Основной обмен энергии, стандартные условия для его определения. Прямая и непрямая калориметрия.

Основной обмен — это следствие непрекращающейся работы всех составляющих организм клеток. Поэтому с увеличением массы тела увеличивается и основной обмен, хотя зависимость эта не прямая: на основной обмен влияет не только масса тела, но и ее состав.

Основной обмен — это минимальный расход энергии, необходимый для поддержания жизни организма в состоянии полного покоя, при исключении всех внутренних и внешних влияний, через 12 часов после приема пищи.

Основной обмен взрослого человека составляет примерно 1 ккал на 1 кг массы тела в 1 час. Величина основного обмена зависит от возраста, роста, массы тела, пола и многих других факторов. Основной обмен как обобщенный показатель интенсивности окислительно-восстановительных процессов зависит от состояния внутренних органов и различных внешних воздействий на организм. Он может изменяться при недостаточном и избыточном питании, повышении или понижении физических нагрузок, воздействии на организм климатических факторов, нарушении функции эндокринных желез, при заболеваниях, сопровождающихся лихорадочными состояниями, и по многим другим причинам. Основной обмен у одного и того же человека в разные дни может меняться примерно на 10%.

Основной обмен у взрослых людей каждые 10 лет снижается на 7-10% и к старости достигает минимальных для данного организма величин. В пожилом возрасте снижается активность работы клеток, замедляется обмен веществ, уменьшается тонус мышц, что сказывается на уровне основного обмена. На снижение основного обмена в старости влияют также уменьшение массы печени, мозга, сердца и почек - органов, в которых обмен веществ и, соответственно, расход энергии происходят наиболее интенсивно.

Прямая калориметрия основана на непосредственном учете в биокалориметрах количества тепла, выделенного организмом. Биокалориметр представляет собой герметизированную и хорошо теплоизолированную от внешней среды камеру. В камере по трубкам циркулирует вода. Тепло, выделяемое находящимся в камере человеком или животным, нагревает циркулирующую воду. По количеству протекающей воды и изменению ее температуры расчитывают количество выделенного организмом тепла. Метод прямой калориметрии очень сложен. Учитывая, что в основе теплообразования в организме лежат окислительные процессы, при которых потребляется кислород и образуется СО2 можно использовать косвенное, непрямое определение теплообразования в организме по его газообмену.

Непрямая калориметрия. При этом методе учитывается количество потребленного кислорода и выделенного углекислого газа с последующим расчетом энергозатрат организма. Таким образом, для определения энергозатрат организма непрямой калориметрией необходимо знать следующее: 1) количество потребленного кислорода организмом; 2) калорический эквивалент кислорода - количество тепла, освобождающегося после потребления организмом 1 л кислорода. Кислород, поглощаемый организмом, используется для окисления белков, жиров и углеводов. При окислении 1 г каждого из этих веществ требуется различное количество кислорода. Установлено, что при поглощении 1 л кислорода выделяется разное количество энергии в зависимости от того, на окисление каких веществ используется кислород: белков - 19,26 кДж (4,6 ккал), жиров — 19,64 кДж (4,69 ккал), углеводов - 21,14 кДж (5,05 ккал); 3) выделенный углекислый газ; 4) дыхательный коэффициент (ДК) - отношение выделенного углекислого газа к поглощенному кислороду. По этому показателю можно определить при окислении каких веществ происходили энерготраты организма. ДК различен при окислении белков, жиров и углеводов: для углеводов - 1; для белков - 0,8; для жиров - 0,7. При смешанной пище у человека ДК равен 0,85 - 0,89