Занятие №5      «Физиология энергетического обмена.

Основной обмен»

Исходный уровень знаний

1. Понятие об обмена веществ и энергии.
2. Виды обмена веществ.

Задание для работы:

№1. Ответьте на вопросы:

1. Что называют обменом веществ и энергии? Ответ: совокупность физических, химических и физиологических процессов превращения веществ и энергии в организме человека и обмен веществами и энергией между организмом и окружающей средой.
2. Каково назначение обменных процессов? Ответ: поддержание оптимального уровня процессов жизнедеятельности.
3. Какие способы оценки энергетических затрат организма существуют? Ответ: методы прямой и непрямой калориметрии.
4. Интенсивность основного обмена у трех испытуемых составляла: 1500 ккал, 3000 ккал, 800 ккал. Какое заключение о функции щитовидной железы у испытуемых можно сделать? Ответ: функция щитовидной железы у первого испытуемого в пределах нормы, у второго – повышена, у третьего понижена.

№2. Решите следующие задачи:

1. Животное потребляет за 20 мин. 30 мл кислорода, при дыхательном коэффициенте, равном 0,9. Чему равна величина энергорасхода за 1 час? Ответ: За 1 час животное потребляет 90 мл О2 (30х3). Дыхательному коэффициенту 0,9 соответствует калорический коэффициент кислорода 4,9 ккал/л.

Следовательно величина энергорасхода составляет 4,9 ккал/л х 0,09л/час = 0,441ккал/час.

1. Человек за 5 мин. выдохнул 26 л воздуха. В выдохнутом воздухе содержалось 16,23% кислорода и 4,13% углекислого газа. Чему равен расход энергии за 1 час? Ответ: из каждых 100 мл воздуха поглощено 4,77 мл кислорода (21%-16,23%) за 5 минут. Из 26 л соответственно поглощено 1,24л кислорода (26000 х 4,77/100= 1240,2мл) за 5 минут. ДК=4,13/4,77=0,866 соответствует калорическому эквиваленту кислорода 4,9 ккал/л при смешанном питании. Тогда расход энергии за 1 час составит 1,24 х 12 х4,9= 72,91ккал/час.
2. Рассчитайте расход энергии за час, если испытуемый поглощает в 1 мин. 0,3 л кислорода, а ДК = 1. Ответ: ДК=1 при окислении углеводов в организме, что соответствует калорическому эквиваленту О2 = 5,05 ккал/л. Тогда расход энергии за час составит 0,3 х 60 х 5,05 = 90,9ккал/час.
3. Во время работы ручной пилой взрослый человек выдохнул за 5 мин. 95,5 л воздуха (объем воздуха дан приведенным к нормальным условиям, сухим). Выдыхаемый воздух содержал: азота – 79,25%, кислорода – 16,9%, углекислого газа – 3,85%; вдыхаемый воздух: азота – 79,04%, кислорода – 20,93%, углекислого газа – 0,03%. Сколько было поглощено человеком литров кислорода и выделено углекислого газа? Сколько израсходовано организмом при этой работе энергии – кДж (ккал)? Ответ: из каждых 100 мл воздуха поглощено 4,03 мл кислорода (20,93%-16,9%) за 5 минут. Из 95,5 л соответственно поглощено 3,848л кислорода (95500 х 4,03/100= 3848,65 мл) за 5 минут. ДК=3,85/4,03=0,955 соответствует калорическому эквиваленту кислорода 5,05 ккал/л при окислении углеводов. Тогда расход энергии за 5 мин составит 3,848л х 5,05 ккал/л = 19,43 ккал.
4. Рассчитайте объем кислорода, поглощенного в 1 мин., если минутный объем дыхания равен 6 л, во вдыхаемом воздухе содержится 21% кислорода, в выдыхаемом – 17%. Ответ: Из каждых 100 мл воздуха поглощено 4 мл кислорода (21%-17%). Значит, в минуту из 6 литров поглощено кислорода 240 мл (6000млх4мл/100мл=240мл).
5. Рассчитайте энергетические затраты у испытуемого, если по данным непрямой калориметрии по способу Дугласа – Холдена установлено, что минутный объем дыхания равен 10 л.

Состав вдыхаемого воздуха: О₂ – 21%, СО₂ – 0%. Состав выдыхаемого воздуха: О₂ – 16%, СО₂ – 4%. Ответ: На каждые 100 мл воздуха, прошедших через легкие, поглощено организмом 5 мл кислорода (21%-16%) и выделено 4 мл углекислого газа. Значит, ДК=4/5=0,8, который соответствует калорическому эквиваленту кислорода - 4.6 ккал/лО2. Если за 1 мин испытуемый выдохнул 10 л воздуха, из которого потребил 5% кислорода, значит за 1 мин потреблено 0,5 л кислорода, а за сутки 0,5 х 60 х 24. На каждый литр кислорода приходится 4.6 ккал. Значит энергетические суточные траты равны: 0,5 х 60 х 24 х 4.6 =3312 ккал/сут.

Дано:                                                                    Решение:

МОД=10л.                                   1). Найдем объем поглощенного кислорода

Вдыхаем. возд.                21-16=5 мл О2/100мл вдых.возд

𝝋 (О2) =21%                    следовательно 10000х5/100=500мл/мин

𝝋 (СО2) = 0%                  2). ДК = СО2(выд)/О2 (погл)                    

 Выдыхаем. возд.            ДК= 4/5=0,8

𝝋 (О2) =16%                                3) Калорический эквивалент при белковой диете

𝝋 (СО2) = 4%                  (КЭ) О2= 4,6ккал/л

                                                                  4) Q за 1 мин. =0,5л/мин х 4,6 ккал/л = 2,3ккал/мин

Q - ?                                                          5) Q за сут. =2,3х60х24= 3312ккал/сут

Ответ: величина энергорасхода равна 3312ккал/сут.

№3. Продолжите определение:                                        

· калорический эквивалент кислорода - это

количество энергии, которая освобождается при окислении вещества в организме при потреблении 1 литра кислорода.

· дыхательный коэффициент в норме для разных видов пищевых веществ составляет 0,8 - для белков; 0,7- для жиров, 1 - углеводов, 0,85-0,9 при смешанном питании.

№4. Тестовые задания:

1. Что называют калорическим эквивалентом кислорода?: А) количество тепла, образуемого при сгорании 1 г. пищи; В) количество тепла, образуемого в организме при потреблении 1 л О₂; С) отношение количества потребленного кислорода к выделенному количеству СО₂; D) количества тепла, образуемого в организме за сутки при дыхании чистым кислородом;

2. Что называют калорическим коэффициентом вещества?: А) количество тепла, образуемое при сгорании 1 г вещества в атмосфере чистого кислорода; В) пластическую ценность вещества; С) количество тепла, образуемого в организме за сутки при потреблении в пищу только определенного типа веществ (углеводов, или белков, или жиров); D) количество кислорода, требуемого для полного сгорания определенного вещества;

3. Что такое дыхательный коэффициент?: А) отношение количества принятой пищи к количеству поглощенного кислорода за единицу времени; В) отношение количества поглощенного кислорода к количеству выделенной СО₂  за единицу времени; С) отношение количества выделенной СО₂ к количеству поглощенного кислорода за единицу времени; D) отношение количества поглощенного кислорода к вентиляции легких за единицу времени (1 мин);

4. Основным обменом называют: А) отношение процессов ассимиляции к диссимиляции в организме; В) анаэробный обмен веществ в организме; С) количество энергии дополнительно образуемой в организме при переходе с анаэробных в аэробные условия; D) минимальный уровень энергозатрат, необходимый для поддержания жизнедеятельности в условиях покоя;

5. Условиям основного обмена соответствует: А) состояние организма натощак (через 12-14 часов после еды); В) состояние организма в положении лежа сразу после сна; С) состояние организма при температуре комфорта (22⁰ С) и нормальном атмосферном давлении (760 ммHg); D) все перечисленное;

6. Рабочей прибавкой называют: А) увеличение массы тела человека при физическом труде; В) увеличение потребления пищи после физической работы; С) уменьшение энергозатрат при работе; D) разница между величиной энергозатрат при физической или умственной работе и основным обменом;

7. Специфически-динамическое действие пищи проявляется в виде: А) повышения энергозатрат организма от уровня основного обмена через три часа после еды; В) изменения обмена веществ в организме спустя сутки после приема пищи; С) увеличения уровня глюкозы в крови после еды; D) повышения активности желудочно-кишечного тракта после еды;

8. Что составляет сумма основного обмена, рабочей прибавки и специфически-динамического действия пищи?: A) коэффициент изнашивания; B) валовый обмен; C) индекс редукции; D) коэффициент полезного действия;

9. Что такое прямая калориметрия?: A) определение энергозатрат организма на нагревание воды. протекающей по трубам в камере - калориметре, в которой находится испытуемый; B) определение энергозатрат организма на основании исследования газообмена; C) определение энергозатрат организма с помощью спирографии; D) определение основного обмена;

10. Что такое непрямая калориметрия?: A) определение основного обмена; B) определение энергозатрат организма на нагревание воды, протекающей по трубам в камере - калориметре, в которой находится испытуемый; C) определение энергозатрат организма с помощью спирографии; D) определение энергозатрат организма на основании исследования газообмена;

11. Как называется образование и распад сложных органических соединений в организме?: A) основной обмен; B) ассимиляция и диссимиляция; C) коэффициент полезного действия; D) валовый обмен;

12. Что такое белковый оптимум?: A) количество в пище белка, которое полностью обеспечивает потребности в нем организма; B) количество белка в пище, которое приводит к развитию ожирения; C) количество белка в пище, необходимое для поддержания жизни в условиях основного обмена; D) количество белка в пище, при котором отсутствует необходимость потребления жиров;

13. Какой из отделов центральной нервной системы играет основную роль в регуляции всех видов обмена?: A) кора больших полушарий; B) гипоталамус; C) спинной мозг; D) стриопаллидарная система;