Методы оценки энергетического равновесия в организме основаны на двух главных принципах: прямом измерении количества тепла, которое выделилось (прямая калориметрия) и косвенном-путем определения количества употребленного кислорода и выделенного углекислого газа (непрямая калориметрия).
Метод прямой калориметрии основывается на положении, что все виды энергии итоге превращаются в тепло. Поместив человека в специальную термоизолированную камеру, можно определить количество тепла, которое выделилось. Для этого нужно знать количество воды в камере (т), начальную ее температуру (ti) и конечную (t2).
Тогда количество тепла (Q) равна Q = c * m (t2-tj), где с (удельная теплоемкость воды) равен И. Этот способ очень громоздкий и в наше время используется только для проведения точных научных исследований.
Чаще всего используются способы косвенной калориметрии-определение теплопродукции по показателям газообмена. Враг считывается то, что при теплопродукции используется кислород и образуется С02. Чем больше теплопродукция, тем больше используется О2 и образуется С02. Зная объем использованного Og 4 образованного С02, можно определить дыхательный коэффициент (ДК) - отношение объема выделенного С02 В объем принятой 02:
ДК = VC02: V02.
Величина ДК различна при окислении белков, углеводов или жиров. Поскольку при окислении глюкозы для образования каждой молекулы С02 потребляется столько же молекул 02, то ДК равен 1, Поскольку в структуре жирных кислот на 1 атом С приходится меньше атомов 02, чем в структуре углеводов, при их окислении ДК-0, 7. При потреблении белковой пищи ДК = 0,8. При смешанном питании этот коэффициент колеблется в пределах 0,85-0,90. Зная ДК, можно по таблице найти величину калорическая коэффициента кислорода. Этот коэффициент показывает количество энергии, которая выделяется при использовании 1 л кислорода. Наконец, зная количество использованного кислорода (за 1 мин, 1 час или за I сутки) и калорическая коэффициент, можно определить теплопродукции организма.
Есть и другой, более простой метод непрямой калориметрии. Надо знать только объем использованного кислорода и величину ДК (обычно берется величина 0,82).
Если исследование проводится в условиях основного обмена, то получим показатель уровня этого обмена. Но полученную в условиях лаборатории величину надо сравнить с величиной, которая должна быть у данного человека. Для этого надо знать его возраст, рост, пол и массу тела. По таблицам, номограммам или формулами можно вычислить эту величину - нормальный обмен.
При физическом труде обмен выше на так называемую рабочую надбавку, это рабочий обмен. В этих условиях на величину ДК могут влиять и другие факторы. Так, гипервентиляция сопровождается выделением из основных резервов крови «запасных» количеств С02. Естественно, что при этом ГК может быть даже выше 1. Это наблюдается, например, в начале выполнения мышечной работы в переходный период перед установкой нового стационарного рабочего уровня обменных процессов.
ДК может изменяться и при однообразном питании, когда наблюдается переход одного вида процессов обмена в другой. Так, при питании преимущественно продуктами, содержащими углеводы, часть может превращаться в жиры. В связи с меньшим содержанием О2 в составе жиров такой процесс сопровождается выделением 02, приведет к росту ДК и изменения настоящего уровня обменных процессов.
При голодании или сахарном диабете в связи с уменьшением использования углеводов ДК снижается. Резко, иногда до 0,5, падает ДК и после интенсивной физической нагрузки. Это обусловлено постепенным выводом молочной кислоты из крови. Уменьшение количества лактата сопровождается высвобождением буферных оснований крови, связывающих частицу создаваемого при окислении СО2 и задерживают его в организме.
