Энергия шығынын анықтау әдістері.

Организмдегі энергия шығ ындалуы туралы одан белгілі бір уақ ыт арасында шығ арылатын жылу мө лшеріне қ арай жеткілікті жә не дә л айтуғ а болады. SI - жү йесі бойынша жылу мен энергия мө лшерін ө лшеу бірлігі - Джоуль (Дж) болып есептеледі. Бірақ медицинада бұ л жү йеден тыс бірлік - калория (1 кал - 4, 19 Дж) кең інен қ олданылады. Организмнен шығ арылатын энергияның мө лшері екі тү рлі ә діспен анық талады - тікелей жә не жанама калориметрия.

а) Тікелей калориметрия - организмнен шығ арылатын жылуды тіркеуге негізделген арнайы камераларда - биокалориметрде жасалады. Адамғ а арналғ ан алғ ашқ ы калориметрді В. В. Пашутин мен А. А. Лихачев (1883) қ ұ растырып, ө здерінің зерттеу жұ мыстарында пайдаланғ ан.

Биокалориметр сыртқ ы ортадан оқ шауланғ ан жә не жылу шығ армайтын, ішінде тү тіктер арқ ылы су айналатын тұ йық талғ ан камерадан тұ рады. Камерада отырғ ан адамнан (жануардан) бө лінетін жылу айналыстағ ы суды жылытады. Сондық тан организмнен шығ арылатын жылу мө лшері су температурасының жоғ арылау шамасын оның жылу сиымдылығ ына кө бейту арқ ылы анық талады. Сонымен қ атар камерадағ ы ауа қ ұ рамын талдау бойынша зерттелушінің организміндегі газдардың алмасуын анық тауғ а болады.

Тікелей калориметрия ә дісімен жасалғ ан тә жірибелер калориметрдегі энергия бө ліну шамасы мен денедегі заттар алмасуынан тү зілетін энергия шамасының тең екендігін кө рсетеді жә не энергия шығ ынын зат алмасуды зерттеу арқ ылы дә л ө лшеуге болатындығ ын дә лелдейді.

б) Жанама калориметрия - медициналық жә не физиологиялық зерттеулерде кең інен таралғ ан ә діс. Бұ л белок, май, кө мірсулар тотығ уына жұ мсалатын жә не организмдегі жылудың тү зілу кө рсеткіші болып саналатын оттегінің мө лшерін анық тауғ а негізделген. Оттегінің пайдалану шамасы мен тү зілетін энергия арасындағ ы тә уелділік - оттегінің жылулық эквиваленті (ОЖЭ) деп аталады. ОЖЭ организмдегі тотығ атын заттардың тү рлеріне (бе-локтар, майлар, кө мірсулар) байланысты ажыратылады да, сондық тан ол тыныстық коэффициентке (ТК) тә уелді болады. Ұ зақ зерттеу жұ мыстарында жанама калориметрия респираторлық камераларда жү ргізіледі.

Қ азіргі кезде камерасыз, ашық жанама калориметрия ә дістері кең інен таралғ ан. Олардың кө мегімен лабораториялық жә не клиникалық жағ дайларда қ ысқ а мерзімдік газ алмасуын анық тайды. Мұ ндай жағ дайларда қ олданылатын жү йелер ү ш тү рлі болады.

Ашық жү йе ә дісі бойынша зерттелуші адамның сыртқ ы орта ауасымен тыныс алып, тыныс шығ ару ауасы арнайы қ апшық қ а жиналады (Дуглас-Холдейн ә дісі). Жартылай ашық жү йе ә дісінде тыныс шығ ару ауасын алуғ а арналғ ан аспап (респиратор) қ олданылады,

Жабық жү йе ә дісінде зерттелуші адамның ә ртү рлі спирограф аспабы бойынша тыныс алуы мен тыныс шығ арылуы тіркеледі.

Организмде жұ тылғ ан оттегі мен шығ арылғ ан кө мір қ ышқ ыл газының мө лшері толық жә не жартылай газды талдау ә дістерімен анық талады.

Дені сау ересек адамның негізгі алмасу кезіндегі (таң ертең, тө сектен тұ рмай, ашқ арында, физикалық жә не психикалық тыныштық та, температуралық комфорт жағ дайда18-22°С) ең тө менгі энергиялық шығ ыны, бір тә улік ішінде, орташа шамамен 1700 ккал (7100 кДж) болады. Белсенді жұ мыс атқ арғ анда энергия шығ ыны негізгі алмасудан 7-8 есе жоғ арылайды. Организмдегі энергияның шығ ындалуын зерттеу жұ мыстары ең бек физиологиясында, спорт медицинасында жә не клиникалық практикада қ олданылады.

Жанама калориметрияғ а газдарды толық жә не жартылай талдау ә дістері де жатады. Мұ нда организмнен бө лінетін энергияның мө лшері, жұ тылатын оттегінің кө лемін зерттеу негізінде, яғ ни оның жылулық эквивалентінің тыныстық коэффициентке (ТК) тә уелділігін ескере отырып анық талады.

в) Газдарды толық талдау ә дісі арнайы аспаптар кө мегімен организмде жұ тылғ ан 02 мен шығ арылғ ан СО2 кө лемдерін белгілі уақ ыт аралығ ында анық тауғ а негізделген. Бұ л ТК-тің шамасын организмнен шығ арылғ ан СО2 -нің жұ тылғ ан О2 -не қ атынасы бойынша есептейді. Сонан кейін арнаулы таблица бойынша, ә рбір ТК-ке сә йкес ОЖЭ-тін тауып, белгіленген уақ ыт ішіндегі жұ мсалатын энергияның мө лшері анық талады.

Тыныстық коэффициент (ТК) - организмнен белгілі мерзімде шығ арылғ ан СО2 кө лемінің жұ тылғ ан О2 -нің кө леміне қ атынасы. Қ алыпты жағ дайда жай тыныс кезінде организмнен 1 минутта 250 мл СО2 шығ арылады да, 200-300 мл О2 жұ тылады.

ТК-тің шамасы тамақ тану тү ріне тә уелді: кө мірсулар тотық қ анда - 1; майлар - 0, 7; белоктар - 0, 8; аралас тамақ тануда - 0, 85-0, 9 тең болады.

Тыныштық та немесе жү ктеме кезіндегі жұ мсалатын энергияны Дуглас-Холдейн ә дісімен де анық тауғ а болады. Мұ нда тыныс шығ ару ауасы Дуглас қ абына жиналып, оның қ ұ рамындағ ы газдарды талдау Холдейн газталдағ ышымен жасалады, ал тыныстың минуттық кө лемі (ТМК) газ есептегіш кө мегімен ө лшенеді.

г) Газдарды жартылай талдау ә дісі - белгілі уақ ыт ішінде жұ тылғ ан О2 -нің мө лшеріне сә йкес жұ мсалғ ан энергияны анық тауғ а негізделген. Организмде жұ тылғ ан О2 -нің мө лшерін тіркеу ү шін ә ртү рлі аспаптар қ олданылады: спирометаболограф, Крог аппараты жө не т. б. Тә жірибеде анық талғ ан О2 -нің мө лшеріне сә йкес ОЖЭ- нің шамасы орташа ТК-ке (0, 85) сай алынады да, тә уліктегі энергия шығ ынын есептеп шығ аруғ а болады.

д) Энергиялық шығ ынды жабық камерада анық тау ә дісі

(М. Н. Шатерников).

Бұ л ә діс адам отырғ ан жабық камераның ауасындағ ы О2 мен СО2 -нің кө лемдерін анық тауғ а негізделген. Камера аумағ ы ү лкен болғ андық тан адам организміндегі газдардың алмасуын ұ зақ уақ ыт зерттеуге мү мкіндік болады. Тұ йық талғ ан камерадағ ы ауа қ ұ рамының ө згерісін зерттеу ү шін тә жірибенің бастапқ ы кезіндегі жә не соң ындағ ы ауаның кө лемі ө лшенеді де, жұ тылғ ан О2 мен шығ арылғ ан СО2 шамалары анық талады. Сонан кейін (аралас тамақ танудағ ы) ТК-ке сә йкес болатын 1л ОЖЭ-ін қ олданып, организмнен шығ атын энергияның мө лшерін есептеп шығ арады.