Тема: Обмін речовин і енергії. Терморегуляція



Скачати 245.31 Kb.
Дата конвертації07.01.2017
Розмір245.31 Kb.
Інструкція до практичного заняття №29

Тема: Обмін речовин і енергії. Терморегуляція. Енергетичний обмін та методи його дослідження.

Актуальність теми: Обмін речовин та енергії - це комплекс біохімічних і пов'язаних з ними енергетичних процесів, що лежать у основі життєдіяльності живого організму. Живі клітини є відкритими системами, які обмінюються із зовнішнім середовищем речовинами та енергією.

Головним наслідком енергетичних процесів в організмі є теплоутворення. Тому вся енергія, що утворилася в організмі, може бути виражена у калоріях або джоулях.

Величина енергетичного обміну є показником загального стану і фізіологічної активності організму.

Тому медпрацівник повинен знати основи обміну речовин та енергії і вміти оцінити енергетичний обмін з метою діагностики інтенсивності метаболізму, а також складання харчових раціонів.



Навчальні цілі: оволодіти методикою оцінювати інтенсивність метаболізму на підставі аналізу енергетичних витрат, що характеризують основний обмін; оцінювати основний обмін і робити висновки про переважне окиснення білків, жирів, вуглеводів в організмі за дихальним коефіцієнтом; складати харчовий раціон за біологічною цінністю та калорійністю харчових речовин; аналізувати процеси терморегуляції за величиною температури тіла людини.

Вміти: Робити висновки про інтенсивність метаболізму на підставі аналізу енергетичних витрат, що характеризують основний обмін. - Робити висновки про переважне окислення білків, жирів, вуглеводів у процесі метаболізму на підставі аналізу дихального коефіцієнта; -Робити висновки про механізми регуляції інтенсивності метаболізму на підставі аналізу величини основного обміну людини; - Робити висновки про добові енергетичні витрати людей різних професій та відповідність енергетичним витратам їх харчових раціонів, потреби у білках, жирах, вуглеводах.

- Аналізувати вікові зміни енергетичних витрат організму та їх регуляцію; - Пояснювати фізіологічні основи методів прямої й непрямої калориметрії.

Організм - відкрита термодинамічна система, яка обмінюється) з зовнішнім середовищем речовинами й енергією. Основним джерелами енергії в організмі є білки, жири, вуглеводи, гідроліз який здійснюється під впливом ферментів у травному каналі до амінокислот моносахаридів, жирних кислот і гліцерину, останні всмоктуються в тонкій кишці і транспортуються кров'ю до клітин організму, приймають участь у метаболічних процесах. Метаболічні процес" здійснюються в аеробних умовах.

Біля 40 % енергії в процесі метаболізму виділяється з організму ~" вигляді тепла (первинне тепло), біля 60 % - акумулюється у вигляді макроергічних сполук (АТФ, ін.) і використовується в організмі здійснення фізіологічних функцій (скорочення м'язів, секреція, активний транспорт іонів через мембрани й підтримка іонної асиметрії в клітина тощо), а також для підтримання структури клітин (і відповідно" забезпечення їх функцій). У процесі здійснення функцій кліти' виконується робота й відбувається виділення енергії у вигляді тепла! (вторинне тепло). Таким чином, енергія, яку отримав організм з поживними речовинами, виділяється в зовнішнє середовище у вигляді тепла і може бути виміряна методами калориметрії.

Вимірювання добових енергетичних витрат людини є основою для розрахунку харчових раціонів. Вимірюють також енергетичні витрати в стандартних умовах (вранці, натще, при фізичному й психічному спокої, лежачи, при температурі комфорту) - основний обмін, який є інтегральним показником інтенсивності метаболізму і дозволяє оцінити його.



Робота 1. Визначення витрат енергії методом непрямої калориметрії за даними газового аналізу видихнутого повітря

Затрати енергії методом непрямої калориметри можна визначити а) в умовах основного обміну; б) у стані відносного спокою; в) при м'язовій роботі (так званий робочий обмін). Для цього у обстежуваного вимірюють хвилинний обʼєм дихання (ХОД), визначають склад видихнутого повітря за допомогою газоаналізатора. Ці дані використовують для визначення енерговитрат. Відношення об'єму виділеного вуглекислого газу до об'єму спожитого кисню називається дихальним коефіцієнтом (ДК). ДК залежить від того, які речовини окислюються, і характеризує якісний бік обміну. ДК при окисленні вуглеводів становить 1, білків - 0,8, жирів - 0,7. л Кількість тепла, що звільнюється в організмі при споживанні 1 л кисню, називається калоричним коефіцієнтом кисню ККО2 . Цей показник також залежить від якості субстратів, що окисляються . При окисленні вуглеводів величина його становить 5,05 ккал, білків 4,85 жирів - 4,7. Тобто залежно від ДК КК02 буде різний. Величину його в кожному конкретному випадку можна знайти за таблицею. 3а кількістю спожитого кисню і величиною ККО2 розраховують витрати енергії.



Мета роботи: визначити енерговитрати методом непрямої калориметрії за даними газового аналізу й оцінити їх величну.

Для роботи потрібні: газоаналізатор, газовий лічильник, мішок Дугласа.

Хід роботи. У досліджуваного в умовах основного чи робочого обміну протягом 5 хв. збирають видихнуте повітря в мішок Дугласа. З мішка беруть пробу повітря і проводять його газовий аналіз, після чого зібране повітря пропускають через газовий лічильник для визначення ХОД. Визначивши газовий склад повітря та його об'єм, розраховують енерговитрати.

Приклад розрахунку. Обстежуваний за 5 хв. видихнув 35 л повітря, в якому містилось 17 % 02 та 3,53 % С02. У атмосферному повітрі міститься 20,93 % О2 та 0,03 % СО2.

Якщо в атмосферному повітрі міститься приблизно 21 % О2, а у видихнутому повітрі його вміст становить 17 %, то з кожних 100 мл повітря, що проходить через легені, поглинається організмом 4 мл кисню (21-17 = 4 мл) і виділяється при цьому 3,5 мл СО2 (3,53 -0,03 = 3,5 мл).

Розраховуємо об'єм спожитого кисню за 1 хв.

Обстежуваний за 5 хв. видихнув 35 л повітря, тобто ХОД дорівнює 7000 мл (35 л:5 = 7 л).

Складаємо рівняння:

із 100 мл повітря поглинається 4 мл О2,

із 7000 мл - х

Х=7000 ∙ 4 / 100=280мл
Тобто обстежуваний за.1 хв. поглинув 280 мл О2. Розраховуємо ДК: =VСО2 / 2 = 3,5 / 4,4 =0,87

КК02 при ДК 0,87 знаходимо за табл. 3. Він дорівнює 4,88 ккал. Це означає, що при споживанні 1 л О2, на окислення субстратів виділяється 4,88 ккал тепла. У обстежуваного об'єм спожитого О2 дорівнює 280 мл за 1 хв. Помноживши об'єм спожитого О2, за 1 хв. на КК02, вираховуємо кількість витраченої енергіі за 1 хв: 0,280 л • 4,88 = 1,366 ккал/хв. За 1 добу витрати енергії дорівнюють: 1,366 ккал ∙ 1440= 1967,04 ккал.



Рекомендації щодо оформлення результатів роботи. Розраховувати показники енергообміну, знаючи ХОД і вміст СО2, та О2 у видихуваному повітрі. Знайти ДК і калоричний еквівалент 1 л О2.

У висновках оцінити величини енерговитрат за визначений час.
Робота 2. Визначення основного обміну за допомогою оксиспірографа

Основний обмін визначається енерговитратами організму, потрібними для підтримання життєдіяльності його і постійної температури тіла в звичайних умовах. Його визначають у стані м'язового спокою (у положенні лежачи), після сну, натще (не їдять протягом 12-14 год. перед дослідженням), при так званій температурі комфорту (18-20 °С). Основний обмін залежить також від віку, статі, зросту і маси тіла (рис. 6.2). За величиною основного обміну оцінюють інтенсивність процесів метаболізму. Тривалий час цей показник досліджували з метою діагностики порушень функції щитовидної залози, але зараз її функціональний стан визначають іншими способами.

Половину основного обміну забезпечують печінка та розслаблені скелетні м'язи. В умовах голодування, а також при різкому зниженні артеріального тиску (наприклад, при масивних кровотечах) інтенсивність обмінних процесів може падати нижче від рівня основного обміну.

Для визначення стандартного основного обміну використовують таблиці Харріса- Бенедикта або інші, складені на основі даних клінічних та експериментальних досліджень, де враховані стать, вік, зріст і маса тіла людини. Якщо немає таких таблиць, можна скористатись іншими способами визначення стандартного основного обміну: за масою тіла (1 ккал на 1 кг маси тіла на 1 год) або за площею його поверхні (36 ккал • І м2 • 1 год для жінок і 38 ккал • 1 м2 • 1 год для чоловіків).

У нормі допускається відхилення величини основного обміну від стандартної величини на 10 %.

Показники основного обміну можна визначати методом непрямої калориметрії, за даними газового аналізу видихнутого повітря, а також за допомогою оксиспірографа.



Мета роботи: визначити і оцінити показники основного обміну у людини, проаналізувати чинники, що впливають на них.

Для роботи порібні:.-оксиспірограф, загубник, вата, 96 % спирт етиловий, таблиці для розрахунку основного стандартного обміну, таблиця ККО2.

Хід роботи. Дотримуючи стандартних умов визначення основного обміну, записати протягом 3-5 хв. спірограму. Можна використати спірограми, записані заздалегідь. Кількість спожитого О2 за 1 хв. визначити за ступенем нахилу кривої спірограми за 1 хв. ДК у стані спокою становить 0,82. За величиною ДК знайти ККО2. Далі за формулою визначити основний обмін (ОО) за добу: ОО = V ∙ К • 1440 (ккал), де V - кількість спожитого кисню за 1 хвилину; К - КК02; 1440 - кількість хвилин у добі.

Рекомендації щодо оформлення результатів роботи. За таблицями Харріса - Бенедикта знайти фізіологічну величину 00 для пацієнта, співставити її з отриманим результатом.

У висновках дати оцінку показникові і визначити, про що свідчить його величина.
Робота 3. Визначення витрат енергії у стані відносного спокою та при м'язовій роботі за допомогою оксиспірографа

Обмін речовин та енергії істотно змінюється при різних функціональних станах організму. Під час м'язової роботи інтенсивність процесів обміну збільшується пропорційно інтенсивності роботи. Це збільшення енергетичних витрат складає робочу надбавку.

Залежно від особливостей професії населення за енергетичними витратами ділиться на 5 груп.

Мета роботи: визначити витрати енергії в стані відносного спокою та після м'язової роботи і проаналізувати причини та механізми збільшення енерговитрат у цих умовах.

Для роботи потрібні: оксиспірограф, загубник, 96 % спирт етиловий, вата, таблиця ККО2.

Хід роботи. У досліджуваного в стані відносного спокою протягом 3-4 хв записують спірограму. Далі він виконує 20 присідань за 30 хв., після чого продовжують запис спірограми ще кілька хвилин. Можна використати спірограми, записані заздалегідь. За спірограмою визначають кількість спожитого за 1 хв. О2 в стані відносного спокою та за 1 хв. (першу) після м'язової роботи. ДК у стані спокою становить 0,82, після м'язової роботи -0. 87.

За величиною ДК визначають ККО2, і розраховують енерговитрати за 1 хв. у стані спокою і за 1 хв. після м'язової роботи.



Рекомендації щодо оформлення результатів роботи. Співставити отримані результати. Проаналізувати.

У висновках проаналізувати причини збільшення енерговитрат після м'язової роботи і механізми регуляції метаболізму в цих умовах.

Завдання для самостійної праці під час підготовки до заняття

Теоретичні питання

1.Організм як відкрита термодинамічна система. Джерела і шляхи витрат енергії.

2.Методи визначення енергетичного обміну організму. Пряма калориметрія.

3. Непряма калориметрія. Дихальний коефіцієнт і його значення

4. Основний обмін. Чинники, що впливають на основний обмін.

5. Робочий обмін.



6. Регуляція інтенсивності метаболізму.

Список літератури

Нормальна фізіологія / За ред. В. і. Філімонова. - К.: Здоров'я,2011. - С. 336-339. Фізіологія людини. Вільям Ф. Ганонг. Переклад з англ. - Львів: БаК, 2002. -С. 257-290.

Величина калоричного еквіваленту 1 літра кисню за різних значень дихального коефіцієнту

Дихальний

Калоричний

Дихальний

Калоричний

коефіцієнт

еквівалент кисню

коефіцієнт

еквівалент кисню

0,70

4,686

0,86

4,875

0,71

4,690

0,87

4,887

0,72

4,702

0,88

4,900

0,73

4,714

0,89

4,912

0,74

4,727

0,90

4,924

0,75

4,739

0,91

4,936

0,76

4,752

0,92

4,948

0,77

4,764

0,93

4,960

0,78

4,776

0,94

4,973

0,79

4,789

0,95

4,985

0,80

4,801

0,96

4,997

0,81

4,813

0,97

5,010

0,82

4,825

0,98

5,022

0,83

4,838

0,99

5,034

0,84

4,850

1,00

5,047

0,85

4,863









Належний основний обмін у юнаків та чоловіків

а) кількість кілокалорій відповідно до маси (число А) за Харрісом - Бенедиктом



Маса

Кілокалорії

Маса

Кілокалорії

Маса

Кілокалорії

Маса

Кілокалорії

Маса

Кілокалорії

50

754

62

918

74

1084

86

1249

98

1414

51

768

63

933

75

1098

87

1263

99

1428

52

782

64

947

76

1112

88

1277

100

1442

53

795

65

960

77

1125

89

1290

101

1455

54

809

66

975

78

1139

90

1304

102

1469

55

823

67

988

79

1153

91

1318

103

1483

56

837

68

1002

80

1167

92

1332

104

1497

57

850

69

1015

81

1180

93

1345

105

1510

58

864

70

1029

82

1194

94

1459

106

1524

59

878

71

1043

83

1208

95

1373

107

1538

60

892

72

1057

84

1222

96

1387

108

1552

61

905

73

1070

85

1235

97

1400

109

1565

б) кількість кілокалорій відповідно до зросту і віку для чоловіків 16-28 років (число Б)

ЗРІСТ у см

ВІК (РОКИ)

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

156

725

713

698

678

661

639

632

625

618

612

605

598

591

160

761

743

726

708

690

659

652

645

638

632

625

618

611

164

794

773

775

738

721

679

672

665

658

652

645

638

631

168

820

803

785

768

745

699

692

685

678

672

665

658

651

172

840

828

806

788

760

719

712

705

698

692

685

678

671

176

860

843

825

808

788

739

732

725

718

712

705

698

691

180

880

863

845

828

809

759

752

745

739

732

725

718

711

184

903

883

865

848

830

779

772

765

758

752

745

738

731

188

920

903

885

868

850

799

792

785

779

772

765

758

751

192

940

923

906

888

871

819

812

805

799

792

785

778

771

Основний обмін (ккал/добу) = число А + число Б

d:\флешк\вся фізілогія\фізіологія розд\60003.jpg

Поділіться з Вашими друзьями:


База даних захищена авторським правом ©divovo.in.ua 2017
звернутися до адміністрації

войти | регистрация
    Головна сторінка


загрузить материал