Визначення інтенсивності метаболізму. Пряма і непряма калориметрія

Вимірювання кількості виділеного тепла методом прямої калориметрії. Для визначення інтенсивності метаболізму методом прямої калориметрії вимірюють кількість виділеного організмом тепла за допомогою спеціального пристрою - калориметра. Людину поміщають в вентильований камеру з надійною теплоізоляцією. Тепло, що виділяється тілом, нагріває повітря камери, але температура повітря в камері підтримується завжди на постійному рівні завдяки перекачуванню повітря з камери по трубах в заповнений холодною водою резервуар.

Швидкість передачі тепла воді в басейні, температура якої може бути виміряна за допомогою точного термометра, дорівнює швидкості, з якою тепло виділяється організмом. Пряма калориметрія пов`язана з технічними труднощами і використовується тільки в наукових дослідженнях.

непряма калориметрія. Теплотворний еквівалент кисню. У зв`язку з тим, що більше 95% енергії, що виділяється організмом, проводиться в ході реакцій окиснення поживних речовин за допомогою кисню, інтенсивність метаболізму може бути розрахована з високим ступенем надійності шляхом визначення швидкості споживання кисню. Якщо 1 л кисню взаємодіє з глюкозою, виділяється 5,01 Ккал, при окисленні жирів - 4,7 Ккал, при окисленні білків - 4,6 Ккал.

Використовуючи ці дані, можна приблизно розрахувати, яка кількість енергії виділяється при споживанні 1 л кисню, незалежно від виду речовин, що окисляються. При звичайному раціоні харчування кількість енергії, що виділяється при споживанні 1 л кисню, в середньому становить 4,825 Ккал. Цей показник називають калоріческой еквівалентом кисню. Використовуючи його, можна розрахувати з високим ступенем надійності швидкість виділення енергії організмом, знаючи, скільки кисню було використано за даний період часу.

Якщо за час визначення в організмі окислялись тільки вуглеводи, підрахована кількість виділеної енергії, що базується на значенні усередненого калорического еквівалента кисню (4,825 Ккал / л), може виявитися на 4% нижче, ніж реально існуюче. Якщо ж людина отримує енергію головним чином за рахунок жирів, розрахункове значення може бути на 4% більше реального.

Відео: Обмін речовин і енергії

У здорової дорослої людини, підтримує стабільну масу тіла, прихід енергії знаходиться в стані рівноваги з її витратою. Щодня близько 45% енергії надходить в організм у вигляді вуглеводів, 40% припадає на частку жирів і тільки 15% дають надходять в організм білки (цифри відповідають американським стандартом харчового раціону). Витрата енергії може бути розділений на більш дрібні складові:
(1) забезпечує основні метаболічні функції організму (базальний, або основний, обмін);
(2) забезпечує різні види фізичної активності;
(3) затрачену на травлення, всмоктування і просування їжі по шлунково-кишковому тракту;
(4) затрачену на терморегуляцію.

Людина масою 70 кг, проводить цілий день в ліжку, витрачає близько 1650 Ккал. Процес їжі і травлення збільшують кількість щодня витрачається енергії на 200 Ккал і більш, тому той же лежить в ліжку чоловік, але вже приймає в розумних кількостях їжу, збільшує свій витрата енергії, доводячи його до 1850 Ккал щодня. Якщо він проводить життя в кріслі, то його енергетичні потреби досягають 2000-2250 Ккал. Отже, в середньому щоденні енергетичні потреби людини, яка веде сидячий спосіб життя, що забезпечують тільки основні життєві функції, становлять близько 2000 Ккал.

кількість енергії, необхідної для виконання фізичних навантажень, в нормі становить близько 25% загальної витрати енергії, але може дуже відрізнятися у різних індивідуумів, що залежить від виду та рівня фізичної активності. Наприклад, підйом по сходах вимагає майже в 17 разів більше енергії, ніж сон. Загалом упродовж 24-годинного періоду людина, яка виконує важку роботу, може досягти максимальної інтенсивності витрати енергії, що перевищує 6000-7000 Ккал, або в 3,5 рази більшою, ніж при відсутності фізичної активності.