Обчислення основного обміну

Енергія, що вироблена.

Розділ 7.Фізіологія процесів обміну речовин та енергії

Основні поняття розділу

Обмін речовин (метаболізм) та енергії – сукупність фізичних, хімічних та фізіологічних процесів перетворення речовин і енергії у організмі, а також їхній обмін між організмом та навколишнім середовищем. Складається із двох взаємопов’язаних процесів: анаболізму (асиміляція) та катаболізму (дисиміляція).

Функціональний метаболізм – обмін жирів та вуглеводів, що головним чином слугує для забезпечення фізіологічних функцій.

Структурний метаболізм – обмін білків, що у першу чергу потрібний для підтримання та змін структури організму.

Загальна кількість виробленої енергії – сума зовнішньої роботи, теплових витрат та запасеної енергії.

Одиниці виміру обміну речовин – за основну одиницю прийнято 1 джоуль(Дж)= 1 ватт·1 секунда = 2,39·10^-4 ккал; 1ккал = 4187Дж = 4,187кДж ≈ 0,0042 МДж. Отже, 1кДж/год ≈ 0,28Вт (≈0,239ккал/год) та 1кДж на добу ≈ 0,012Вт (≈ 0,239ккал на добу).

Коефіцієнт корисної дії (ККД, або η) – та частина енергії, що виробляється, яка використовується на зовнішню роботу; ця величина завжди меньша за 100%:

η(%)= зовнішня робота · 100

Розрізняють сумарний ККД, що розраховують по загальній енергопродукції, та практичний ККД, що визначають по кількості виробленої енергії, від якої виднято енергію основного метаболізму.

Енергетичні витрати людини протягом доби складаються з трьох величин: основного обміну, специфічно-динамічної дії їжі та енергії, яка затрачена на виконання певного роду роботи.

Основний обмін – найменьший рівень обміну речовин, що спостерігається у стані спокою, натщесерце, при розслаблених м’язах, в умовах кімнатної температури (18-20°С). В середньому величина основного обміну для дорослої людини становить до 1 ккал на 1 кг ваги за годину (близько 1500 ккал за добу).

Калорична вартість продуктів - кількість енергії, яка звільняється при окисненні поживних речовин до остаточних продуктів метаболізму. В середньому калорична вартість 1 г білка – 17,17 кДж(4,1 ккал), вуглеводів – 17,17 кДж (4,1 ккал), жиру – 38,94 кДж (9,3 ккал).

Лабораторна робота № 16.

Мета. Навчитися визначати основний обмін у людини різними способами. Визначити процент відхилень основного обміну піддослідного від норми. Знайти якою є витрата енергії при спокої на одиницю поверхні тіла людини.

Прилади та матеріали. Медичні ваги, ростомір, таблиці (за Бенедиктом) для визначення основного обміну (додаток 1), тонометр, фонендоскоп, секундомір.

Об’єкт дослідження. Людина.

Питання для теоретичної підготовки Обмін речовин та енергії як основна функція живого організму. Анаболізм і катаболізм, їхнє значення та взаємозв’язок. Методи вивчення обміну речовин та енергії. Основний обмін та фактори, що на нього впливають.

Завдання 1 Обчислення основного обміну за таблицями.

Визначають основний обмін через 12 годин після приймання їжі і достатнього відпочинку при нормальних метеорологічних умовах.

Знаходять вагу та зріст досліджуваного. При зважуванні в одязі отриманий результат слід зменшити на 5 кг для чоловіків і на 3 кг для жінок. Далі, використовуючи таблицю (додатки 2-4), відповідно для статі піддослідного, визначають величину основного обміну. В частині А навпроти маси піддослідного знаходять перший додаток. В частині Б по горизонталі знаходять вік піддослідного, а по вертикалі його зріст і на перетині граф знаходять другий додаток. Середньостатистична величина нормального основного обміну піддослідного є сумою двох знайдених в таблиці чисел.

Поділивши цю величину на 24 години, одержують величину нормального основного обміну піддослідного у кілоджоулях за годину (кДж/год).

Завдання 2. Розрахунок основного обміну (ООб) за формулами.

Для розрахунку за формулою Дрейера потрібно визначити вагу тіла та вік досліджуваного:

♀ООб = (ккал)

♂ООб = (ккал),

де Р – вага тіла в кг, А – вік у роках.

Більш точною є формула Кляйбера:

Добовий основний обмін у людини вагою 70кг становить у середньому 1680 ккал, при невеликій фізичній праці – 2200-2800 ккал, при важкій фізичній праці – 3600-4500 ккал.

Розрахувати свої показники основного обміну у кілокалоріях та кілоджоулях.

Завдання 3. Обчислення відхилення основного обміну за допомогою формули Ріда.

Формула Ріда дає можливість розрахувати процент відхилення величини основного обміну від норми. Ця формула базується на існуванні взаємозв'язку між артеріальним тиском, частотою пульсу і теплопродукцією організму.

Визначення основного обміну за формулами завжди дає лише наближені результати, але при ряді захворювань (тиреотоксикоз та ін.) вони достатньо достовірні і тому часто застосовуються у клініці.

Допустимим є відхилення до 10% від норми.

У піддослідного визначають частоту серцевих скорочень за допомогою секундоміра і артеріальний тиск за способом Короткова 3 рази з дотриманням умов, необхідних для визначення основного обміну. Визначають середні показники з трьох вимірювань.

Процент відхилень основного обміну від норми визначають за формулою Ріда:

ПВ = 0,75(ЧП+ПТ·0,74) - 72,

ЧП - частота пульсу;

ПТ - пульсовий тиск, який рівний різниці величин артеріального систолічного та діастолічного тиску.

Знайдіть величини відхилення основного обміну за формулою Ріда у відсотках та кілоджоулях на основі даних, що отримані у завданні 1.

Завдання 4. Визначення витрат енергії при спокої на одиницю поверхні тіла людини за допомогою номограм.

Експериментально встановлено, що витрата енергії на 1м² поверхні тіла у чоловіків від 20 до 50 років складає 38-40 ккал/год, а у жінок того самого віку – 36-38 ккал/год.

Поверхню тіла легко вирахувати за допомогою номограм, знаючи зріст у сантиметрах та вагу тіла у кілограмах. З’єднуючи обидва числа лінією, яка пройде через шкалу поверхні, ми за числом у точці перетину з цією лінією визначимо величину поверхні тіла. Це число, помножене на 39 для чоловіків і на 37 для жінок, покаже нормальну для піддослідного величину витрати енергії за 1год при повному спокої (мал.10).

Також для визначення поверхні тіла(ПТ) використовують формулу Рубнера:

Зробіть розрахунки, використовуючи номограми та формули.

Питання для самопідготовки та контролю

1. Що таке метаболізм?

2. Основний обмін та методи його вивчення.

3. Які речовини вважають макроергічними? Їх роль у енергетичному обміні.

4. Пластичний та енергетичний обмін. Речовини, що йх забезпечууть.

5. Чи доцільно у спеку годувати собаку м’ясом?

6. Вміст води в органах різних людей приблизно однаковий. У той же час, відсоток води в усьому тілі у них відрізняється. Так, у організмі жінки води у середньому меньше, ніж у чоловіка. У чому причина цього?

7. Величину ККД серця визначають із відношення ККД=А/О2, де А – величина виконаної серцем роботи, О2 – кількість поглинутого кисню, за рахунок чого звільнюється енергія для роботи серця. У експерименті, що виконувався на серцево-легеневому препараті собаки, встановлено, що розрахована за наведеною вище формулою величина ККД збільшується, якщо серце собаки знаходиться у критичному, близькому до загибелі, стані. Поясніть цей результат.

Лабораторна робота № 17.

Дата добавления: 2014-12-07