Визначення енерговитрат методом неповного газового аналізу за спірограмами

Непряма калориметрія заснована на тому, що основним джерелом енергії для організму є окислювальні процеси, при яких споживається кисень і виділяється вуглекислий газ. Тому енергетичний обмін можна оцінювати, досліджуючи газообмін. Зокрема, метод неповного газового аналізу базується на визначенні витрат енергії за кількістю кисню, спожитого за одиницю часу.

Знаючи об’єм спожитого за 1 хв. кисню , усереднений дихальний коефіцієнт при вживанні звичайної змішаної їжі (0,85) і відповідний йому калоричний еквівалент кисню (КЕК), що становить 4,8 ккал, можна розрахувати енергообмін (Q) за будь-який проміжок часу, за формулою:

.

За умов спокою в організмі за 1 хв. споживається в середньому 250 – 300 мл О₂ і виділяється 200 – 250 мл СО₂. При фізичній роботі великої потужності потреба кисню істотно зростає і максимальне споживання кисню досягає у високотренованих людей близько 6 – 7 л / хв.

Оснащення: спірограф, спірограми.

Хід роботи. Обстежуваному пропонують надіти маску, герметично під’єднану до дихальної системи спірографа.Після звикання до дихання з маскою (2 – 3 хв.) перемикають кран спірографа на циркуляцію повітря через апарат і вмикають стрічко-протяжний механізм. Відповідно до ритму дихання реєструється крива дихальних рухів – спірограма, яка внаслідок поступового використання кисню рівномірно зміщується під нахилом від горизонталі. Висота зміщення відповідає кількості спожитого кисню за 1 хв. (рис. 6). Із урахуванням параметрів запису (швидкості руху, амплітуди) проводять калібрування. Зазвичай одному міліметру нахилу кривої дихальних рухів (рис. 6, відрізок а) відповідає 40 мл утилізованого кисню: якщо, наприклад, нахил спірограми – 7,5 мм, тоді за одну хвилину обстежуваний спожив: кисню.

– об’єм спожитого кисню; а – величина зміщення спірограми за 1 хв. (відповідає споживанню 0,3 л О2); t – час.

Рис. 6. Фрагмент спірограми.

Проте, калібрування, залежно від вихідних параметрів запису, може відрізнятись (рис. 7).

Для визначення енерговитрат об’єм спожитого кисню за 1 хв. множать на калоричний еквівалент кисню, що становить 4,8 ккал при окисненні в організмі змішаної їжі. Встановивши величину обміну за 1 хв., можна обчислити енерговитрати обстежуваного за добу.

Приклад обчислення енерговитрат за спірограмою.

Якщо за одну хвилину обстежуваний спожив 0,3 л кисню, тоді його енерговитрати за 1 хв. становлять: ; за 1 год.: ; за 1 добу: .

Оформлення протоколу.

1. Охарактеризуйте суть методу визначення енерговитрат людини за кількістю спожитого кисню.

2. Визначте добові енерговитрати у чотирьох обстежуваних, згідно представлених на рис. 7 спірограм.

Рис. 7. Фрагменти спірограм чотирьох обстежуваних (за К.В.Судаковим, 2008).

Завдання 5