окисляването на глюкозата и другите въглехидрати е равно на единица.
С окисляването на мазнините и протеините дихателният коефициент ще бъде под единица. Когато мазнините се окисляват, дихателният коефициент е 0,7. Нека илюстрираме това с примера за окисление на трипалмитин:
Съотношението между обемите въглероден диоксид и кислород в този случай е:
Подобно изчисление може да се направи за протеин; когато се окислява в организма, дихателният коефициент е 0,8.
При смесена храна при хора дихателният коефициент обикновено е 0,85-0,9. Определен калориен еквивалент на кислород съответства на определен дихателен коефициент, както се вижда от табл. двадесет.
Таблица 20 Връзка между дихателния коефициент и калоричния кислороден еквивалент
Определяне на енергийния метаболизъм при човек в покой по метода на затворена система с непълен газов анализ. Много постоянният дихателен коефициент (0,85-0,90) при хора с нормално хранене в покой позволява доста точно определяне на енергийния метаболизъм при човек в покой, като се изчислява само количеството на консумирания кислород и се взема неговият калориен еквивалент при средния дихателен коефициент.
Количеството кислород, консумирано от тялото, се изследва с помощта на различни видове спирографи.
Екскреция на азотможе да се използва за определяне на протеиновия метаболизъм. Протеинът съдържа приблизително 16% азот. По време на протеиновия метаболизъм около 90% от азота, присъстващ в протеина, се екскретира в урината като урея, пикочна киселина, креатинин и други по-малко важни азотсъдържащи съединения.
Остават 10% екскретира в изпражнениятаследователно, скоростта на разграждане на протеина в тялото може да се изчисли чрез определяне на съдържанието на азот в урината: добавете 10% от азота, екскретиран с изпражненията към това количество и умножете по 6,25 (т.е. 100/16). По този начин е възможно да се определи общото количество протеин, разграден в тялото на ден. Така например, отделянето на 8 g азот в урината на ден означава, че около 55 g протеин е претърпял разпад. Ако дневният прием на протеин е по-малък от количеството на неговото разграждане, те говорят за отрицателен азотен баланс, което означава ежедневно намаляване на съдържанието на протеини в организма.
Респираторен коефициент- съотношението на обема на освободения CO2 към обема на консумирания O2 - може да се използва за определяне на консумацията на въглехидрати и мазнини. Ако въглехидратите се метаболизират с помощта на кислород, тогава окисляването на всяка молекула въглехидрати произвежда 1 молекула въглероден диоксид и консумира 1 молекула кислород. В този случай съотношението на обема на освободения въглероден диоксид към обема на консумирания кислород, наречен дихателен коефициент, по време на окисляването на въглехидратите ще бъде равен на 1,0.
Когато мазнините се окисляватСредно на всеки 70 образувани молекули въглероден диоксид се консумират 100 молекули кислород. Респираторният коефициент за окисляване на мазнините е 0,7. Когато се окисляват само протеини, дихателният коефициент е приблизително 0,8. Кислородът, използван за окисляване на тези вещества, взаимодейства с водородните атоми, присъстващи в излишък в молекулите на тези вещества, така че при използване на равни количества кислород се образува по-малко въглероден диоксид.
Поради тази причинадихателният коефициент за окисляване на протеини и мазнини е по-малък, отколкото за окисление на въглехидрати.
Нека видим как можем да използваме дихателен коефициентза да се определи степента на използване на определени хранителни вещества в организма. Количеството въглероден диоксид, освободен от белите дробове, разделено на количеството кислород, консумиран през същото време, се нарича белодробен вентилационен индекс. Ако този индикатор се следи за около час, индикаторът за белодробна вентилация става равен на дихателния коефициент. Приближаването на стойността на дихателния коефициент до 1,0 показва, че въглехидратите са били окислени в тялото, т.к. дихателният коефициент при окисляване на протеини и мазнини е значително по-малък от 1,0. Ако дихателният коефициент е по-близък до 0,7, тогава в тялото се окисляват само мазнините.
И накрая, ако не вземете предвид възможността за окисляванемалко количество протеини, тогава стойностите на дихателния коефициент в диапазона от 0,7-1,0 могат приблизително да показват преобладаване на окисляване на мазнини или въглехидрати. За по-точно определяне консумацията на протеин трябва да се изчисли, като се определи количеството на екскретирания азот и след това, като се използват съответните математически формули, да се изчисли почти точно количеството консумирани мазнини и въглехидрати.
Ние изброяваме най-многополучени значителни резултати при изследването на дихателния коефициент.
1. Веднага след хранене въглехидратите се превръщат в най-значимия субстрат за окисляване. Дихателният коефициент през този период се приближава до 1,0.
2. След 8-10 часа след хранене, когато тялото е използвало почти всички налични въглехидрати, дихателният коефициент се доближава до 0,7, което показва преобладаване на използването на мазнини.
3. При наличие на нелекуван диабет, много малко количество въглехидрати може да се използва от организма при всякакви състояния, т.к. тяхното използване изисква инсулин, така че при тежък диабет дихателният коефициент почти винаги остава близо до 0,7, което е типично за преобладаването на окисляването на мазнините.
Нарича се количеството топлина, отделяно 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 се знае кои вещества - протеини, мазнини или въглехидрати - са били окислени в тялото. Респираторният коефициент може да служи като индикатор за това.
Респираторен коефициент и неговото значение в изследването на метаболизма
Респираторният коефициент е съотношението на обема на освободения въглероден диоксид към обема на погълнатия кислород. Дихателният коефициент е различен за окисляването на протеини, мазнини и въглехидрати. Помислете, например, какъв ще бъде дихателният коефициент, когато тялото използва глюкоза. Общият резултат от окисляването на глюкозната молекула може да се изрази с формулата:
Когато глюкозата се окислява, броят на образуваните молекули въглероден диоксид и броят на изразходваните (абсорбирани) молекули кислород са равни. Равен брой газови молекули при една и съща температура и същото налягане заемат същия обем (закон на Авогадро-Жерар). Следователно, дихателният коефициент
съотношението) по време на окисляването на глюкозата и другите въглехидрати е равно на единица.
С окисляването на мазнините и протеините дихателният коефициент ще бъде под единица. Когато мазнините се окисляват, дихателният коефициент е 0,7. Нека илюстрираме това с примера за окисление на трипалмитин:
Съотношението между обемите въглероден диоксид и кислород в този случай е:
Подобно изчисление може да се направи за протеин; когато се окислява в организма, дихателният коефициент е 0,8.
При смесена храна при хора дихателният коефициент обикновено е 0,85-0,9. Определен калориен еквивалент на кислород съответства на определен дихателен коефициент, както се вижда от табл. двадесет.
Таблица 20 Съотношението на дихателния коефициент и калоричния еквивалент на кислорода
|
Респираторен 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 дихателен коефициент (0,85-0,90) при хора с нормално хранене в покой позволява доста точно определяне на енергийния метаболизъм при човек в покой, като се изчислява само количеството на консумирания кислород и се взема неговият калориен еквивалент при средния дихателен коефициент.
Количеството кислород, консумирано от тялото, се изследва с помощта на различни видове спирографи.
Чрез определяне на количеството погълнат кислород и вземане на средния дихателен коефициент, равен на 0,85, е възможно да се изчисли производството на енергия в тялото; калоричният 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, е широко разпространен.
Дихателен коефициент по време на работа
При интензивна мускулна работа дихателният коефициент се увеличава и в повечето случаи се доближава до един. 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 надвиши единица. В бъдеще дихателният коефициент рязко намалява до стойности, по-ниски от първоначалните стойности, и само 30-50 минути след упорита работа обикновено се връща към нормалното. Тези промени в дихателния коефициент са показани на фиг. 196.
Промените в дихателния коефициент след края на работа не отразяват истинската връзка между използвания в момента кислород и освободения въглероден диоксид. Коефициентът на дишане в началото на периода на възстановяване се увеличава по следната причина: по време на работа в мускулите се натрупва млечна киселина, за чието окисляване нямаше 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 освободен въглероден диоксид е по-голямо от количеството въглероден диоксид, образуван в момента в тъканите. Обратната картина се наблюдава в по-нататък, когато млечна киселина
Ориз. 196. Криви на четири наблюдения (1-4) на промените в дихателния коефициент по време и след двучасова интензивна работа.
пяната изчезва от кръвта. Част от него се окислява, друга се ресинтезира в гликоген, а част се отделя с урината и потта. С намаляването на млечната киселина се отделят основи, които преди това са били отнети от бикарбонатите. Тези основи отново свързват 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.
Проучване на брутния обмен
Дългосрочното (в течение на един ден) определяне на газообмена дава възможност не само да се намери топлинното производство на тялото, но и да се реши въпросът кои хранителни вещества са били окислени поради генерирането на топлина. Нека 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 са екскретирани 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. Откриваме количеството въглерод от протеинов произход. За да направим това, ние определяме количеството въглерод в разложения протеин. Тъй като протеините съдържат около 53% въглерод, следователно, при разпадането 
от количеството въглерод в разградения протеин и въглерода, екскретиран с урината, 55,65-9,0191 == 46,63 г. Определяме обемните количества въглероден диоксид с протеинов произход, екскретиран през белите дробове, въз основа на факта, че от 1 грам- образува се молекула въглерод (12 g).
равно на 0,8 за протеини, намираме количеството кислород, използвано за окисляване на протеините:
за окисляването на протеините намираме количеството кислород, използвано за окисляването на въглехидратите и мазнините, 654.141 - 108.8 \u003d 545.341 l C\u003e 2. Чрез разликата между целия освободен въглероден диоксид и въглеродния диоксид с протеинов произход, освободен от белите дробове, намираме количеството въглероден диоксид, образувано при окисляването на въглехидратите и мазнините, 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 при окисляването на 1 g мазнини се изразходват 2,019 литра кислород и се образуват 1,431 литра въглероден диоксид, а при окисляване на 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 хколичеството мазнини и приколичеството въглехидрати, окислени в тялото. Решавайки системата от уравнения с две неизвестни, получаваме:
Откриваме количеството въглехидрати, окислени в тялото, замествайки стойността хкъм някое от уравненията:
И така, освобождаването на енергия в тялото се осъществява поради окисляването на 105 g протеини, 99 g мазнини и 417 g въглехидрати. Знаейки количеството топлина, генерирано по време на окисляването на 1 g от всяко от веществата (виж Таблица 19), е лесно да се изчисли общото производство на топлина от тялото на ден:
BX
Интензивността на окислителните процеси и преобразуването на енергия зависи от индивидуалните характеристики на организма (пол, възраст, телесно тегло и височина, условия и характер на хранене, мускулна работа, състоянието 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 основен обмен.
Енергийните разходи на основния метаболизъм са свързани с поддържането на минимално ниво на окислителни процеси, необходими за клетъчния живот и с дейността на постоянно работещи 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 е: 1) в състояние на мускулна почивка (легнала позиция с отпуснати мускули), да не 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 човека.Стойността на основния метаболизъм обикновено се изразява като количество 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 жените 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. Основният метаболизъм на човек на възраст между 20 и 40 години остава на сравнително постоянно ниво. В напреднала възраст основният метаболизъм намалява.
Според формулата на Dreyer, дневната основна метаболитна скорост в килокалории (//) е:
където V-телесно тегло в грамове НО - възрастта на човека,/< - константа, равная для мужчины 0,1015, а для женщины-0,1129.
Формулите и таблиците за основния метаболизъм представляват средни данни, получени от голям брой проучвания на здрави хора от различен пол, възраст, телесно тегло и височина.
Определението на основния метаболизъм, според тези таблици, при здрави хора с нормално телосложение 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 се наблюдава при недостатъчност на щитовидната жлеза (микседем), хипофизата и половите жлези.
Повърхностно правило
Ако преизчислим интензивността на основния метаболизъм на 1 kg телесно тегло, то при топлокръвни животни от различни видове (Таблица 21) и при хора с различно телесно тегло и височина, тя е много различна. Ако преизчислим интензивността на основния метаболизъм на 1 m 2 телесна повърхност, стойностите, получени при различните животни и хора, не се различават толкова рязко.
Таблица 21
Стойността на производството на топлина при хора и други организми
|
Производство на топлина за 24 часа kJ (kcal) |
|||
|
Обектът е | |||
|
следвайки |
на 1 кг маса |
1 м над |
|
|
тяло |
|||
Според правилото за повърхността на тялото, топлокръвните животни консумират енергия пропорционално на размера на телесната повърхност.
Дневното производство на топлина на 1 m 2 телесна повърхност при хората е 3559-5234 kJ (850-1250 kcal), средната цифра 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 директните измервания на повърхността на тялото. Постоянна Да сепри хората е 12,3. По-точна формула е предложена от Дюбоа:
където 1U 7 - телесно тегло в килограми, Х - височина в сантиметри.
Резултатът от изчислението се изразява в квадратни сантиметри.
Правилото на 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 индивида, чиято телесна повърхност е еднаква, може да се различава значително. Нивото на окислителните процеси се определя не толкова от преноса на топлина от повърхността на тялото, колкото от производството на топлина, което зависи от биологичните характеристики на животинския вид и състоянието на тялото, което се дължи на дейността 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, прекарвайки 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 по-голямо, толкова по-интензивна е мускулната работа.
При мускулна работа се освобождава топлинна и механична енергия. Съотношението на механичната енергия към общата енергия, изразходвана за работа, изразено като процент, се нарича коефициент на ефективност.При физическия труд на човек ефективността варира от 16 до 25% и се равнява средно на 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 обучението.
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 разходите за енергия при основни метаболитни условия са средно 4,2 kJ (1 kcal) на 1 kg телесно тегло на час, тогава при тихо седене разходите за енергия са средно 5,9 kJ (1,4 kcal) . ) на 1 кг телесно тегло на час, при стоене без напрежение - 6,3 kJ (1,5 kcal), с лека работа (деловодство, шивачи, механици за фина работа, учители) -7,5-10,5 kJ (1,8-2,5 kcal) , с малко мускулна работа, свързана с ходене (лекари, лаборанти, пощальони, книговези) - 11,8-13,4 kJ - (2,8-3,2 kcal), с труд, свързан с умерена мускулна работа (металоработници, бояджии, дърводелци), 13,4-16,8 kJ (3,2-4,0 kcal), с тежък физически труд 21,0-31,5 kJ (5, 0-7,5 kcal).
Възрастното население се разделя на 4 групи според енергийните разходи в зависимост от характеристиките на професията (Таблица 22).
Таблица 22 Размерът на енергийните разходи 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- |
|
|
кал 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 | ||
|
тежко физическо усилие | ||
|
Четвърто |
Немеханизирани работници или работници на непълно работно време |
12 142-17 585 kJ (2900- |
|
но механизираният труд е голям и среден | ||
Значителните разлики в енергийните нужди в групите зависят от пола (повече при мъжете), възрастта (намаляване след 40 години), степента на развлекателна дейност и нивото на обществените услуги.
Ежедневният разход на енергия 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 от движение, предизвикват незначително (2-3%) увеличение на разхода на енергия в сравнение с пълната почивка. Въпреки това, в повечето случаи различните видове умствен труд са придружени от мускулна активност, особено когато работникът е емоционално възбуден (лектор, художник, писател, оратор и т.н.) и следователно разходите за енергия могат да бъдат относително 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 в условия на основен метаболизъм. Увеличаването на метаболизма и енергията започва след час, достига максимум 3 часа след хранене и продължава няколко часа. Ефектът от приема на храна, който повишава метаболизма и енергийните разходи, се нарича специфична динамикадействие на храната.
При протеиновата храна той е най-голям: обменът се увеличава средно с 30%. При хранене с мазнини и въглехидрати метаболизмът се увеличава при хората 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 терморегулационно напрежение и редица други фактори.
Получени са множество факти, които свидетелстват за условно-рефлекторно изменение на потреблението на кислород и енергийния обмен. Всеки индиферентен преди това стимул, свързан във времето с мускулната активност, може да послужи като сигнал за повишаване на метаболизма и енергията.
При спортист в състояние преди старт потреблението на кислород се увеличава значително и следователно обменът на енергия. Същото се случва и по време на идване на работа и под влияние на фактори на работната среда за работниците, чиито дейности са свързани с мускулни усилия. Ако под хипноза субектът се внуши, че върши тежка мускулна работа, метаболизмът му може да се увеличи значително, въпреки че в действителност той не върши никаква работа. Всичко това показва, че нивото на енергийния метаболизъм в тялото може да се промени под въздействието на мозъчната кора.
Хипоталамусната област на мозъка играе специална роля в регулирането на енергийния метаболизъм. Тук се формират регулаторни въздействия, които се реализират от вегетативните нерви или хуморалната връзка чрез увеличаване на секрецията на редица ендокринни жлези. 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 организма. Терминът "хранителни продукти" или "хранителни продукти" не трябва да бъде
да 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 хранителни калорични коефициенти. калорично,или топлинен коефициент,нарича се количеството топлина, отделено при изгарянето на 1 g вещество. Калоричните коефициенти на основните хранителни вещества при тяхното окисляване в организма са както следва.
Респираторният коефициент е 18.10:24.70 = 0.73.[ ...]
Дихателният коефициент при нормално узряване на плодовете не остава постоянен. В пременопаузалния стадий той е приблизително 1 и с узряването достига стойности от 1,2 ... 1,5. При отклонения ± 0,25 от единица все още не се наблюдават аномалии в обмяната на веществата в плодовете и само при големи отклонения могат да се предполагат физиологични нарушения. Интензивността на дишането на отделните слоеве тъкани на всеки плод не е еднаква. В съответствие с по-голямата активност на ензимите в кожата, в нея се забелязва многократно по-голяма интензивност на дишането, отколкото в паренхимната тъкан (Hulme and Rhodes, 1939). С намаляване на съдържанието на кислород и увеличаване на концентрацията на въглероден диоксид в паренхимните клетки, с увеличаване на разстоянието от кожата до сърцевината на плода, скоростта на дишане намалява.[ ...]
Тестер за дихателен коефициент, пинсети, ленти за филтърна хартия, пясъчен часовник за 2 минути, стъклени чаши, пипети, стъклени пръчки, 250 ml конични колби.[ ...]
Устройството за дихателен коефициент се състои от голяма епруветка с плътно прилепнала гумена запушалка, в която е поставена измервателна тръба, огъната под прав ъгъл със скала, изработена от милиметрова хартия.[ ...]
Консумацията на кислород и коефициентът на неговото използване бяха постоянни, когато p02 беше намален до 60 и 20% от първоначалната стойност (в зависимост от текущата скорост). При концентрация на кислород, малко по-висока от критичната, максималният вентилационен обем се поддържа дълго време (в продължение на няколко часа). В същото време обемът на вентилацията се е увеличил с 5,5 пъти, но за разлика от шарана намалява, като се започне от 22% от нивото на наситеност на водата с кислород. Авторите смятат, че намаляването на обема на вентилацията при рибите по време на екстремна хипоксия е следствие от кислородния дефицит на дихателната мускулатура. Съотношенията на дихателната честота и сърдечната честота бяха равни на 1,4 при нормални условия и 4,2 при кислороден дефицит.[...]
Встъпителни пояснения. Предимства на метода: висока чувствителност, която дава възможност за работа с малки проби от експериментален материал; способността да се наблюдава динамиката на газообмена и едновременно да се вземе предвид газообмена на 02 и CO2, което ви позволява да зададете дихателния коефициент.[ ...]
Следователно, стойността на pH в окситеиновата спада до почти 6,0, докато в аеротенка pH > 7D. аератор (фиг. 26.9) трябва да бъде по-малък от мощността на аератора за аераторния резервоар. Това се дължи на високата концентрация на кислород (над 60%) на всички етапи на оксигенация.[ ...]
Динамика на освобождаване на въглероден диоксид (С?СО2), поглъщане на кислород ([ ...]
Морските и сладководни риби при тези експериментални условия имат приблизително същия дихателен коефициент (RC). Недостатъкът на тези данни е, че авторът взе за сравнение златна рибка, която по принцип консумира малко кислород и трудно може да служи като еталон за сравнение.[ ...]
По отношение на газообмена на зимуващите насекоми, трябва да се каже, че в този случай респираторният коефициент също намалява1. Например, Dryer (1932) установява, че в активното състояние на мравката Formica ulkei Emery дихателният коефициент е 0,874; когато мравките станаха неактивни преди зимния хибернация, дихателният коефициент намалява до 0,782, а по време на хибернация намалението достига 0,509-0,504. Колорадският бръмбар Leptinotarsa decemlineata Say. през зимния период дихателният коефициент намалява до 0,492-0,596, докато през лятото е 0,819-0,822 (Ushatinskaya, 1957). Това се обяснява с факта, че в активно състояние насекомите живеят основно с протеинови и въглехидратни храни, докато в хибернация се консумират основно мазнини, което изисква по-малко кислород за окисляване.[ ...]
В херметични резервоари, предназначени за налягане в GP RK. d = 1962 Pa (200 mm воден стълб), при високи коефициенти на оборот, времето на престой на резервоара с „мъртвия“ остатък преди пълнене може да бъде толкова малко, че дихателният клапан няма време да се отвори за „издишване“. Тогава няма загуби от "обратно.издишване".[ ...]
За да разберете биохимичните процеси, протичащи в тялото, голямо значениеима дихателен коефициент. Респираторен коефициент (RC) - съотношението на издишаната въглеродна киселина към консумирания кислород.[ ...]
За да се прецени ефектът на температурата върху всеки процес, обикновено се оперира със стойността на температурния коефициент. Температурният коефициент (t > u) на дихателния процес зависи от вида на растенията и от градациите на температурата. Така че, с повишаване на температурата от 5 до 15 ° C, 0 o може да се увеличи до 3, докато повишаването на температурата от 30 до 40 ° C увеличава интензивността на дишането по-малко значително (Fu около 1,5). Фазата на развитие на растенията е от голямо значение. Според Б, А. Рубин при всяка фаза от развитието на растенията най-благоприятни температури за дихателния процес са тези, срещу които обикновено преминава тази фаза.Промяната на оптималните температури по време на дишането на растенията в зависимост от фазата на тяхното развитие , се дължи на дихателните пътища. Междувременно различните температури са най-благоприятни за различните ензимни системи. В тази връзка е интересно, че в по-късните фази на развитие на растенията има случаи, когато флавиндехидрогеназите действат като крайни оксидази, пренасяйки водород директно във въздуха на кислород.[ ...]
Всички изследвани риби в плен консумират по-малко кислород, отколкото в природни условия. Леко увеличение на дихателния коефициент при риби, отглеждани в аквариуми, показва промяна в качествената страна на метаболизма към по-голямо участие на въглехидратите и протеините в него. Авторът обяснява това с най-лошия кислороден режим на аквариума в сравнение с природните условия; освен това в аквариума рибите са неактивни.[ ...]
За намаляване на емисиите на изпарения на вредни вещества се използват и отразяващи дискове, монтирани под монтажната тръба на дихателния клапан. При висока скорост на оборот на атмосферните резервоари, ефективността на рефлекторните дискове може да достигне 20-30%.[ ...]
Допълнително насищане на HP може да настъпи след пълнене, ако газовото пространство не е напълно наситено с пара. В този случай дихателният клапан не се затваря след напълване на контейнера и незабавно започва допълнително издишване. Това явление се среща в резервоари с високо съотношениеоборотни или частично запълнени, не до максималната височина на преливника, както и в резервоари с бавни процеси на насищане на НР (резервоари с понтони и заровени). Допълнителното насищане на HP е особено характерно за резервоари, пълни за първи път след отстраняване и вентилация. Този тип загуба понякога се нарича загуба от насищане или повторно насищане на HP.[ ...]
С известни и u0, Acjcs могат да бъдат определени и от графики, подобни на тези, показани на фиг. 14. В методите за изчисляване на загубите са дадени подобни графики за типични RVS резервоари, различни видоведихателни клапи и техния брой. Стойността на Ac/cs означава увеличаване на концентрацията в HP за общото време на престой (tp) и запълване на резервоара (te), т.е. t = tn + t3; определя се приблизително от графиките (виж фиг. 3). Когато се използва формула (! 9), трябва да се има предвид, че когато HP е напълно наситен, ccp / cs = 1 и че времето за пълно насищане на HP на наземните резервоари е ограничено до 2-4 дни (в зависимост от състоянието на метеорологичните и други условия), и графика за "приблизителна фиг. 3. Следователно, след като са получени стойностите ccp/cs>l по формула (19), което означава начало на пълно насищане на HP преди края на престоя или края на пълненето на резервоара, е необходимо да се замени ccp/cs = 1.[ . .]
Нека оценим количествените връзки между тези два газови потока. Първо, съотношението на обема на освободения въглероден диоксид към обема на консумирания кислород (дихателен коефициент) за повечето Отпадъчни водиа активната утайка е по-малко от единица. Второ, обемните коефициенти на масопренос за кислород и въглероден диоксид са близки един до друг. Трето, константата на фазовото равновесие на въглеродния диоксид е почти 30 пъти по-малка от тази на кислорода. Четвърто, въглеродният диоксид не само присъства в ликьорната смес в разтворено състояние, но също така влиза в химическо взаимодействие с вода.[ ...]
Когато се сравняват двата вида дишане, неравномерното съотношение на поглъщането на кислород към освобождаването на въглероден диоксид е поразително. Съотношението CO2/O2 се нарича респираторен коефициент KO.[ ...]
Ако органични вещества с относително по-високо съдържание на кислород от въглехидратите се окисляват по време на дишането, например органични киселини - оксалова, винена и техните соли, тогава дихателният коефициент ще бъде значително по-голям от 1. Той също ще бъде по-голям от 1 в случая когато част от кислорода, използван за дишане на микроби, се взема от въглехидратите; или по време на дишането на онези дрожди, в които алкохолната ферментация протича едновременно с аеробното дишане. Ако наред с аеробното дишане се появят други процеси, които използват допълнителен кислород, тогава дихателният коефициент ще бъде по-малък от 1. Той ще бъде по-малък от 1 дори когато вещества с относително ниско съдържание на кислород, като протеини, въглеводороди и др., се окисляват по време на дишането. , като се знае стойността на дихателния коефициент, е възможно да се определи кои вещества се окисляват по време на дишането.[ ...]
Най-често срещаният показател за скоростта на окисление е скоростта на дишане, която може да се прецени по усвояването на кислород, отделянето на въглероден диоксид и окисляването. органична материя. Други показатели на респираторния метаболизъм: стойността на дихателния коефициент, съотношението на гликолитичните и пентозофосфатните пътища за разграждане на захарите, активността на редокс ензими. За енергийната ефективност на дишането може да се съди по интензивността на окислителното фосфорилиране на митохондриите.[...]
Показаните тенденции при ябълките от сорта портокал Кокс по отношение на влиянието на концентрациите на кислород и въглероден диоксид във въздуха на камерата са валидни за всички останали сортове ябълки, с изключение на случаите на по-силно повишаване на дихателния коефициент при понижаване на температурата.[ ...]
Стойността на DC зависи 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 на DC. Стойността на коефициента се определя и от пълнотата на окисляването на дихателния субстрат. Ако в допълнение към крайните продукти в тъканите се натрупват по-малко окислени съединения (органични киселини), тогава DC[ ...]
Количественото определяне на зависимостта на газообмена в рибите от температурата е извършено от много изследователи. В повечето случаи изследването на този въпрос беше ограничено главно до количествената страна на дишането - стойността на дихателната честота, стойността на потреблението на кислород и след това изчислението температурни коефициентипри различни температури [...]
За да се намалят загубите от изпаряване и замърсяване на въздуха, резервоарите за бензин са оборудвани с газов тръбопровод, който свързва въздушните пространства на резервоарите, в които се съхраняват продукти от една и съща марка, и също така е инсталиран общ дихателен клапан. Описаните по-горе „големи и малки вдишвания“, вентилация на газовото пространство, също са причина за замърсяване на въздуха по време на съхранение на нефтопродукти в селскостопански съоръжения, тъй като при коефициент на оборот на резервоарен парк 4-6, коефициентът на оборот на запасите на гориво е 10-20, което означава намаляване на коефициента на използване на резервоарите 0,4-0,6. За предотвратяване на замърсяването на въздуха в нефтобазите са предвидени почистващи устройства и сепаратори за бензин.[ ...]
Получените до момента данни показват, че екстремните температури предизвикват инхибиране на дейността на физиологичната система, в частност транспорта на газове в рибите. В същото време се развива брадикардия, увеличава се аритмията, намалява консумацията на кислород и коефициентът на неговото използване. След тези промени във функционирането на кардиореспираторния апарат, вентилацията на хрилете постепенно спира и най-накрая спира да функционира миокардът. Очевидно аноксията на дихателната мускулатура и общият недостиг на кислород е една от причините за смъртта на рибите поради прегряване. Повишаването на температурата води до ускоряване на оползотворяването на кислорода и в резултат на това до спадане на напрежението му в дорзалната аорта, което от своя страна служи като сигнал за повишена вентилация на хрилете.[ ...]
Преди да приложите модела, е необходимо да проверите кинетичните му параметри. Модел за валидиране на система с чист кислород за пречистване на битови и промишлени отпадъчни води е направен от Müller и др. (1) При валидирането на модела за пречистване на битови отпадъчни води е използван респираторен коефициент R.C от 1,0, докато за промишлени отпадъчни води е 0,85 и дори 0,60. химични взаимодействияе направено съвсем наскоро при изследването на отпадъчните води от фабрика за целулоза и хартия (фиг. 26.6). За оценка на получените данни, дихателният коефициент беше приет равен на 0,90. Въпреки че няма много данни за съдържанието на амониев азот, беше отбелязано, че нуждата от него за растежа на микроорганизмите е по-ниска от тази, която традиционно се наблюдава в биологични системи.[ ...]
За да се реши въпросът за същността на ефекта на температурата върху метаболизма на рибите, трябва да се знае не само степента на повишаване или намаляване на метаболизма с температурни промени, но и качествени промени в отделните връзки, които изграждат метаболизма. До известна степен качествената страна на обмена може да се характеризира с такива коефициенти като респираторен и амонячен (съотношението на освободения амоняк като краен продукт на азотния метаболизъм към консумирания кислород) (фиг. 89).[ ...]
От горното уравнение (4) следва, че съотношението на константите за 02 и CO2 е равно на 1,15, т.е. използването на техниката за измерване на CO2-баланса, изглежда, дава възможност да се извършват наблюдения при малко по-високи стойности от 2 и съответно по-високи скорости на потока. Но това очевидно предимство изчезва, ако приемем, че дихателният коефициент е по-малък от 1. Освен това, както е показано от Талинг 32], точността на определяне на CO2 в естествените води не може да бъде по-добра от ± 1 μmol/l (0,044 mg/l) , и кислород - ±0,3, µmol/l (0,01 mg/l). Следователно, дори ако приемем дихателния коефициент равен на 1, точността на метода на баланса, основан на отчитане на баланса на кислорода, се оказва поне три пъти по-висока, отколкото при определяне на въглеродния диоксид.[...]
В нашите изследвания е използван морфофизиологичният метод с някои допълнения. Това даде възможност да се определи с достатъчна точност (±3,5%) количеството погълнат кислород, освободения въглероден диоксид и дихателния коефициент (RC) върху цели кълнове на възраст 10–12 дни и листа от растения от полеви опити. Принципът на тази техника се крие във факта, че растенията, поставени в затворен съд (газова пипета със специална конструкция) с атмосферен въздух, в резултат на дишането променят състава на въздуха. По този начин, знаейки обема на съда и определяйки процентния състав на въздуха в началото и в края на експеримента, не е трудно да се изчисли количеството погълнат и освободен от растенията CO2.[ ...]
Различните органи и тъкани на растението се различават значително по отношение на снабдяването с кислород. В листата кислородът се доставя свободно до почти всяка клетка. Сочните плодове, кореноплоди, грудки са много слабо вентилирани; те са слабо пропускливи за газове, не само за кислорода, но и за въглеродния диоксид. Естествено, в тези органи процесът на дишане се измества към анаеробната страна, дихателният коефициент се увеличава. В меристематичните тъкани се наблюдава увеличение на дихателния коефициент и изместване на процеса на дишане към анаеробна страна. Така различните органи се характеризират не само с различна интензивност, но и с различно качество на дихателния процес.[ ...]
Въпросът за веществата, използвани в процеса на дишане, отдавна е животно на физиолозите. Дори в трудовете на И. П. Бородин е показано, че интензивността на дихателния процес е право пропорционална на съдържанието на въглехидрати в растителните тъкани. Това даде основание да се предположи, че именно въглехидратите са основното вещество, консумирано по време на дишането. При изясняване на този въпрос от голямо значение е определянето на дихателния коефициент. Респираторният коефициент е обемното или моларното съотношение на CO2, освободен по време на дишането, към кислорода, погълнат за същия период от време.При нормален достъп до кислород стойността на дихателния коефициент зависи от субстрата на дишането. Ако в процеса на дишане се използват въглехидрати, тогава процесът протича по уравнението CeH) 2O5 + 6O2 = 6CO2 + 6H2O, в този случай дихателният коефициент е равен на единица! = 1. Въпреки това, ако повече окислени съединения, като органични киселини, се разлагат по време на дишането, поглъщането на кислород намалява и дихателният коефициент става по-голям от единица. Когато повече редуцирани съединения, като мазнини или протеини, се окисляват по време на дишането, се изисква повече кислород и дихателният коефициент става по-малък от единица.[...]
И така, най-простият процес на аеробно дишане е представен в следната форма. Молекулният кислород, консумиран по време на дишането, се използва главно за свързване на водород, образуван по време на окисляването на субстрата. Водородът от субстрата се прехвърля в кислород чрез поредица от междинни реакции, които протичат последователно с участието на ензими и носители. Определена представа за естеството на дихателния процес дава така нареченият дихателен коефициент. Това се разбира като съотношението на обема на освободения въглероден диоксид към обема на погълнатия по време на дишането кислород (С02:02).[ ...]
Ефективността на кардиореспираторния апарат на рибите, неговите резервни възможности, лабилността на честотните и амплитудните показатели зависят от вида и екологичните характеристики на рибата. С повишаване на температурата със същата стойност (от 5 до 20°C) скоростта на дишане при судака се увеличава от 25 на 50 в минута, при щуката от 46 на 75, при яза от 63 на 112 в минута. Консумацията на кислород се увеличава успоредно с увеличаването на честотата, но не и на дълбочината на дишането. Най-голям брой дихателни движенияза изпомпване на единица обем вода се произвежда подвижна яда, а най-малката - по-малко активен оксифилен щука, което положително корелира с интензивността на газообмена при изследвания вид. Според авторите съотношението на максималния обем на вентилация и съответния коефициент на използване на кислорода определя максималния енергиен потенциал на организма. В покой най-голямата интензивност на газообмена и обема на вентилация са били при оксифилния кадър, а при функционално натоварване (моторна активност, хипоксия) - при яза. При ниски температури увеличаването на обема на вентилация в яда в отговор на хипоксия е по-голямо, отколкото при високи температури, а именно: 20 пъти при 5°C и 8 пъти при 20°C. При орбитолон тифоидуроза, при хипоксия (40% насищане), обемът на изпомпваната през хрилете вода се променя в по-малка степен: при 12°C се увеличава 5 пъти, а при 28°C - 4,3 пъти. ]
Значително по-малко проучени показатели за въглехидратния метаболизъм при адаптивна екзогенна хипоксия, т.е. с лек и умерен кислороден дефицит в околен свят. Малкото налични експериментални данни обаче показват, че и в този случай има повишено използване на гликоген в мускулите, повишаване на съдържанието на млечна киселина и захар в кръвта. Както се очаква, нивото на наситеност на водата с кислород, при което се отбелязват тези измествания, не е еднакво за различните видове. Например, при минога се наблюдава хипергликемия с намаляване на съдържанието на кислород само с 20% от първоначалното, а в 1 abeo carepvk концентрацията на кръвната захар остава постоянно ниска дори при 40% кислородно насищане на водата и само по-нататъшно намаляване на сатурацията доведе до бързо повишаване на нивата на кръвната захар. По време на хипоксия на лин се наблюдава повишаване на кръвната захар и млечната киселина. Подобна реакция към хипоксия е отбелязана при канален сом. В първото от тези изследвания, при 50% насищане на водата с кислород, рибите разкриват повишаване на съдържанието на млечна киселина, което продължава до първия час на нормоксия, т.е. след връщането на рибата към нормални условия на кислород . Възстановяването на биохимичните параметри до нормата настъпва в рамките на 2-6 часа, а повишаването на лактата и дихателния коефициент от 0,8 до 2,0 показва повишаване на анаеробната гликолиза.
Респираторният коефициент (RC) е съотношението на обема на освободения въглероден диоксид към обема на погълнатия кислород за определено време. Ако само въглехидратите се окисляват в процеса на метаболизма в тялото, 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 обмена 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 окисляване на въглехидратите ще бъде равен на 1:
За мазнините ще бъде:
Окислението на една молекула мазнини изисква 81,5 молекули кислород, а окислението на 1 грам-молекула мазнини изисква 81,5 x 22,4 литра кислород, тоест 1825,6 литра O 2, където 22,4 е обемът на една граммолекула в литри. Грам-молекула мазнини е 890 g, след което 1 литър кислород се окислява 
487 г мазнини. 1 g мазнини при пълно окисление освобождава 38,945 kJ (9,3 kcal) *, а 0,487 дава 18,551 kJ. Следователно калоричният еквивалент на 1 литър кислород с дихателен коефициент 0,7 ще бъде 18,551 kJ. При нормални условия дихателният коефициент е между 1 и 0,7. При DC 0,7 мазнините се окисляват в тялото, като в същото време калоричният еквивалент, или топлинната стойност на 1 литър кислород, е 18,551 kJ, а при DC = 1 - 21,135.
