Освіта двоокису вуглецю. Дихальний коефіцієнт

двоокис вуглецю є кінцевим продуктом того ж метаболічного процесу, в якому утилізується кисень. Таким чином, споживання кисню і утворення двоокису вуглецю на клітинному рівні є тісно зв`язані змінні величини. Залежність між ними виражається за допомогою дихального коефіцієнта (ДК): ДК = Продукція СО2 / Споживання 02

Величина дихального коефіцієнта обумовлена насамперед дієтою і може становити від 0,7 (вживання жирів) до 1 (вживання вуглеводів). При білкової і усередненої змішаної дієті ДК приблизно дорівнює 0,8.

Внаслідок тісного взаємозв`язку кількість утворилася двоокису вуглецю в будь-якому випадку не може істотно відрізнятися від кількості споживаного кисню. Однак важливо розрізняти істинний дихальний коефіцієнт, що відображає реальний метаболіческійпроцесс, від відносних величин

Vo2 і Vco2, отриманих на основі зовнішніх вимірювань. Запаси двоокису вуглецю в організмі великі і нестійкі, а кількість С02, що видихається за даний період, може бути набагато меншим або більшим, що утворюється в дійсності за цей же період. Щоб чітко розмежувати істинний і здається ДК, останній отримав назву респіраторного відносини газообміну і позначений символом R: R = Vco2 / VO2.

для багатьох випадків VCo2 можна досить точно розрахувати, якщо відомий передбачуваний або реальний Vo2, a R апроксимувати. У здорової людини в спокої або при легкій роботі в звичайних умовах Vco2 буде приблизно дорівнює 0,8xVo2. Під час дуже тривалого фізичного напруження або при виконанні роботи без звичайного своєчасного прийому їжі R може знизитися до 0,7 при одночасному збільшенні мобілізації запасів жиру для утворення енергії.

Під час накопичення двоокису вуглецю значення R може впасти нижче 0,7. Під час різкого фізичної напруги величини ДК і R будуть, як правило, підвищуватися до 1. Величина R може перевищити це значення, якщо накопичення молочної кислоти обумовлено метаболічний ацидоз з переміщенням двоокису вуглецю з бікарбонатів плазми і компенсаторним збільшенням легеневої вентиляції. Зниження напруги двоокису вуглецю в артеріальній крові (РаСО2) сприяє відновленню значення рН до нормального.

під багатьох випадках буде досить точним вважати Vco2 = Vo2 (R = 1). Однак необхідно визнати існування таких ситуацій, коли таке допущення неможливо і різниця між зазначеними величинами може відігравати певну роль.

при розгляді фізіологічних потреб організму, пов`язаних з виконанням конкретної фізичної роботи, лише в рідкісних випадках буває достатнім використання лише існуючих загальноприйнятих даних, що стосуються Vo2 і Vco2 для різних рівнів фізичної активності. Дуже часто необхідно визначення зазначених параметрів в реальній обстановці. Методи, що застосовуються для цього в умовах підводних занурень або високого тиску газового середовища, в основному аналогічні використовуваним в повітряних наземних умовах.

Навколишнє середовище створює ряд труднощів. Звичайні для визначення Vo2 прилади з закритим циклом дихання не прийнятні для використання під водою. Однак в літературі описані випадки застосування приладів, що працюють за таким принципом. Зазвичай при визначенні Vo2 застосовують чистий кисень, що потенційно небезпечно під час виконання фізичної роботи під абсолютним тиском, близьким до 2 кгс / см2. Використання інших газів в приладах з закритим циклом дихання створює ризик розвитку гіпоксії і вимагає також особливої обережності.

Зміна обсягу газу, лежаще в основі вимірювання Vo2 по закритому циклу дихання, зменшується пропорційно абсолютному тиску середовища, що знижує точність визначення, проведеного на глибині.

метод відкритого циклу дихання заснований на вимірюванні об`єму дихальної газової суміші в одиницю часу і різниці в концентраціях 02 і С02 у вдихуваному і видихуваному газах. Ця різниця зменшується зі зміною абсолютного тиску середовища, що також ускладнює точність газового аналізу, якщо зразки, отримані в експериментах, проведених під високим тиском, досліджуються при нормальному тиску середовища. Можливо більш точним методом визначення є застосування ретельно відкаліброваних газоаналізаторів електродного типу в середовищі під тиском, при якому проводився експеримент.