Обмен веществ и энергии

Экспериментальный метод

↓ ↓

прямая калориметрия непрямая калориметрия

↓ ↓

метод полного газового анализа метод неполного газового анализа.

Прямая калориметрия – регистрируется количество тепла, выделяемого организмом за сутки. Так как большая часть энергии превращается в тепловую, ее количество может служить показателем обмена энергии. Для этого требуется специальная теплоизолированная камера, в которую помещают человека или животное. Датчики регистрируют все выделяющееся тепло. Если соблюдать условия: определение проводить утром, лежа, натощак, при t^оС комфорта, то определим величину реального основного обмена.

Если же определение проводить при обычной деятельности, получим величину общего обмена.

Метод сложный в техническом отношении, т. к. требует специальных громоздких и дорогостоящих камер.

Непрямая калориметрия основана на исследовании газообмена, т. к. количество поглощенного О₂ и выделенного СО₂ зависит от интенсивности обмена и вида питательных веществ, поступающих с пищей.

Полный газовый анализ основан на определении поглощения О₂ и выделения СО₂. Определение проводят следующим образом:

1) Определяют суточное потребление О₂ (на спирометаболографе), например:

2) Определяют суточное потребление СО₂.

Замеры можно производить за ограниченное время и пересчитывать за сутки.

3) Находят дыхательный коэффициент (ДК):

ДК = СО₂ / О₂ - это отношение выделенного СО₂ к поглощенному кислороду.

Зависит от окисляемого питательного вещества.

ДК при окислении углеводов = 1

жиров = 0,7

белков = 0,8

При смешанной пище ДК = 0,85.

4) По таблицам находят калорический эквивалент О₂, величина его зависит от ДК.

КЭК – это количество тепла, выделяемого при сгорании вещества в 1л. О_2,. Зависит от сгорающих продуктов, следовательно и от ДК. Каждому ДК соответствует свой КЭК. Его находят по специальным таблицам.

5) Суточное количество потребленного кислорода умножается на КЭК, находят суточный энергообмен.

Неполный газовый анализ. Этим методом обмен энергии определяют только на основании исследования количества О₂, потребленного за сутки. Измерение потребления О₂ можно провести за 5 минут пересчитать за сутки.

Принимают условия, что человек питался смешанной пищей, ДК при этом равен 0,85, а КЭК – 4,86.

Потребленный за сутки О₂ · 4,86 = суточное потребление энергии.

Основным процессом, характеризующим жизнь, является обмен веществ и энергии. Этот процесс сводится к поступлению в организм из внешней среды различных веществ, их усвоению, изменению и выделению продуктов распада.

Процессы обмена веществ состоят из явлений ассимиляции и диссимиляции:

-- Ассимиляция — это образование в организме сложных органических соединений из более простых при потреблении энергии;

-- Диссимиляцией называется изнашивание живого вещества, то есть разрушение, распад, расщепление органических веществ в организме с освобождением энергии.

Ассимиляция и диссимиляция происходят в организме одновременно и составляют единый процесс. Однако они не всегда уравновешиваются. В различные периоды жизни организма один из них может преобладать. Например, в период роста преобладает ассимиляция, старость характеризуется выраженным преобладанием диссимиляции.

Классификация обмена веществ

Обмен веществ принято разделять на общий, межуточный и основной, а также на белковый (или азотистый), углеводный, жировой, минеральный и водный. Такое разделение обусловлено невозможностью изучения обмена веществ сразу во всей его сложности.

Общий обмен представляет собой обмен веществ и энергии между внешней средой и организмом при обычных условиях жизни.

По уровню общего обмена трудно судить об интенсивности обменных процессов, так как общий обмен находится под сильным воздействием условий внешней среды. На обмен веществ оказывают влияние условия питания, режим работы, возраст, вес тела, пол, функциональное состояние отдельных систем и органов.

Пример:

— низкая внешняя температура усиливает обменные процессы, а повышенная температура, наоборот, тормозит их;

— у самок обмен веществ усиливается при беременности;

— в период лактации уровень обмена веществ у коров молочных пород на 30-60% выше, чем в период сухостоя.

Основной обмен изучают чтобы легче было сопоставить интенсивность обмена веществ у разных объектов, то есть энергетические затраты организма в строго определенных условиях, которые в известной мере устраняют влияние ряда факторов на интенсивность обмена.

Исследования проводят: при относительном покое животного, это исключает влияние мышечной деятельности; при относительно постоянной температуре; после освобождения желудочно-кишечного тракта от кормовых масс, чтобы устранить влияние процессов пищеварения и всасывания питательных веществ.

Основной обмен определяют у человека, а из домашних животных — у собак и кошек. У крупных сельскохозяйственных животных исследуется чаще не основной, а общий обмен при соблюдении равных условий. Объясняется это тем, что у травоядных, особенно у жвачных, невозможно даже при длительном голодании освободить желудочно-кишечный тракт от кормовых масс и тем самым избежать влияния на обмен веществ процессов пищеварения и всасывания. Крупных животных трудно ограничить в движении и создать им условия полного покоя. Кроме того, интерес представляет изучение обмена веществ у животных в обычных условиях их жизни, без каких-либо ограничений кормления, содержания и других факторов, так как любые ограничения могут вызвать нарушение функций организма, а, следовательно, и изменение продуктивности.

Межуточный обмен — это внутриклеточный обмен, совокупность химических превращений веществ в клетках тканей и органов. Он включается как неотъемлемая составная часть в общий и основной обмены.

Дата добавления: 2015-05-10