по объемам выделенного co2 и поглощенного o2 можно определить величину основного обмена методом

Основной обмен. Методы изучения основного обмена. Прямая и непрямая калориметрия. Регуляция обмена веществ.

Основной обмен — это минимальный обмен веществ, который характеризуется минимальным количеством энергии, которое необходимо для поддержания жизнедеятельности организма в состоянии физического и психического покоя.

Энергия ОО необходима для:

1. Обеспечение базального уровня обмена веществ в каждой клетке.

2. Поддержание деятельности жизненно-важных органов (ЦНС, сердце,

почки, печень, дыхательная мускулатура).

3. Поддержание постоянной температуры тела.

Для определения ООнеобходимо есоблюдать следующие условия:

— физический и эмоциональный покой,

— «зона комфорта» (см. выше),

— натощак (не менее 12-16 часов после приема пищи, чтобы избежать

эффекта «специфически-динамического действия пищи», начинается через 1 час после приема пищи, достигает максимума через 3 часа, наиболее сильно повышается при белковом питании (на 30%)),

— бодрствование (во время сна ОО снижается на 8-10%).

Величина основного обмена зависит от:

-пола (у мужчин на 10% больше),

— роста (прямо пропорциональная зависимость), /правило поверхности тела/.

веса (прямо пропорциональная зависимость), правило поверхности тела.

Методы определения энергетического обмена.

Прямая калориметрия.

Метод основан на улавливании и измерении тепловой энергии, теряемой организмом в окружающее пространство. Измеряется с помощью калориметрических камер (биокалориметров)(по кол-ву Н2О, удельной теплопроводности и разнице температур).

2. Непрямая (косвенная) калориметрия:

Т.е., зная количество поглощенного О2 и выделенного СО2, можно судить косвенно о количестве выделившейся энергии. Интенсивность газообменахарактеризуется дыхательным коэффициентом.

Дыхательный коэффициент (ДК)— соотношение между объемом образовавшегося СО2 и поглощенного О2.

— для углеводов ДК=1(С6Н12О6 + 6О2=6СО2+6Н2О + Q),

Каждому ДК соответствует своѐ кол-во энергии, которое при этом выделяется (свой Калорический Эквивалент Кислорода. КЭО2).

условиях при потреблении организмом 1 л кислорода. Выражается в ккал. Находится по таблице, в зависимости от конкретного ДК.

Для получения показателей газообмена, необходимых для расчета основного обмена, используют следующие методы.

— по количеству и соотношению выделенного СО2 и поглощенного О2,

— менее точный, чем прямая калориметрия, но более точный, чем метод неполного газоанализа

— самый неточный, но самый распространенный,

— позволяет быстро и без больших затрат получить ориентир.результат.

Этапы расчетов энергозатрат по оксиспирограмме:

— количество поглощенного кислорода за 1 минуту.

— ДК=0,85 (априори, усредненный).

— ему соответствует КЭО2 = 4,86 ккал.

— кол-во погл. О2 за 1 мин. x 1440 мин. в сутках = кол-во энергозатрат.

найденный показатель сравниваем с должным ОО, (опред. по таблице).

Регуляция обмена веществ

Высшие нервные центры регуляции энергетического обмена и обмена веществ находятся в гипоталамусе. Они влияют на эти процессы через вегетативную нервную систему и гипоталамо-гипофизарную систему. Симпатический отдел ВНС стимулирует процессы диссимиляции, парасимпатический ассимиляцию. В нем же находятся центры регуляции водно-солевого обмена. Но главная роль в регуляции этих базисных процессов принадлежит железам внутренней секреции. В частности инсулин и глюкагон регулируют углеводный и жировой обмены. Причем инсулин тормозит выход жира из депо. Глюкокортикоиды надпочечников стимулируют распад белков. Соматотропин наоборот усиливает синтез белка. Минералокортикоиды натрий-калиевый. Основная роль в регуляции энергетического обмена принадлежит тиреоидным гормонам. Они резко усиливают его. Они же главные регуляторы белкового обмена. Значительно повышает энергетический обмен и адреналин. Большое его количество выделяется при голодании.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Источник

Метод Дугласа-Холдена

Метод открытый с полным газовым анализом. Во время исследования выдыхаемый воздух собирается в специальный мешок в течение 10-15 минут. Затем проводят газовый анализ выдыхаемого воздуха и определяют минутный объем дыхания (МОД). Дальнейший расчет проводится следующим образом: 1-ый этап – определяют количество поглощенного О₂ и выделенного СО₂ ; 2-ой этап – рассчитывают величину дыхательного коэффициента (ДК); 3-ий этап – по таблице с помощью ДК определяют калорический эквивалент кислорода (КЭ О₂); 4-ый этап – умножив КЭ О₂ на количество поглощенного О₂ определяют количество выделенной энергии. Метод позволяет определить расход энергии в различный физиологических условиях (рабочий обмен).

Примечание: Дыхательный коэффициент – это отношение объема выделенного СО₂ к объему поглощенного О₂ (за одно и то же время). Величина ДК зависит от того, какие питательные вещества и в каком соотношении окисляются в организме.

При окислении углеводов ДК = 1;

При окислении белков ДК = 0.8

При окислении жиров ДК = 0.7

Калорический эквивалент кислорода – это количество энергии, которое выделяется в организме при использовании 1 литра кислорода. Величина КЭ О₂ зависит от того, какие питательные вещества и в каком соотношении окисляются в организме.

При окислении углеводов КЭ О₂ = 5.0 ккал/л

При окислении белков КЭ О₂ = 4.8 ккал/л

При окислении жиров КЭ О₂ = 4.7 ккал/л

Мы видим, что и ДК, и КЭ О₂ зависят от одних и тех же условий метаболизма. Поэтому каждому значению ДК в таблице соответствует только одно определенное значение КЭ О₂

69. Определение расхода белков, жиров, углеводов и расхода и энергии по способу Шатерникова. Принцип метода, последовательность расчета. Учебник Алипова – Энергетический баланс (определение валового обмена)

(cтр. 399 в учебнике под ред. В.М.Смирнова)

Метод закрытый. Исследование проводится в специальной респирационной камере в течение 24 часов. Определяется (а) количество поглощенного О₂, (б) количество выделенного СО₂ и (в) количество азота в моче за сутки. По азоту мочи можно рассчитать количество окисленного белка, по данным газообмена с использованием ДК (дыхательного коэффициента) можно рассчитать количество окисленных жиров и углеводов. Найденное количество БЖУ умножим на калорические коэффициенты БЖУ (cм.выше) и узнаем количество выделенной энергии. Метод позволяет определить расход веществ и расход энергии (валовый обмен).

70. Методика определения истинного основного обмена Работа 4.20– стр.157

Истинный (реальный) основной обмен определяется методом Крога в стандартных условиях.

% отклонения истинного основного обмена можно рассчитать по формуле Рида:

где ЧСС – частота сердечных сокращений, пульсовое АД – это разница между величиной систолическиго и диастолического артериального давления.

Отклонение больше, чем на 10% является патологическим и может быть связано, например, с нарушением функции щитовидной железы.

71. Вычисление должных величин основного обмена Работа 4.219– стр.149

Должный (идеальный) основной обмен определяется по таблицам (с учетом пола, возраста, веса и роста).

72. Определения процента отклонения основного обмена от нормы по формуле Рида. Работа 4.20– стр.157

% отклонения истинного основного обмена можно рассчитать по формуле Рида:

где ЧСС – частота сердечных сокращений, пульсовое АД – это разница между величиной систолическиго и диастолического артериального давления.

Отклонение больше, чем на 10% является патологическим и может быть связано, например, с нарушением функции щитовидной железы.

73. Методики И.П.Павлова исследования пищеварительной системы. Преимущество хронического эксперимента. Учебник

Приступая к изучению функций органов пищеварительной системы, И. П. Павлов и его сотрудники вначале воспользовались вивисекционным методом, широко распространенным в аналитической физиологии для решения вопросов физиологии и патологии.

Однако вскоре же они убедились в том, «. что обыкновенное простое резание животного в остром опыте, как это выясняется теперь с каждым днем все более и более, заключает в себе большой источник ошибок, так как акт грубого на рушения организма сопровождается массою задерживающих влияний на функцию разных органов».

В поисках новых путей исследования И. П. Павлов разрабатывает новый метод — метод хронических фистул, дающий возможность изучать деятельность органов пищеварительного аппарата на целом, неповрежденном животном, при естественных условиях его существования. Это было завершением той замечательной идеи, которой руководствовался В. А, Басов при разработке операции наложения хронической фистулы желудка собаки. Метод хронических фистул явился в дальнейшем основой прогресса экспериментальной физиологии.

Он изобрел много новых операций на пищеварительном канале животных, после которых в течение многих лет можно изучать секреторную и двигательную функции различных его отделов при отличном здоровье оперированного животного. Были разработаны операции выведения наружу незарастающих отверстий протоков пищеварительных желез или наложения фистул: слюнных желез (1895), поджелудочной железы (1879), желчного протока (1902).

Благодаря этим операциям открыты закономерности слюноотделения, отделения поджелудочного сока и желчевыделения при обработке в пищеварительном канале различной пищи.

Для изучения отделения желудочного сока И. П. Павлов к операции простой желудочной фистулы присоединил операцию перерезки пищевода на шее и вшивания обоих его концов в кожу (эзофаготомия), что позволило обнаружить важный факт отделения желудочного сока во время нахождения пищи в ротовой полости и привело к открытию нервов, вызывающих отделение желудочную сока. Эта операция сделала также возможным получение чистого натурального желудочного сока при «мнимом» кормлении.

В 1894 г. И. П. Павлов предложил свою знаменитую операцию изоляции маленького желудочка, при которой сохраняются нервы маленького желудочка (в изолированном желудочке Гейденгайна нервы перерезаются) и поэтому сокоотделение из изолированного павловского желудочка соответствует всем фазам отделения желудочного сока железами большого желудка во время нахождения в нем пищи.

Для изучения отделения желудочного сока И. П. Павлов использовал и прежний способ вставления в желудок фистульной трубки из неокисляемого металла, закрываемой пробкой (И. Веслингий, 1666), а также образование свища желудка (В. А. Басов, 1842).

Наблюдения на людях с фистулой желудка после ранения и с маленьким желудочком, как, например, при грыже брюшной стенки у одной 20-летней девушки, подтвердили факты, полученные на собаках.

В лаборатории И. П. Павлова был разработан способ выключения печени из общего кровотока путем образования соединения (соустья) между воротной и нижней полой венами (свищ Экка). Эта операция позволила изучить защитную, барьерную функцию печени, процесс обезвреживания ею ядовитых продуктов, всасывающихся в пищеварительном канале, а также ядовитых продуктов, которые образуются при работе пищеварительных желез.

Виртуозная хирургическая техника Павлова и его несравненная изобретательность в создании все новых оперативных методик давали основание утверждать, что если бы он не был великим физиологом, то, конечно, стал бы великим хирургом. Предложенные им операции позволили подробно изучить органы пищеварения. Исследования эти принесли Павлову мировую славу. В 1904 году ему, первому из русских ученых, была присуждена за эти работы Нобелевская премия.

74. Исследование секреторной деятельности слюнных желез. Учебник

75. Исследование моторики желудочно-кишечного тракта. Работы 4.7,8,14– стр.129,131,139 + учебник

Выделение

76. Определение скорости клубочковой фильтрации. Учебник

Фильтрация происходит за счет гидростатического давления крови в капиллярах почечного клубочка (КД), которое равно 50-60 мм рт.ст. Фильтрации препятствует онкотическое давление белков плазмы крови (ОД), которое равно 25-30 мм рт.ст. (белки не фильтруются, остаются в капиллярах и удерживают воду). Фильтрации препятствует также гидростатическое давление первичной мочи в капсуле Боумена-Шумлянского (ПД), которое равно 15-20 мм рт.ст.

Из формулы видно, что (1) увеличение кровяного давления приводит к увеличению скорости клубочковой фильтрации (СКФ); (2) при уменьшении КД фильтрация может прекратиться; (3) уменьшение онкотического давления плазмы крови приводит к увеличению СКФ (например, при выведении белка с мочой у больных с нарушениями функций почек); (4) при увеличении ПД (внутрипочечного давления) СКФ уменьшается, и фильтрация может прекратиться (например, у больных с затруднениями для оттока мочи по мочевыводящим путям).

Скорость клубочковой фильтрации = 100-120 мл/мин (или 180 л/сутки).

СКФ зависит от тонуса приносящей и выносящей артериол: (а) спазм приносящей артериолы приводит к уменьшению КД в капиллярах клубочка и к уменьшению СКФ (влияние симпатических нервов при стрессе, физической нагрузке); (б) спазм выносящей артериолы приводит к увеличению КД в капиллярах клубочка и к увеличению СКФ (влияние ангиотензина).

Источник

Основной обмен: формулы и методы расчета базового метаболизма

Можно легко и просто контролировать разные процессы в организме, а особенно – прибавку в весе, если вы хорошо осведомлены о понятии основного обмена и его величине (ВОО). Если вы научитесь подсчитывать энергозатраты по формулам, то прекрасная жизнедеятельность и хорошее расположение духа вам обеспечено.

Основной обмен (базовый обмен, базовый метаболизм)– что это такое

Можно сказать, что эти три понятия синонимы, но все-таки в их определении есть кое-какие отличия.

Основной обмен- это то количество энергии, которое вам нужно просто чтобы жить не напрягаясь, например, лежа на диване и смотря телевизор, или сидя в кресле. При этом вы физически или умственно мало активны. То есть, это тот минимум энергии, который вам необходим.

Базовый обмен веществ или базовый метаболизм- это то количество энергии (килокалорий), которое сжигает ваш организм при тех же обстоятельствах- лежите на кровати или сидите в кресле не напрягая мозги и физически не уставая.

Данные термины подразумевают под собой минимальное индивидуальное количество энергии (суточный калораж), необходимое для нормальной работы всех человеческих органов в процессе метаболизма, эмоционального и психологического покоя. Состояние покоя также требует определенную долю энергии для поддержания температурного режима, дыхания, выделений, функционирования ответственных нервных мозговых центров, для хорошего кровообращения. Сегодня мы и будем рассчитывать величину основного обмена веществ для женщин и мужчин всех возрастов.

Факторы, определяющие зависимость суточного расхода человеческой энергии

К ним относится масса тела, образ жизни, половая принадлежность, рацион питания, возраст. Следовательно, в зависимости от этого, один человек отличается от другого тем, что у него минимальный расход энергии бывает больше, чем у другого. Они могут быть ровесниками, заниматься одними и теми же делами, но отличаться строением тела и другими признаками. Поэтому и суточная калорийность разнится.

Показатели, влияющие на обмен веществ

У каждого человека есть свое значение ВОО из-за комплекса вышеуказанных отличий. Рассмотрим факторы, которые оказывают большое влияние на параметры основного обмена:

Как определить основной обмен

Расчет базового метаболизма производится особым способом под названием калориметрия. ВОО определяют специальной камерой, фиксирующей в организме обменные процессы. Такое измерение является трудоемким делом, поэтому можно воспользоваться аналогом, который делает вычисления при помощи газообмена. Для определения элементов, попавших под окисление (жиры, белки, углеводы), вычисляется дыхательный коэффициент, представляющий собой соотношение выделенной углекислоты и поглощенного кислорода. Такой коэффициент имеет совершенно разное значение при окислении углеводов, жиров или белков.

Правило поверхности Рубнера

Данный закон состоит в том, что все затраты энергии каждой теплокровной особи находятся в прямой зависимости от поверхности тела. То есть на квадратный метр площади организма количество тепла рассеивается одинаково в стандартных условиях. Поэтому объем и масса оказывают прямое воздействие на базовый уровень метаболизма. Другими словами- чем вы меньше, тем меньше вам надо калорий, и наоборот.

Правила расчета основного обмена веществ

Рассчитать базовый обмен веществ можно самостоятельно. Для этого используются несколько формул, которые были придуманы более столетия назад. Также существует множество сайтов, посвященных здоровому образу жизни, на которых есть онлайн-калькулятор, позволяющий в короткие сроки высчитать показатели ВОО, подходящей для нормальной жизнедеятельности. Для этого нужно будет ввести в указанные поля необходимые значения. Но перед этим воспользуйтесь нижеприведенными формулами и сравните потом результаты.

Используя общую массу тела, можно рассчитать базовый метаболизм по формуле Харриса-Бенедикта, начальная версия которой была придумана еще в 1919 году. В 1884 году с поправками на современный образ жизни ее существенно доработали, поэтому результат вычислений получится более точным.

Просто подставьте в уравнения нужные числа:

Где P – произведенное организмом, находящемся в полном покое, тепло.

Существует еще одна формула базового метаболизма, основанная на общей массе тела – Миффлина-Сан Жеора. Она является чуть более точной, чем предыдущая.

В качестве примера возьмем 55-летнюю женщину с ростом 168 см и весом 59 кг. В результате ее ВОО составит 1204 ккал.

Но у данных уравнений есть неточность – они не включают показатели метаболической активности с учетом количества жира в организме. Получается, что если выбрать двух мужчин с совершенно одинаковыми значениями роста, веса и возраста, то результаты получатся абсолютно идентичными. В реальности их базовый индекс метаболизма будет значительно отличаться из-за того, что первый мужчина «жирный», а второй – «качок».

Для таких случаев используется уравнение Кэтча-МакАрда:

P = 370 + (21, 6*LBM), где LBM – масса с вычетом жира. Например, при весе 70 кг, из которых 30% — жировая составляющая (она будет равна 21 кг), мышечная составляющая будет равна 49 кг (70-21). При подстановке в формулу данного значения получаем результат в 1428 ккал.

Таким образом, скорость базового метаболизма может существенно различаться у людей с практически одинаковыми параметрами. На показатели также влияют и множество других внешних и внутренних факторов.

Калькулятор и таблица

Если вы уж совсем заморочились на расчете своего базового метаболизма, то для получения более точной исчерпывающей информации лучше обратиться к специалисту который подскажет, какое количество калорий вам необходимо ежедневно, чтобы находиться в бодром состоянии и не набирать лишние килограммы.

Организм каждого человека обладает индивидуальными особенностями, но существует таблица усредненных значений базального обмена веществ, которую можно использовать всем. В ней указано минимальное число калорий в сутки, которые требуются человеку с учетом его основных параметрических данных.

Повышение основного обмена

Чтобы похудеть и прибрести стройную, красивую фигуру или просто перейти на здоровый образ жизни, необходимо увеличивать показатели ОО. Для этого:

В одной из наших статей мы подробно писали о том, как разогнать метаболизм. Задавайте вопросы и оставляйте комментарии под статьей.

Видео: Правила расчета базового обмена веществ

Источник

Определение основного обмена и решение задач по его определению.

Определение основного обмена проводится при соблюдении специальных стан­дартных условий, в которых мы реально получаем минимальные энергозатраты (этот ос­новной обмен называется фактическим). Это необходимо для того, чтобы получались сопоставимые результаты, которые можно было бы сравнивать у разных людей или у одного и лото же человека в различные периоды его жизни (или болезни). Стандартные условия подразумевают, что исследование проводится:

• в состоянии натощак, чтобы исключить специфическое динамическое действие пищи (то есть дополнительные затраты энергии, идущие на секрецию и мото­рику желудочно-кишечного тракта, всасывание, анаболические процессы в клетках и др.). Наиболее выражено специфическое динамическое действие у белковой пищи (при ее приеме обмен веществ повышается на 30%) в связи с чем испытуемому за 2-3 суток не рекомендуют принимать пищу, богатую белками;

• в состоянии полного физического покоя; испытуемый должен лежать на спине в удобном положении, чтобы избежать дополнительного увеличения мышечного тонуса; например, достаточно испытуемому сесть и обмен веществ повышается на 15%, а в положении стоя он будет повышен на 30%;

• в состоянии психоэмоционального покоя, чтобы не вызывать напряжения симпатоадреналовой системы, активность которой усиливает катаболические процессы, а значит, увеличивает энергозатраты;

• при температуре комфорта в помещении, где проводился исследование (для обнаженного человека это 28°С, а для одетого 2()-22°С); несоблюдение этого усло­вия приводит к тому, что обмен веществ повышается, так как усиливаются или процессы теплопродукции (при более низкой температуре) или процессы теплоотдачи (при более высокой температуре).

В этих условиях для определения основного обмена обычно используют метод не­прямой калориметрии с неполным газовым анализом (см. вопрос 12). При этом следует осуществить следующий алгоритм последовательных действий и сопутствующих им размышлений:

1)в стандартных условиях провести у обследуемого спирографию и по спиро-грамме определить количество потребленного им кислорода за I минуту;

2)так как основной обмен чаще выражается в суточных затратах энергии, то следует произвести перерасчет с целью определения количества потребленного ис­пытуемым кислорода за сутки;

3)рассчитать фактический основной обмен, умножив объем кислорода, по­требленного испытуемым за сутки, на КЭК (см. вопрос 11):

4)определить по специальным таблицам должный основной обмен (см. «Практикум по нормальной физиологии» под ред. Н.А. Агаджаняна и А.В. Коробкова, 1983, стр. 279-280). Величина должного основного обмена должна быть одинакова у всех людей, имеющих одинаковые: пол, возраст, рост и массу (для этого необходимо знать пол, возраст, рост и массу тела испытуемого);

5) сравнить величины фактического и должного основного об­мена: различие между ними не должно превышать 10%. Если различия больше, то делают вывод о повышении или понижении основного обмена;

7)на основании изменения интенсивности метаболизма делают предположения о возможных нарушениях его регуляции. Эти нарушения могут быть связаны с изменением активности желез внутренней секреции, вырабатывающих анаболические или катаболические гормоны (см, раздел «Железы внутренней секреции»). Другой возможной причиной может быть патология ЦНС и, прежде всего, гипоталамуса, являющегося высшим цен­тром интеграции нервной и эндокринной регуляции физиологических про­цессов.

Сокращенная версия:

Работа: Определение основного обмена методом непрямой калориметрии с неполным газовым анализом (по спирограмме).

Цель: Овладеть методикой определения основного обмена методом непрямой калориметрии с неполным газовым анализом (по спирограмме).

Ход работы:

На предложенной спирограмме определяют потребление кислорода в единицу времени по величине наклона записи. Высота наклона соответствует количеству поглощенного кислорода (1 мм соответствует 20 мл потребленного кислорода). Определив количество поглощенного за 1 минуту кислорода, вычисляют его потребление за 1 сутки. Для определения величины расхода энергии объем поглощенного кислорода за сутки умножают на усредненный калорический эквивалент кислорода (4,8 ккал). Используя данные о пациенте, приведенные на спирограмме, определяют по таблицам величину должного основного обмена и сравнивают его с фактическим.

Пример решения задачи по основному обмену:

Источник