Понятие о физиологической калориметрии

Для определения энерготрат организма необходимо изме­рять количество тепла, выделяемое им в окружающую среду за определенный промежуток времени. Для этого применяют два метода: прямую и непрямую калориметрию.

В методе прямой калориметрии используются специальные физиологические калориметры, сконструированные так, что в них можно помещать на нужное время животных или человека. Первый калориметр для человека был создан в Военно-медицин­ской академии В. В. Пашутиным в конце прошлого века. Этот прибор, весьма совершенный даже по сегодняшним меркам, по­зволял с большой точностью измерять энерготраты человека; на нем были выполнены важные исследования биоэнергетики в норме и патологии. Аналогичные, но более совершенные уста­новки существуют и сейчас. Однако далеко не всегда удается осуществлять прямую калориметрию, особенно при изучении энерготрат в ходе трудовой деятельности (у летчика во время полета или у танкиста на марше).

Чаще используют непрямую калориметрию. Метод основан на исследовании газообмена организма.

Установлено, что между объемом потребленного биологической системой кислорода и энерготратами существует линейная зависимость (при данных конкретных условиях). Коэффициентом в ней служит так называемый кало­рический эквивалент кислорода, равный количеству тепла, образующемуся в организме при использовании 1 л кислорода для окисления питательных веществ. Калорический эквивалент неодинаков при окислении жиров, угле­водов и белков О том, какие вещества преимущественно окисляются в каж­дом конкретном случае, судят по так называемому дыхательному коэффи­циенту — ДК (он равен отношению объемов выделенного CO₂ и поглощен­ного 0₂.

Так, при преимущественном окислении углеводов он стремится к 1, а при окислении жиров имеет самые низкие значения — около 0,7. Существуют специальные таблицы и номограммы, при помощи которых можно опреде­лить величину калорического эквивалента по найденному значению ДК.

Посредством газоанализа измеряют объемы поглощенного O₂ и выде­ленного СО₂ (за одно и то же время). Взяв отношение второго к первому, рассчитывают ДК, а по нему находят калорический эквивалент. Умножив его на V_o , определяют энерготраты за время эксперимента.

Непрямая калориметрия проще в реализации, ее можно применять в больнице, в полевых условиях, на любом объекте военной техники Однако в некоторых случаях в организме изменяется характер окислительно-восста­новительных процессов (например, резко усиливается анаэробный синтез АТФ). Тогда непрямая калориметрия дает неправильные результаты. Одно­временное проведение прямой и непрямой калориметрии с анализом рас­хождений между ними позволяет зачастую понять смысл происходящих в организме нарушений метаболической активности.

Метод прямой калориметрии изучается в курсе биофизики, а с непрямой калориметрией студенты-медики знакомятся по традиции на кафедре нормальной физиологии.