1. Фракционное содержание газа в смеси f.

Фракционное содержание показывает, какой процент от общего объема газовой смеси приходится на долю данного газа:

Fг = Vг/Vсм *100,        

где Fг — фракционное содержание газа, %; Vг — объем газа, л; Vсм — объем смеси, л. Например, фракционное содержание кислорода в атмосферном воздухе составляет 21%.

2. Парциальное давление газа в смеси или жидкости р.

Парциальное давление. Этот показатель отражает концентрацию свободных молекул данного газа в газовой смеси или жидкости; в жидкости это соответствует количеству физически растворенного газа. Для газовой смеси парциальное давление можно рассчитать, зная общее давление газовой смеси и фракционное содержание газа:

Рг = Рсм *Fг,      

где Рг — парциальное давление газа, мм рт. ст.; Fг — фракционное содержание газа, %; Рсм — давление смеси, мм рт. ст. Например, парциальное давление кислорода в атмосферном воздухе (при атмосферном давлении 760 мм рт. ст.) составляет 760 мм рт. ст. *21% = 160 мм рт. ст.

Парциальное давление газа в жидкости иногда называют напряжением. Парциальное давление (точнее, разность парциальных давлений) газа служит движущей силой диффузии газа из одной среды в другую (например, из воздуха в кровь).

3. Объемная концентрация газа в жидкости С.

     Объемная концентрация газа в жидкости показывает, какой объем газа в свободном и связанном виде содержится в 100 мл жидкости, то есть соответствует общей концентрации физически растворенного и химически связанного газа. Она измеряется в млгаза/100 млжидкости, или объемных процентах (об%). Например, объемная концентрация кислорода в артериальной крови составляет 20 мл кислорода/100 мл крови, то есть 20 об%. Объемная концентрация отражает общее содержание газа в крови, и тем самым — его количество, которое поступает к органам или относится от них

Связь между парциальным давлением газа и его объемной концентрацией.

Если газ контактирует с жидкостью, содержащей связывающее этот газ вещество (например, кислород альвеолярного воздуха контактирует с кровью, содержащей гемоглобин), то газ будет сначала диффундировать в жидкость по градиенту парциального давления, то есть растворяться физически. Растворившийся газ будет диффундировать в жидкости, подходить к связывающему веществу и соединяться с ним. Если время контакта газа с жидкостью достаточно велико, то установится динамическое равновесие, при котором:

А)  парциальное давление газа в жидкости будет таким же, как в газовой смеси;

Б) количество химически связанного газа будет зависеть от парциального давления (физически растворенного газа), сродства связывающего вещества к газу и количества связывающего вещества.

18. Сатурационная кривая, характеризующая насыщение крови кислородом

• У нее име­ет­ся поч­ти го­ри­зон­таль­ный уча­сток, со­от­вет­ст­вую­щий пол­но­му на­сы­ще­нию ге­мо­гло­би­на ки­сло­ро­дом. Этот уча­сток на­чи­на­ет­ся при пар­ци­аль­ном дав­ле­нии ки­сло­ро­да (pO₂) око­ло 70 мм рт. ст. В аль­ве­о­ляр­ном воз­ду­хе (и ар­те­ри­аль­ной кро­ви) pO₂ со­став­ля­ет око­ло 100 мм рт. ст. Бла­го­да­ря это­му:

• в лег­ких кровь мак­си­маль­но на­сы­ща­ет­ся ки­сло­ро­дом;

• при сни­же­нии pO₂ в аль­ве­о­ляр­ном воз­ду­хе да­же до 70 мм рт. ст. кровь все рав­но мак­си­маль­но на­сы­ща­ет­ся ки­сло­ро­дом — важ­ный ме­ха­низм за­щи­ты от ги­пок­сии.

Бла­го­да­ря го­ри­зон­таль­но­му уча­ст­ку са­ту­ра­ци­он­ной кри­вой ге­мо­гло­бин от­ве­ча­ет пер­во­му тре­бо­ва­нию — свя­зы­ва­ет боль­шое ко­ли­че­ст­во ки­сло­ро­да в лег­ких.

• У нее име­ет­ся на­клон­ный уча­сток, со­от­вет­ст­вую­щий pO₂ ме­нее 70 мм рт. ст. Зна­чит, при низ­ких зна­че­ни­ях pO₂ (в тка­нях) срод­ст­во ге­мо­гло­би­на к ки­сло­ро­ду па­да­ет, и ки­сло­род вы­сво­бо­ж­да­ет­ся в тка­ни.

Бла­го­да­ря на­клон­но­му уча­ст­ку са­ту­ра­ци­он­ной кри­вой ге­мо­гло­бин от­ве­ча­ет вто­ро­му тре­бо­ва­нию — от­да­ет боль­шое ко­ли­че­ст­во ки­сло­ро­да в тка­нях.

• При сни­же­нии pH (аци­до­зе), уве­ли­че­нии пар­ци­аль­но­го дав­ле­ния уг­ле­ки­сло­го га­за (pCO₂) и по­вы­ше­нии тем­пе­ра­ту­ры кри­вая сдви­га­ет­ся впра­во, то есть срод­ст­во ге­мо­гло­би­на к ки­сло­ро­ду па­да­ет. Все три фак­то­ра име­ют­ся в ак­тив­но ра­бо­таю­щих тка­нях. Сле­до­ва­тель­но, омы­вая ак­тив­но ра­бо­таю­щие тка­ни, кровь от­да­ет им еще боль­ше ки­сло­ро­да.

Бла­го­да­ря сдви­гу са­ту­ра­ци­он­ной кри­вой ге­мо­гло­бин от­ве­ча­ет треть­ему тре­бо­ва­нию — еще боль­ше уве­ли­чи­ва­ет от­да­чу ки­сло­ро­да в ак­тив­но ра­бо­таю­щих тка­нях.

19. Кривая диссоциации оксигемоглобина и факторы на нее влияющие

В ме­сто са­ту­ра­ци­он­ной кри­вой для ки­сло­ро­да час­то при­во­дят очень по­хо­жую на нее кри­вую дис­со­циа­ции ок­си­ге­мог­ло­би­на. Она от­ли­ча­ет­ся тем, что по вер­ти­каль­ной оси от­ло­же­на не объ­ем­ная кон­цен­тра­ция ки­сло­ро­да, а сте­пень на­сы­ще­ния ге­мо­гло­би­на ки­сло­ро­дом. Го­ри­зон­таль­но­му уча­ст­ку при этом со­от­вет­ст­ву­ет на­сы­ще­ние, рав­ное 100%.

При ее построении на оси абсцисс видкладують РО2 (мм.рт.ст), по оси ординат - содержание оксигемоглобина в крови. Строят КДО минимум по двум точкам:

при РО2 = 100 мм.рт.ст. гемоглобин насыщен кислородом на 98%;

при РО2 = 60 мм.рт.ст. насыщение О2 составляет 90%;

при РО2 = 26 мм.рт.ст. насыщения гемоглобина кислородом - 50%.

при РО2 = 0, насыщения гемоглобина = 0%.

Характерно, что при высоком РО2 гемоглобин легко взаимодействует с кислородом - образование HbO2 (верхняя, полога - "горизонтальная" часть кривой). Снижение РО2 со 100 до 60 мм.рт.ст мало влияет на образование НbO2 - его концентрации уменьшается лишь на 8%. Это означает, что снижение давления кислорода в альвеолах до 60 мм.рт.ст мало повлияет на транспорт кислорода кровью, хотя напряжение кислорода в плазме будет снижаться пропорционально снижению давления О2 в альвеолах. Благодаря такой особенности хода КДО, мы можем, например, подниматься в горы - несмотря на существенное снижение атмосферного давления, снабжение тканей кислородом сохраняется на должном уровне.

Ряд факторов влияет на аффинность гемоглобина к О2, т.е. на насыщение гемоглобина кислородом при данном РО2. При этом, в первую очередь, изменяется положение кривой и гораздо меньше форма кривой. Отсюда можно описать уменьшение аффинности как сдвиг кривой связывания гемоглобином кислорода вправо (повышенный Р0.5), а увеличение аффинности, как сдвиг кривой связывания гемоглобином кислорода влево (пониженный Р0,5).

Уменьшение аффинности означает, что при одинаковом РО2 Hb способен связывать О2 в меньшей степени; кривая при этом сдвигается вправо. Причиной этого является повышение ряда факторов в эритроците (t°, рН, CO2 и т.п.). Уменьшение этих факторов влияет, наоборот, на повышение аффинности, т.е. сдвиг кривой влево. кроме того, на аффинность гемоглобина к О2 влияет внутриэритроцитная концентрация катионов. Но особенно выраженным является снижающий аффинность гемоглобина к О2 эффект 2,3-дифосфоглицерата (2,3-BPG), чья концентрация в эритроцитах сходна с концентрацией тетрамерного гемоглобина (приблизительно 2,5 ммоль). В отсутствии 2,3-BPG аффинность гемоглобина к О2является очень высокой (Р0,5 = 2 кПа). Главная функция 2,3-BPG состоит, следовательно, в правом перемещении кривой связывания О2, т.е. в область, которая соответствует физиологическим условиям.

20. Сатурационные кривые, характеризующие содержание СО2 в артериальной и венозной крови.

Ос­нов­ная транс­порт­ная фрак­ция CO₂ — би­кар­бо­нат, ко­то­рый мо­жет об­ра­зо­вы­вать­ся поч­ти бес­ко­неч­но (до тех пор, по­ка CO₂ не свя­жет­ся со все­ми мо­ле­ку­ла­ми во­ды, что в фи­зио­ло­ги­че­ских ус­ло­ви­ях не­воз­мож­но). От­сю­да:

• объ­ем­ная кон­цен­тра­ция CO₂ го­раз­до вы­ше, чем O₂;

• са­ту­ра­ци­он­ная кри­вая для CO₂ не ха­рак­те­ри­зу­ет­ся на­сы­ще­ни­ем (не име­ет го­ри­зон­таль­но­го уча­ст­ка).

Фрак­ция кар­бо­ге­мог­ло­би­на при­да­ет са­ту­ра­ци­он­ной кри­вой для CO₂ важ­ное свой­ст­во (ана­ло­гич­ное со­от­вет­ст­вую­ще­му свой­ст­ву для ки­сло­ро­да): при сни­же­нии пар­ци­аль­но­го дав­ле­ния ки­сло­ро­да (pO₂) кри­вые сдви­га­ют­ся вверх и вле­во, то есть срод­ст­во ге­мо­гло­би­на к CO₂ уве­ли­чи­ва­ет­ся. По­сколь­ку pO₂ сни­же­но в ак­тив­но ра­бо­таю­щих тка­нях, то, про­хо­дя че­рез та­кие тка­ни, кровь до­пол­ни­тель­но свя­зы­ва­ет ин­тен­сив­но вы­де­ляе­мый ими CO₂.

21. Расчет суточного прихода энергии в организм

Су­точ­ный при­ход энер­гии рас­счи­ты­ва­ют сле­дую­щим об­ра­зом.

1. Оп­ре­де­ля­ют со­дер­жа­ние в су­точ­ном ра­цио­не бел­ков, ли­пи­дов и уг­ле­во­дов.

2. Вы­чи­та­ют ко­ли­че­ст­во не­ус­во­ив­ших­ся ве­ществ; при обыч­ном пи­та­нии:

• уг­ле­во­ды ус­ваи­ва­ют­ся на 98%;

• ли­пи­ды ус­ваи­ва­ют­ся на 95%;

• бел­ки ус­ваи­ва­ют­ся на 92%.

3. Ум­но­жа­ют ко­ли­че­ст­во ус­во­ив­ших­ся бел­ков, ли­пи­дов и уг­ле­во­дов на зна­че­ния их ка­ло­ри­че­ской цен­но­сти, со­став­ляю­щей:

• для уг­ле­во­дов — 4,1 ккал/г;

• для бел­ков — 4,1 ккал/г;

• для ли­пи­дов — 9,3 ккал/г.

22. Методы измерения расхода энергии в организме

Расход энергии в организме складывается из следующих пунктов:

1)Основной обмен. Это ми­ни­маль­ный рас­ход энер­гии на под­дер­жа­ние жиз­не­дея­тель­но­сти в со­стоя­нии пол­но­го по­коя и бодр­ст­во­ва­ния. Он со­став­ля­ет в сред­нем око­ло 1 ккал/кг/ч у муж­чин, не­сколь­ко мень­ше (в свя­зи с мень­шим объ­е­мом мы­шеч­ной тка­ни) — у жен­щин. Для оп­ре­де­ле­ния ос­нов­но­го об­ме­на ис­клю­ча­ют все ос­таль­ные ста­тьи рас­хо­да энер­гии. Та­ким об­ра­зом, его из­ме­ря­ют:

• в со­стоя­нии бодр­ст­во­ва­ния;

• в по­ло­же­нии ле­жа;

• в от­сут­ст­вие фи­зи­че­ской на­груз­ки;

• в от­сут­ст­вие эмо­цио­наль­но­го воз­бу­ж­де­ния;

• в от­сут­ст­вие ум­ст­вен­ной на­груз­ки;

• на­то­щак (для ис­клю­че­ния спе­ци­фи­че­ско­го ди­на­ми­че­ско­го дей­ст­вия пи­щи);

• при тем­пе­ра­ту­ре ком­фор­та.

При этом мож­но при­ме­нять лю­бой ме­тод оп­ре­де­ле­ния энер­го­за­трат, ча­ще все­го ис­поль­зу­ют не­пря­мую ка­ло­ри­мет­рию.

Выражается основной обмен количеством энергии, выделенной организмом (кДж/сут). Основной обмен веществ зависит от возраста, роста, массы тела, пола. С увеличением массы тела усиливается основной обмен веществ. Средняя величина основного обмена веществ у здорового человека равна приблизительно 4,2 кДж (1 ккал) в 1 ч на 1 кг массы тела. Исходя из этой величины, можно ПРИБЛИЗИТЕЛЬНО рассчитать уровень основного обмена у данного человека.

Непосредственное определение основного обмена проводят 3 способами:

Оп­ре­де­ле­ние ва­ло­во­го об­ме­на

При пол­ном рас­па­де пи­та­тель­ных ве­ществ вы­сво­бо­ж­да­ет­ся энер­гия, со­от­вет­ст­вую­щая их ка­ло­ри­че­ской цен­но­сти (при рас­па­де уг­ле­во­дов и бел­ков — 4,1 ккал/г, ли­пи­дов — 9,3 ккал/г). Сле­до­ва­тель­но, ес­ли оп­ре­де­лить ко­ли­че­ст­ва рас­пав­ших­ся за су­тки бел­ков, ли­пи­дов и уг­ле­во­дов и ум­но­жить эти ко­ли­че­ст­ва на зна­че­ния ка­ло­ри­че­ских цен­но­стей, то бу­дут точ­но оп­ре­де­ле­ны су­точ­ные энер­го­за­тра­ты.

Ме­то­ди­ка: о су­точ­ном рас­па­де пи­та­тель­ных ве­ществ су­дят по ко­ли­че­ст­ву вы­де­ляе­мых из ор­га­низ­ма про­дук­тов их рас­па­да. О рас­па­де бел­ков су­дят по су­точ­но­му со­дер­жа­нию в мо­че азо­та, о рас­па­де ли­пи­дов и уг­ле­во­дов — по су­точ­но­му вы­де­ле­нию CO₂; из об­ще­го объ­е­ма CO₂ вы­чи­та­ют ко­ли­че­ст­во, при­хо­дя­щее­ся на до­лю бел­ков, а о со­от­но­ше­нии ли­пи­дов и уг­ле­во­дов су­дят по ды­ха­тель­но­му ко­эф­фи­ци­ен­ту

Пря­мая ка­ло­ри­мет­рия

Если человек не совершает дополнительной работы, то вся рас­хо­дуе­мая на внут­рен­ние про­цес­сы энер­гия в кон­це кон­цов пе­ре­хо­дит в те­п­ло. Зна­чит, по ко­ли­че­ст­ву вы­де­лен­ной за су­тки те­п­ло­ты мож­но су­дить о су­точ­ных энер­го­за­тра­тах.

Ме­то­ди­ка: че­ло­век по­ме­ща­ет­ся в ка­ме­ру, в стен­ках ко­то­рой по тру­бам цир­ку­ли­ру­ет во­да. О вы­де­ле­нии те­п­ло­ты су­дят по на­гре­ва­нию во­ды.

Не­пря­мая ка­ло­ри­мет­рия

Расход энергии рассчитывается на основе вычленения газообмена: определяют количество кислорода, потребленное организмом за определенное время и количество углекислого газа, выделенное за это время. Поскольку выделение энергии происходит в результате окисления веществ до конечных продуктов — углекислот газа, воды и аммиака, то между количеством потребленного кислорода, выделенной энергией и углекислым газом существует определенная взаимосвязь. Зная величину дыхательного коэффициента, можно с помощью специальных таблиц определить количество освобождающейся энергии в калориях. По величине дыхательного коэффициента можно судить и об интенсивности протекания процессов обмена веществ в целом.

рассчет по уравнениям с учетом пола, возраста,  роста и массы тела:

Пол	Возраст (лет)	Уравнения для  расчета ОО  (ккал/сутки)
М	10 — 18	16.6 мт  +  119Р    +    572
Ж		7.4   мт  +  482Р    +    217
М	18 — 30	15.4 мт  -     27Р    +    717
Ж		13.3 мт  +  334Р    +      35
М	30 — 60	11.3 мт  +    16Р    +    901
Ж		8.7   мт   —    25Р    +    865
М	60 -	8.8   мт  +  128Р    -   1071
Ж		9.2   мт  +  637Р    -    302
мт — масса тела (кг),  Р  — рост (м)

2)Рабочая прибавка. Это са­мая ва­риа­бель­ная ста­тья рас­хо­да энер­гии. Эти за­тра­ты у лиц ис­клю­чи­тель­но си­дя­че­го тру­да мо­гут со­став­лять 1/3 ос­нов­но­го об­ме­на (25% от об­щих энер­го­за­трат), а у лиц осо­бо тя­же­ло­го тру­да — в 3 раза его пре­вос­хо­дить (со­став­ляя 75% от об­щих энер­го­за­трат). В зависимости от тяжести труда, население поделено на 5 категорий. Существует множество таблиц для подсчета энергозатрат при разных видах деятельности. Зная соответствующий показатель, время, массу тела конкретного человека, можно опять таки рассчитать энергию, затраченную при определенной работе.

3) Спе­ци­фи­че­ское ди­на­ми­че­ское дей­ст­вие пи­щи.При­ем пи­щи со­про­во­ж­да­ет­ся по­вы­ше­ни­ем энер­го­за­трат, что свя­за­но с про­цес­са­ми пе­ре­ва­ри­ва­ния, вса­сы­ва­ния и де­по­ни­ро­ва­ния пи­та­тель­ных ве­ществ. Осо­бен­но по­вы­ша­ют­ся энер­го­за­тра­ты при прие­ме бел­ков — на 30% в те­че­ние 3—12 ч. Зная состав и количество принятой пищи, можно судить о вкладе этой статьи расхода энергии.

4) За­тра­ты на эмо­цио­наль­ную на­груз­ку. Свя­за­ны с по­вы­ше­ни­ем мы­шеч­но­го то­ну­са, уча­ще­ни­ем серд­це­бие­ний и ды­ха­ния.

5) За­тра­ты на ум­ст­вен­ную на­груз­ку. Свя­за­ны с не­про­из­воль­ным по­вы­ше­ни­ем мы­шеч­но­го то­ну­са; энер­го­за­тра­ты при ум­ст­вен­ной на­груз­ке мо­гут по­вы­шать­ся на 10%.

6) За­тра­ты на тер­мо­ре­гу­ля­цию. Энер­го­за­тра­ты воз­рас­та­ют при адап­та­ции как к низ­кой, так и к вы­со­кой тем­пе­ра­ту­ре: в пер­вом слу­чае воз­рас­та­ет те­п­ло­про­дук­ция, во вто­ром — до­пол­ни­тель­ные тра­ты энер­гии нуж­ны для по­вы­шен­ной те­п­ло­от­да­чи.

23. Метод непрямой калориметрии

По­ка­за­тель энер­го­за­трат: по­гло­ще­ние ки­сло­ро­да.

Обос­но­ва­ние: энер­гия вы­де­ля­ет­ся при окис­ле­нии пи­та­тель­ных ве­ществ. Сле­до­ва­тель­но, чем боль­ше по­треб­ле­ние ки­сло­ро­да, тем боль­ше окис­ли­лось пи­та­тель­ных ве­ществ и тем боль­ше энер­го­за­тра­ты.

Об­щий прин­цип: ме­тод не­пря­мой ка­ло­ри­мет­рии су­ще­ст­ву­ет в двух ва­ри­ан­тах — с пол­ным и не­пол­ным га­зо­ана­ли­зом, од­на­ко об­щий прин­цип в обо­их слу­ча­ях оди­на­ков.

1. Из­ме­ря­ют объ­ем по­гло­щен­но­го за оп­ре­де­лен­ное вре­мя ки­сло­ро­да.

2. Ум­но­жа­ют этот объ­ем на ка­ло­ри­че­ский эк­ви­ва­лент ки­сло­ро­да — ко­ли­че­ст­во энер­гии, вы­де­ляю­щее­ся при по­гло­ще­нии 1 л ки­сло­ро­да:

Э = КЭК  VO₂, (2)

где Э — энер­го­за­тра­ты (за вре­мя оп­ре­де­ле­ния), ккал; КЭК — ка­ло­ри­че­ский эк­ви­ва­лент ки­сло­ро­да, ккал/л; VO₂ — объ­ем по­гло­щен­но­го ки­сло­ро­да, л.

Ва­ри­ан­ты с пол­ным и не­пол­ным га­зо­ана­ли­зом раз­ли­ча­ют­ся по спо­со­бу оп­ре­де­ле­ния КЭК. Де­ло в том, что ко­ли­че­ст­во энер­гии, вы­сво­бо­ж­даю­щее­ся при по­треб­ле­нии од­но­го лит­ра ки­сло­ро­да, не­сколь­ко раз­ли­ча­ет­ся в за­ви­си­мо­сти от то­го, с ка­ким суб­стра­том этот ки­сло­род реа­ги­ру­ет. При окис­ле­нии уг­ле­во­дов КЭК ра­вен 5,05 ккал/л (то есть, на ка­ж­дый литр ки­сло­ро­да вы­де­ля­ет­ся 5,05 ккал), при окис­ле­нии ли­пи­дов — 4,7 ккал/л, при окис­ле­нии бел­ков — 4,6 ккал/л. Раз­ли­чия эти не очень ве­ли­ки (ведь ки­сло­род в ко­неч­ном сче­те окис­ля­ет в пи­та­тель­ных ве­ще­ст­вах од­ни и те же ато­мы — C и H), од­на­ко ино­гда их при­хо­дит­ся учи­ты­вать.

• При не­пря­мой ка­ло­ри­мет­рии с не­пол­ным га­зо­ана­ли­зом не­точ­но­стью в оп­ре­де­ле­нии КЭК пре­неб­ре­га­ют. Из­ме­ря­ют объ­ем по­гло­щен­но­го ки­сло­ро­да и ум­но­жа­ют его на сред­ний КЭК, ха­рак­тер­ный для обыч­но­го пи­та­ния — 4,8:

Э = 4,8  VO₂. (3)

Важ­но от­ме­тить, что при фи­зи­че­ской на­груз­ке КЭК мо­жет су­ще­ст­вен­но от­ли­чать­ся от 4,8, по­это­му не­пря­мую ка­ло­ри­мет­рию с не­пол­ным га­зо­ана­ли­зом обыч­но при­ме­ня­ют толь­ко для оп­ре­де­ле­ния ос­нов­но­го об­ме­на.

• При не­пря­мой ка­ло­ри­мет­рии с пол­ным га­зо­ана­ли­зом КЭК рас­счи­ты­ва­ют. При этом ис­поль­зу­ют так на­зы­вае­мый ды­ха­тель­ный ко­эф­фи­ци­ент (ДК), рав­ный от­но­ше­нию объ­е­ма вы­де­лен­но­го CO₂ к объ­е­му по­гло­щен­но­го ки­сло­ро­да. Ка­ж­до­му зна­че­нию ДК со­от­вет­ст­ву­ет оп­ре­де­лен­ное зна­че­ние КЭК (чем боль­ше ДК, тем боль­ше КЭК), по­это­му, зная ДК, мож­но оп­ре­де­лить КЭК. Та­ким об­ра­зом, по­сле­до­ва­тель­ность дей­ст­вий при не­пря­мой ка­ло­ри­мет­рии с пол­ным га­зо­ана­ли­зом сле­дую­щая.

1. Оп­ре­де­ля­ют объ­ем вы­де­лен­но­го CO₂ (VCO₂) и объ­ем по­гло­щен­но­го ки­сло­ро­да (VO₂).

2. Оп­ре­де­ля­ют ды­ха­тель­ный ко­эф­фи­ци­ент:

ДК = VCO₂ / VO₂.

3. Зная ДК, по таб­ли­цам на­хо­дят КЭК (табл. 11.2).

4. Рас­счи­ты­ва­ют энер­го­за­тра­ты по урав­не­нию (2):

Э = КЭК  VO₂.

По ДК мож­но су­дить о со­от­но­ше­нии ме­ж­ду ис­поль­зуе­мы­ми ор­га­низ­мом энер­ге­ти­че­ски­ми суб­стра­та­ми. Так, ес­ли окис­ля­ют­ся ис­клю­чи­тель­но уг­ле­во­ды, то ДК = 1, так как из урав­не­ния ре­ак­ции

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ = 6CO₂ + 6H₂O

вид­но, что ко­ли­че­ст­во всту­паю­ще­го в ре­ак­цию O₂ рав­но ко­ли­че­ст­ву об­ра­зую­ще­го­ся CO₂. С дру­гой сто­ро­ны, ес­ли окис­ля­ют­ся толь­ко жи­ры, то ки­сло­ро­да тре­бу­ет­ся зна­чи­тель­но боль­ше, чем об­ра­зу­ет­ся CO₂, так как мо­ле­ку­лы ли­пи­дов со­сто­ят в ос­нов­ном из ато­мов C и H, а со­дер­жа­ние ато­мов O в них ма­ло; ДК при этом ра­вен око­ло 0,7. Ес­ли пре­неб­речь не­боль­шим ко­ли­че­ст­вом окис­ляе­мых бел­ков, то ДК бу­дет ука­зы­вать на со­от­но­ше­ние ме­ж­ду ко­ли­че­ст­вом окис­ляе­мых ли­пи­дов и уг­ле­во­дов: чем бли­же он к 1, тем боль­ше до­ля уг­ле­во­дов, а чем бли­же к 0,7 — ли­пи­дов.

Прак­ти­че­ское при­ме­не­ние: в свя­зи с оп­ти­маль­ным со­от­но­ше­ни­ем про­сто­ты и Де­ше­виз­ны, с од­ной сто­ро­ны, и точ­но­сти — с дру­гой, не­пря­мая ка­ло­ри­мет­рия с не­пол­ным га­зо­ана­ли­зом слу­жит наи­бо­лее рас­про­стра­нен­ным прак­ти­че­ским, в том чис­ле кли­ни­че­ским ме­то­дом оцен­ки энер­го­за­трат — как пра­ви­ло, ос­нов­но­го об­ме­на.

24.Метод прямой калориметрии

По­ка­за­тель энер­го­за­трат: су­точ­ная те­п­ло­про­дук­ция.

Обос­но­ва­ние: ес­ли че­ло­век не со­вер­ша­ет внеш­ней ра­бо­ты (не под­ни­ма­ет­ся по ле­ст­ни­це и пр.), то вся рас­хо­дуе­мая на внут­рен­ние про­цес­сы энер­гия в кон­це кон­цов пе­ре­хо­дит в те­п­ло. Зна­чит, по ко­ли­че­ст­ву вы­де­лен­ной за су­тки те­п­ло­ты мож­но су­дить о су­точ­ных энер­го­за­тра­тах.

Ме­то­ди­ка: че­ло­век по­ме­ща­ет­ся в ка­ме­ру, в стен­ках ко­то­рой по тру­бам цир­ку­ли­ру­ет во­да. О вы­де­ле­нии те­п­ло­ты су­дят по на­гре­ва­нию во­ды.

Прак­ти­че­ское при­ме­не­ние: в свя­зи с боль­шой до­ро­го­виз­ной пря­мая ка­ло­ри­мет­рия при­ме­ня­ет­ся лишь в на­уч­ных ис­сле­до­ва­ни­ях, тре­бую­щих осо­бой точ­но­сти.

25.Определение основного обмена см. №22

26. Определение энергозатрат на физическую нагрузку

Интенсивность обменных процессов в организме значительно возрастает в условиях физической нагрузки. Объективным критерием для оценки энергозатрат, связанных с двигательной активностью разных профессиональных групп, является коэффициент физической активности. Он представляет собой отношение общих энергозатрат к величине основного обмена. Прямая зависимость величины энергозатрат от тяжести нагрузки позволяет использовать уровень энергозатрат в качестве одного из показателей интенсивности выполняемой работы. Разница между величинами энергозатрат организма на выполнение различных видов работ и энергозатрат на основной обмен составляет так называемую рабочую прибавку (к минимальному уровню энергозатрат) Для определения суточного расхода энергии человека введен ко­эффициент физической активности (КФА) — это соот­ношение общих энерготрат на все виды жизнедеятельности человека с величиной основного обмена.

Коэффициент физической активности является основным физи­ологическим критерием для отнесения населения к той или иной трудовой группе в зависимости от интенсивности труда, т.е. от энер­гозатрат, разработан Институтом питания АМН в 1991 г.

Коэфициент физической активности КФА

 

Мужчины		Женщины
Группа труда	КФА	Группа труда	КФА
I II III IV V	1,4 1,6 1,9 2,2 2,4	I II III IV -	1,4 1,6 1,9 2,2

 

Всего определено 5 трудовых групп для мужчин и 4 для женщин. Каждой трудовой группе соответствует определенный коэффициент физической активности Для расчета суточного расхода энергии необходимо ве­личину основного обмена (соответствующую возрасту и массе тела человека) умножить на коэффициент физической активности (КФА) определенной группы населения.

I группа — работники преимущественно умственного труда, очень легкая физическая активность, КФА-1,4: научные работники, сту­денты гуманитарных специальностей, операторы ЭВМ, контролеры, педагоги, диспетчеры, работники пультов управления, медработни­ки, работники учета, секретари и т.д. Суточный расход энергии в зависимости от пола и возраста составляет 1800—2450 ккал.

II группа — работники, занятые легким трудом, легкая физичес­кая активность, КФА-1,6: водители транспорта, работники конвейе­ров, весовщицы, упаковщицы, швейники, медсестры, санитарки, работ­ники связи, сферы обслуживания, продавцы промтоваров и др. Суточный расход энергии в зависимости от пола и возраста состав­ляет 2100-2800 ккал.

 III группа — работники средней тяжести труда, средняя физичес­кая активность, КФА-1,9: слесари, наладчики, настройщики, ста­ночники, буровики и др. Суточный расход энергии в зависимости от пола и возраста составляет 2500—3300 ккал.

IV группа — работники тяжелого физического труда, высокая физическая активность, КФА-2,2: строительные рабочие, помощни­ки буровиков, проходчики, хлопкоробы, и др. Суточный расход энергии в зависимости от пола и возраста составляет 2850—3850 ккал.

V  группа — работники особо тяжелого физического труда, очень высокая физическая активность, КФА-2,4: механизаторы и сельхоз­ рабочие в посевной и уборочный периоды, горнорабочие, вальщики леса, бетонщики, каменщики, землекопы, грузчики и др. Суточный расход энергии в зависи­мости от пола и возраста составляет 3750—4200 ккал.

Для определения энергозатрат на какой либо-конкретный вид деятельности существуют специальные таблицы:

Вид упражнений	Расход энергии, ккал/час при массе тела, кг
	55	70	90
Аэробика	553	691	922
Баскетбол	452	564	753
Велосипед 10 км	210	262	349
Велосипед 20 км	553	691	922
Зарядка	216	270	360
Танцы медленные	167	209	278
Танцы быстрые	550	687	916
Хоккей	360	420	450
Скакалка	360	420	450
Бег 8 км	442	552	736

27. Требования к составлению пищевого рациона

Питание должно соответствовать потребностям организма в пластических веществах и энергии, минеральных солях, витаминах и воде, обеспечивать нормальную жизнедеятельность, хорошее самочувствие, высокую работоспособность, сопротивляемость инфекциям, рост и развитие организма. Исходя из концепции рационального сбалансированного питания, разработанной А.А. Покровским и другими учеными при составлении пищевого рациона (т.е. количества и состава продуктов питания, необходимых человеку в сутки) следует соблюдать ряд принципов:

Калорийность пищевого рациона должна соответствовать энергетическим затратам организма на все виды жизнедеятельности.

Необходимо учитывать питательную ценность пищевых веществ. В пищевом рационе должно содержаться оптимальное для данного индивидуума или профессиональной группы количество белков, жиров и углеводов, минеральных веществ, витаминов и воды.

Требуется соблюдать сбалансированность в пищевом рационе количества белков, жиров, углеводов и минеральных веществ. Важно правильное распределение калорийности рациона по отдельным приемам пищи в течение суток в соответствии с биоритмами, режимом и характером труда и иных видов деятельности.

Применение методов технологической обработки, обеспечивающей удаление вредных веществ, не вызывающих уменьшение биологической ценности пищи, а также не допускающей образования токсических продуктов.

Обеспечение органолептических достоинств пищи, способствующих её перевариванию и усвоению. Наличие в пищевом рационе пищевых волокон, способствующих выведению токсических продуктов распада из организма.

 

Несоблюдение принципов рационального питания приводит к различным нарушениям обмена веществ организма, его устойчивости к повреждающим воздействиям.

Принимаемая пища должна с учетом ее усвояемости восполнять энергетические затраты человека на основной обмен, на специфическое динамическое действие пищи и расхода на выполняемую работу. Калорийность пищевого рациона = Общим энерготратам за сутки + 10% ОО на неполное усвоение пищевых веществ.

Потребность в основных пищевых веществах и энергии для взрослого (18-60 лет) трудоспособного населения зависит от характера труда, возраста, пола, групп населения. По степени энергозатрат выделено 5 групп интенсивности труда (Смотри таблицы)

При составлении пищевого рациона нормы питания являются рекомендациями величины потребления основных пищевых веществ и энергии для различных контингентов населения нашей страны. Они дают научную базу для оценки фактического питания, являются основой построения рационального питания (смотри таблицы).

У женщин всех профессиональных и возрастных групп потребность в пищевых веществах (кроме железа) и энергии в среднем на 15% ниже, чем у мужчин.

Важнейшим принципом сбалансированного питания является определение правильного и обоснованного соотношения основных пищевых и биологически активных веществ – белков, жиров, углеводов, витаминов и минеральных элементов в зависимости от пола, возраста, характера трудовой деятельности и общего жизненного уклада. Бел­ки: 0,6—0,8 г/кг ве­са в слу­чае по­треб­ле­ния пол­но­цен­ных (в ос­нов­ном жи­вот­ных) бел­ков и пол­но­го здо­ро­вья; в ре­аль­ных ус­ло­ви­ях луч­ше по­вы­сить по­треб­ле­ние бел­ка до бел­ко­во­го оп­ти­му­ма 80—100 г/сут (см. вы­ше);

ли­пи­ды: на до­лю ли­пи­дов долж­но при­хо­дить­ся око­ло 1/3 об­щей ка­ло­рий­но­сти пи­щи, при этом на­сы­щен­ные жи­ры долж­ны со­став­лять не бо­лее 1/3 об­ще­го ко­ли­че­ст­ва ли­пи­дов (на­сы­щен­ные жи­ры спо­соб­ст­ву­ют раз­ви­тию ате­ро­скле­ро­за, не­на­сы­щен­ные — пре­пят­ст­ву­ют; кро­ме то­го, к не­на­сы­щен­ным жир­ным ки­сло­там от­но­сит­ся един­ст­вен­ный не­за­ме­ни­мый ли­пид пи­щи — ли­но­ле­вая ки­сло­та);

уг­ле­во­ды: на их до­лю долж­но при­хо­дить­ся ос­таль­ное ко­ли­че­ст­во ка­ло­рий.

Ви­та­ми­ны и ми­не­раль­ные ве­ще­ст­ва: нор­мы по­треб­ле­ния всех этих ве­ществ при­во­дят­ся в спе­ци­аль­ных таб­ли­цах. Важ­но пом­нить, что для мно­гих из них опас­но не толь­ко не­дос­та­точ­ное, но так­же из­бы­точ­ное по­треб­ле­ние.

Желательно принимать пищу четырехкратно и в одно и то же время суток в зависимости от режима дня. Это позволяет выработать условные рефлексы на время, что в свою очередь, обеспечивает готовность организма к приему пищи. Интервал между завтраком и обедом, обедом и ужином должен составлять не более 5-6 часов, а между ужином и временем отхода ко сну – не менее 1,5 - 2 часов. Первый завтрак должен содержать около 15-20% всего суточного рациона, быть преимущественно углеводным, легко усвояемым; через 3-3,5 часа второй – 25-30%, белково-углеводный, примерно половина суточных жиров; через 4-4,5 часа: обед – 35-40%, белково-углеводный и оставшаяся часть жиров; через 2-3 часа, ужин – 15-20%, наиболее усвояемые источники белков и углеводов (кисло-молочные продукты, злаковые).

28. Методика электрокардиографии

Сущ­ность и кли­ни­че­ское зна­че­ние ЭКГ

Элек­тро­кар­дио­грам­ма (ЭКГ) — это за­пись элек­три­че­ской ак­тив­но­сти серд­ца с по­верх­но­сти те­ла. По ЭКГ мож­но су­дить о том, в ка­кой по­сле­до­ва­тель­но­сти про­хо­дит по серд­цу вол­на воз­бу­ж­де­ния — от­ку­да им­пульс вы­хо­дит и как он рас­про­стра­ня­ет­ся по от­де­лам серд­ца. Со­от­вет­ст­вен­но, мож­но вы­явить и ло­ка­ли­зо­вать па­то­ло­ги­че­ские ис­точ­ни­ки воз­бу­ж­де­ния и уча­ст­ки бло­кад про­ве­де­ния, об­на­ру­жить ги­пер­тро­фии ка­мер серд­ца и т. п. В то же вре­мя это про­стой и де­ше­вый ме­тод: кро­ме осо­бых слу­ча­ев, ЭКГ ре­ги­ст­ри­ру­ют с по­мо­щью обыч­ных ме­тал­ли­че­ских элек­тро­дов, на­ло­жен­ных на по­верх­ность те­ла. В этом ог­ром­ное кли­ни­че­ское зна­че­ние ЭКГ.

Эле­мен­ты ЭКГ

На рис. 13.12, А пред­став­ле­на ЭКГ со все­ми зуб­ца­ми. Важ­но от­ме­тить, что да­же в нор­ме не­ко­то­рые зуб­цы мо­гут от­сут­ст­во­вать ли­бо их на­прав­ле­ние мо­жет быть раз­лич­ным.

На ЭКГ вы­де­ля­ют сле­дую­щие эле­мен­ты:

• зуб­цы;

• ин­тер­ва­лы;

• сег­мен­ты.

Зуб­цы ЭКГ

Вы­де­ля­ют шесть зуб­цов, обо­зна­чае­мых по­сле­до­ва­тель­ны­ми ла­тин­ски­ми бу­к­ва­ми, на­чи­ная от P:

зу­бец P от­ра­жа­ет воз­бу­ж­де­ние (то есть де­по­ля­ри­за­цию) пред­сер­дий;

зуб­цы Q, R и S от­ра­жа­ют воз­бу­ж­де­ние же­лу­доч­ков, по­это­му они со­став­ля­ют еди­ный ком­плекс, на­зы­вае­мый ком­плек­сом QRS. Под­роб­нее о зуб­цах ком­плек­са QRS см. ни­же, разд. «Но­менк­ла­ту­ра зуб­цов ком­плек­са QRS»;

зу­бец T от­ра­жа­ет ре­по­ля­ри­за­цию же­лу­доч­ков;

зу­бец U не­по­сто­ян­ный; про­ис­хо­ж­де­ние его спор­но.

Сег­мен­ты ЭКГ

Сег­мен­том ЭКГ на­зы­ва­ют рас­стоя­ние от кон­ца од­но­го зуб­ца до на­ча­ла дру­го­го, то есть уча­сток ЭКГ ме­ж­ду дву­мя зуб­ца­ми.

Ин­тер­ва­лы ЭКГ

Ин­тер­ва­лом ЭКГ на­зы­ва­ют лю­бой вре­мен­ной про­ме­жу­ток на ЭКГ, вклю­чаю­щий по мень­шей ме­ре один зу­бец и один сег­мент.

Отведения

Для регистрации ЭКГ производят отведение потенциалов от конечностей и поверхности грудной клетки. Обычно используют три так назы­ваемых стандартных отведения от конечностей по Эйнтховену:

I отведение: правая рука — левая рука;

II отведение: правая рука — левая нога;

III отведение: левая рука — левая нога.

Кроме того, регистрируют три униполярных усиленных отведения по Гольдбергеру: aVR; aVL; aVF. При регистрации усиленных отведений два электрода, используемые для регистрации стандартных отведений, объединяются в один и регистрируется разность потенциалов между объединенными и активными электродами. Так, при aVR активным является электрод, наложенный на правую руку, при aVL — на левую руку, при aVF — на левую ногу. Вильсоном предложена регистрация шести грудных отведений.

 

Взаимоотношение величины зубцов в трех стандартных отведе­ниях было установлено Эйнтховеном. Он нашел, что электродви­жущая сила сердца, регистрируемая во II стандартном отведении, равна сумме электродвижущих сил в I и III отведениях. Выражением электродвижущей силы является высота зубцов, поэтому зубцы II отведения по своей величине равны алгебраической сумме зубцов I и III отведений.

  При анализе ЭКГ определяют амп­литуду зубцов в мВ (mV), время их протекания в с, длительность сегментов — участков изопотенциальной линии между соседними зубцами и интервалов, включающих в себя зубец и прилегающий к нему сегмент.

Электрокардиограмма позволяет оценить характер нарушений проведения возбуждения в сердце. Так, по величине интервала Р—Q (от начала зубца Р и до начала зубца Q) можно судить о том, совершается ли проведение возбуждения от предсердия к желудочку с нормальной скоростью. В норме это время равно 0,12—0,2 с. Общая продолжительность комплекса QRS отражает скорость охвата возбуждением сократительного миокарда желудочков и составляет 0,06—0,1 с.

29. ЭКГ как метод регистрации электрического поля сердца

Серд­це при воз­бу­ж­де­нии соз­да­ет мощ­ное элек­три­че­ское по­ле, ко­то­рое мож­но за­ре­ги­ст­ри­ро­вать с по­верх­но­сти те­ла. Это по­ле в хо­де воз­бу­ж­де­ния серд­ца по­сто­ян­но ме­ня­ет­ся, и ха­рак­те­ри­сти­ки это­го по­ля в ка­ж­дый мо­мент вре­ме­ни за­ви­сят от то­го, в ка­ком на­прав­ле­нии дви­жет­ся по серд­цу вол­на воз­бу­ж­де­ния. Зна­чит, изу­че­ние это­го по­ля по­зво­ля­ет су­дить о по­сле­до­ва­тель­но­сти воз­бу­ж­де­ния ка­ж­дой ка­ме­ры серд­ца.

Са­мый про­стой спо­соб за­ре­ги­ст­ри­ро­вать элек­три­че­ское по­ле на по­верх­но­сти те­ла — за­пи­сать раз­ность по­тен­циа­лов ме­ж­ду дву­мя точ­ка­ми этой по­верх­но­сти, на­ло­жив на ка­ж­дую из то­чек элек­трод и со­еди­нив элек­тро­ды с ре­ги­ст­ри­рую­щим уст­рой­ст­вом — элек­тро­кар­дио­гра­фом. При этом один элек­трод со­еди­ня­ет­ся с по­ло­жи­тель­ным по­лю­сом элек­тро­кар­дио­гра­фа («по­ло­жи­тель­ный элек­трод»), дру­гой — с от­ри­ца­тель­ным.

Сфор­му­ли­ру­ем те­перь ос­нов­ные по­ло­же­ния, ка­саю­щие­ся ре­ги­ст­ра­ции ЭКГ.

• ЭКГ — это за­пись раз­но­сти по­тен­циа­лов, соз­да­вае­мых элек­три­че­ским по­лем серд­ца, ме­ж­ду дву­мя точ­ка­ми на по­верх­но­сти те­ла.

• Со­во­куп­ность из этих двух то­чек об­ра­зу­ет так на­зы­вае­мое от­ве­де­ние ЭКГ.

• Во­об­ра­жае­мая пря­мая, со­еди­няю­щая эти две точ­ки, на­зы­ва­ет­ся осью от­ве­де­ния.

• Ось ка­ж­до­го от­ве­де­ния ха­рак­те­ри­зу­ет­ся по­ляр­но­стью (то есть на­ли­чи­ем от­ри­ца­тель­но­го и по­ло­жи­тель­но­го по­лю­сов) и на­прав­ле­ни­ем (уг­лом рас­по­ло­же­ния в той или иной плос­ко­сти).