Энергетический обмен

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ЭКВИВАЛЕНТ ПИЩИ
Организмы получают энергию из окружающей среды в виде потенциальной энергии, заключенной в химических связях молекул жиров, белков и углеводов. Они постепенно окисляются, выделяя энергию, высвобождающуюся при разрыве химических связей.
Количество энергии, выделяемой при сгорании какого-либо соединения, не зависит от числа промежуточных этапов его распада.
Запас энергии в пище определяют в калориметрической бомбе (рис. 18.1) - замкнутой камере, погруженной в водяную баню. Точно взвешенную пробу помещают в эту камеру, наполненную О2, под давлением 20 атм. Пробы поджигают проволокой так, что они быстро сгорают. Высвобождаемое при этом тепло точно измеряется чувствительными калиброванными термо-метрами по измерению температуры опре-деленного объема воды, окружающего ка-меру; зная теплоемкость воды, ее объем и изменение температуры, можно определить количество выделившейся энергии.

Табл. 18.1. Энергетический эквивалент, дыхательный коэффициент (ДК), объем потребляемого О2 и выделяемого СО2 для разных пищевых веществ.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИНТЕНСИВНОСТИ МЕТАБОЛИЗМА
Прямая калориметрия
Для вычисления теплопродукции используют данные о темплоемкости жидкости, ее объеме, протекающем через изолированную камеру за единицу времени, и разности температур поступающей и оттекающей жидкости.

Рис. 18.2. Калориметр для исследований, проводимых на человеке.
Суммарная выделяющаяся энергия состоит из:
l) возникающего тепла (измеряемого по повышению температуры воды. протекающей в змеевике. который идет через камеру).
2) скрытой теплоты парообразовании (измеряемой по количеству водяных паров. извлекаемых из окружающею воздуха первым поглотителем Н2О),
и 3) работы. направленной на объекты вне камеры; во избежание накопления в камере СО: следует обеспечить ее поглощение.
При этом процессе образуется вода. поэтому требуется второй ее поглотитель. Потребление О2 измеряется по тому количеству, которое приходится добавлять, чтобы содержание его в камере оставалось постоянным.

Косвенная калориметрия
Энергетический обмен можно оценивать по количеству потребляемого кислорода или выделяемого углекислого газа. Отношение выделяемого СО2 к потребляемому О2, дыхательный коэффициент (ДК), характерен для данного пищевого вещества (табл. 18.1).
Рис. 18.3. Спирометр, приспособленный для измерения количества поглощаемого О2.
В рот испытуемого вставлен мундштук; внешний газообмен исключается применением носового зажима. Во избежание сильного увеличения эффективного мертвого пространства для вдыхаемого и выдыхаемого газов применяются раздельные трубки с клапанами, исключающие смешивание; поглотитель СО2 исключает накопление выдыхаемого СО2 в замкнутой системе.
Объем О2 остающегося в спирометре‚ регистрируется писчиком на бумаге, укрепленной на кимографе.

ОСНОВНОЙ ОБМЕН
Относительно постоянный уровень энергетических затрат в условиях физического и эмоционального покоя называют основным обменом.
Основной обмен человека определенного роста и веса можно предсказать с точностью до 5-10%. Более значительные отклонения от предсказанных величин часто свидетельствуют о нарушениях обмена, обычно связанных с нарушением гормонального равновесия.