Том 3 (1128363), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Интенсивность обмена вещесгз у бегунов на марафонскую Таблица 24.3. Интенсивность обмене веществ прк за нятнях различными аидами спорта (данные по бегу см на рис. 24.6) [6) Езда на велосипеде по ровной местности Велосипедные гонки Игра в футбол Игра в гандбол Игра в волейбол Плавание брассом Плавание брассом в одежде Соревнования по гребле Льс«ный спорт: биатлон слалом скоростной спуск женщины мужчины бег но пересеченной местности женщины мужчины Теннис, одиночки Танцы, венский вальс дистанцию соответствует 2.1 «лошадиной силы» (750 Вт = = 1 л.с.).
Ес«и принять, что Расщепляются примерно одинаковые количества жиров н углеводов, то за 130-минутный марафонский пробег будет использовано 850 г знергосодержащих питательных веществ. Величины интенсивности обмена веществ ёрн занятиях разными вилами спорта привалены в табл. 24.3. Методы, с помощью которых измеряют интенсивность метаболизма, можно классифицировать несколькими способами .по тому, заключаются ли они в непосредственном измерении потерь тепла или в их измерении косвенным путем, представляют ли собой используемые для измерения устройства открытые или закрытые системы.
переносные или стационарные, обеспечивают ли приборы непрерывную или периодическую регистрацию интенсивности обмена веществ. Данный метод основан на прямом определении тепловых потерь организма («прямая калориметрия»). Еще в 1780 г. Лавуазье разработал способ измерения тепла, выделяемого живыми арганизмамю Его «калориметр» ре~истрировал количество выделяемого тепла прямым непрерывным способом, хотя и не в стандартных условиях. Аппараты, необходимые для прямого измерения по~ерь тепла у человека, массивны и сложны по устройству; в связи с этим их используют только для специальных целей. Прямые измерения интенсивности обмена веществ оказались особенно полезными в одном отношении: сравнение полученных этим способом результатов с данными, характеризующими баланс пищевых веществ в организме, подтвердило справедливость закона сохранения энергии для живых аргаиизмав.
Кроме того, результаты экспериментов по прямой калориметрии могут быть полезны для контроля достоверности результатов, полученных соответствующими непрямыми методами измерения. Непрямое измерение интенсивности обмена веществ основано на измерении количества кислорода, поглощенного организмом. В связи с тем что кислород используется в любой реакции биологического окисления, а возможности хранения О, в организме невелики, количество кислорода, потребляемого тканями (показатель интенсивности метаболизма), можно определить по количеству кислорода, посту- Янко Олааа Цннблиотека Гог)ГОа) Ц а!ачаааайуапбех.гы Ц Ьзхрсауап$сод!Ьггы ГЛАВА 24. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БАЛАНС 659 Углеводы Жиры Белки 1,00 21,1 0,70 19.6 0,81 18,8 ДК кДж/л Оз пившего в организм через легкие.
Были предприняты также попытки использовать в качестве меры количества вырабатываемого тепла количество выдыхаемого СОз. Поскольку, однако, способности организма к накоплению углекислого газа весьма велики, нет уверенности в том, что количество выдыхаемого СОз достаточно точно соответствует тому количеству СОз, которое вырабатывается в организме за то же самое время. Основные расчеты. Если заключение об интенсивности энергетического обмена должно быть сделано на основании данных о количестве поглошаемого кислорода, ход рассуждений состоит в следующем. Выход энергии при окислении глюкозы описывается уравнением СвН,зОв + 6Ог -+ 6СО, + 6НгО + 2826 кДж.
(2) В данной реакции 2826 кДж-это полная энергия (знпсалыися), выделяемая при окислении 1 моль глюкозы; только часть этой энергии (свободная энтальпия [51) может быль использована для обеспечения клеточных функций. Энергетическая с/в)снасть. Количество вырабатываемой энергии часто выражают в соответствии с массой илн объемом субстрата; масса 1 моля глюкозы равна 180 г, а объем 6 моль кислорода— 6 х 22,4 л = 134,4 л. Из этого следует, что полное окисление 1 г глюкозы сопровождается выделением 2826/180 = 15,7 кДж.
Следовательно, энергетическая пенность глюкозы составляет 15,7 иДж/г (с. 723). Энергетический эквивалент («калорический эквивалент») выражает количество вырабатываемой энергии в соответсгвии с количеством поглощенного кислорода. В случае приведенной выше реакпии зта величина равна 2826 кДж/134,4 л = = 21,0 кДж на 1 л Ог. Поскольку смесь углеводов, присутствующих в обычной пище, имеет несколько более высокую энергетическую ценность по сравнению с глюкозой, энергетический эквивалент окисления углеводов составляет 21.1 кДж на 1 л О (табл. 24.4). Дыхательный коэ(/сфициеит (или коэффициент легочного газообмена) указывает на тип пищевых продуктов, использованных в обмене веществ; этот показатель определяется следующим образом: Фсо — — Выделение СОг ДК = —.— -* Уб — — Потребление Ог В случае окисления глюкозы потребление кислорода равно выделению диоксида углерода, так что ДК = = 1.
Таким образом, значение ДК, равное 1, †характерный показатель окисления углеводов. Пример расчегиа. В условиях покоя поглощение кислорода составляло 280 мл/ыян (сталлартный объем при сгавлартных значениях температуры, давлении и влаж- Таблица 24.4. Дыхательный коэффициент (ДК) и энер- гетический эквивалент при окислении питательных ве- ществ (1 кДж = 0,24 ккап) ности воздуха; с.
586), а значение ДК оказалось необычным — равным 1,00. Интенсивность обмена веществ в этом случае равна 0,280. 21,! = 5,91 кДж/мян си 8510 кДж/сут (о98 Вт). Сходным образом определяют ДК в случае окисления жиров. Поскольку в жирных кислотах на один атом углерода приходится меньше атомов кислорода, чем в углеводах, их окисление характеризуется значительно более низким дыхательным коэффициентом (0,7). В случае окисления чисто белковой паши ДК оказывается равным 0,81 (табл, 24.4).
Конечные продукты катаболизма. К конечным продуктам катаболизма наряду с другими компонентами относятся вода (примерно 350 мл в день), диокснд углерода (примерно 230 мл/мин), оксид углерода (примерно 0,007 мл/мин), мочевина (около 30 г/сут) и ряд азотсодержагцвх ее)цеста (около 6 г/сут), а также другие соединения, выделяющиеся с мочой. Ма«евина — это типичный конечный продукт раслада белков, поэтому по количеству мочевины и других азотсодержащих веществ можно оценивать интенсивность катаболизма белков.
При смешанной диете на белки в среднем приходится 1бигв азота в пище, так что, умножив количество азота, присутствуклцего в моче, на величину 6,25, можно оценить количество катаболизированного белка. Уровень белкового обмена, необходимого главным образом для поддержания структуры организма и его роста, поддерживается примерно пас»спинным. При сбалансированном питании у жителей Центральной Европы на белки обычно приходится примерно 15'А всего энергетического обеспечения.
(Структурньгй белковый обмен существенно возрастает при несчастных случаях и после операций, в связи с чем был введен термин «постагрессионный метаболизм» (табл. 24.6, с. 664).3 Пропорции жиров и углеводов в пище, напротив, значительно колеблются, так что различия в значениях дыхательного коэффициента обусловлены в основном этими пищевыми компонентами. Итак, ДК можно использовагпь для вычисления той части энергопродукции, которая связана с катаболизмом жиров и углеводов, а также для определения того, сколько энергии вырабатывается прн поглощении 1 л кислорода (табл.
24.5). Изменение ДК на 0,1 соответствует изменению энергетического эквивалента на Янко слава 1Бибпиотека ГогтгОа1 Ц а!аиааацйуапс$ек.гм Ц пччисиуапкол1ь.го 660 ЧАСТЬ УН. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БАЛАНС, РАБОТА И ВЛИЯНИЕ ОКРУЖАЮШЕЙ СРЕДЫ 1.0 0,9 21,1 20,6 0,82 0,8 0,7 20,2 20,1 19.6 ДК кДж/л Ох Измерение интенсивности обмена веществ в отдельных органах 24.5.
Измерение интенсивности поглощения кислорода во всем организме Закрытые системы Таблица 24.6. Зависимость энергетического эквива- лента от дыхательного коэффициента (ДК) без учета вклада белков (16%) в общий метаболизм. Средний ДК составляет 0.82 0,5 кДж/л Ог. Данные, приведенные в табл. 24.5, могут быть использованы для непрямого определения точных значений интенсивности метаболизма. Пример расчета. Поглощение кислорода, как я в предыдущем примере, составляло 280 мя/мии, а значение ДК равнялось 0,82 (средаее значение пря величине энергетического эквивалента, равной 20,2 кД:к/л О,). В этом случае интенсивность метаболизма равна 0,280.20,2 в 5,66 кДж/мин в 8150 кДж/сут (приблизительно 94 Вт). Разница между этим значением я результатом в предыдущем примере составляет 358 кДж/сут, иян 45е Факторы, влвиияцве на ДК.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
