3. çalışma Tanım solunum katsayısı
Solunum substratının kimyasal yapısının önemli bir göstergesi solunum katsayısıdır ( Bilmiyorum) – salınan karbondioksit hacminin oranı ( V(CO 2)) emilen oksijen hacmine ( V(O2)). Karbonhidratlar oksitlendiğinde solunum katsayısı 1'dir; yağlar (daha fazla indirgenmiş bileşikler) oksitlendiğinde, karbondioksitten daha fazla oksijen emilir ve salınır. Bilmiyorum < 1. При окислении органических кислот (менее восстановленных, чем углеводы соединений) Bilmiyorum > 1.
Büyüklük Bilmiyorum başka nedenlere bağlıdır. Bazı dokularda, oksijene erişimin zor olması nedeniyle aerobik solunumla birlikte, oksijen emiliminin eşlik etmediği anaerobik solunum meydana gelir ve bu da değerinde bir artışa yol açar. Bilmiyorum. Solunum katsayısının değeri aynı zamanda solunum substratının oksidasyonunun tamamlanmasıyla da belirlenir. Nihai ürünlere ek olarak dokularda daha az oksitlenmiş bileşikler birikirse, o zaman Bilmiyorum < 1.
Solunum katsayısını belirlemeye yönelik cihaz (Şekil 8), içine grafik kağıdı ölçeğine sahip bir ölçüm tüpünün yerleştirildiği, sıkıca oturan bir tıpaya sahip bir test tüpünden (Şekil 8, a) veya başka bir cam kaptan (Şekil 8, b) oluşur. yerleştirilir.
Malzemeler ve ekipmanlar. Ayçiçeği, arpa, bezelye, fasulye, keten, buğday tohumlarının çimlenmesi, %20 sodyum hidroksit çözeltisi, 2 cm3 şırınga, renkli sıvı, Petri kabı, kimyasal test tüpü, U şeklinde tüp, elastik tüp, delikli tıpa, anatomik cımbız , filtre kağıdı şeritleri (1,5-5 cm), grafik kağıdı, 3 dakika kum saati, test tüpü rafı.
İş ilerlemesi. Bir test tüpüne 2 g çimlenen ayçiçeği çekirdeği ekleyin. U şeklinde bükülmüş elastik bir tüple bağlanan bir tıpa ile test tüpünü sıkıca kapatın. cam tüp ve pipetin ucuna küçük bir damla sıvı damlatmak için bir pipet kullanın, böylece cihazın içinde kapalı bir atmosfer oluşturulur. Deney sırasında sabit bir sıcaklığı koruduğunuzdan emin olun. Bunu yapmak için cihazı bir tripodun üzerine yerleştirin, böylece ellerinizle veya nefesinizle ısıtmaktan kaçının. Damlanın tüpün içinde 3 dakika içinde kaç ölçek bölüm hareket edeceğini belirleyin. Doğru bir sonuç elde etmek için üç ölçümün ortalamasını hesaplayın. Ortaya çıkan değer, solunum sırasında emilen oksijen hacmi ile salınan karbondioksit hacmi arasındaki farkı ifade eder.
Cihazı tohumlarla birlikte açın ve önceden NaOH çözeltisine batırılmış, halka şeklinde sarılmış bir filtre kağıdı şeridini cımbızla içine yerleştirin. Test tüpünü tekrar kapatın, ölçüm tüpüne yeni bir damla renkli sıvı damlatın ve aynı sıcaklıkta hızını ölçmeye devam edin. Ortalama değeri tekrar hesapladığınız yeni veriler, salınan karbondioksitin alkali tarafından emilmesi nedeniyle solunum sırasında emilen oksijenin hacmini ifade eder.
Aşağıdaki formülü kullanarak solunum katsayısını hesaplayın: burada Bilmiyorum– solunum katsayısı; İÇİNDE– solunum sırasında emilen oksijenin hacmi; A– Solunum sırasında emilen oksijenin hacmi ile salınan karbondioksitin hacmi arasındaki fark.
Önerilen nesnelerin solunum katsayılarının değerlerini karşılaştırın ve nesnelerin her birinin solunum substratlarının kimyasal yapısı hakkında bir sonuç çıkarın.
_________________________________
1 Bitki ve hayvanların solunumu sırasında gaz değişimini gözlemlemek için cihaz PGD (eğitim amaçlı): kullanım kılavuzu / ed. T.S. Chanova. – M.: Eğitim, 1987. – 8 s.
(örneğin, etli bitkilerin yapraklarında ve sürgünlerinde) vb. Solunum sırasında belirli maddelerin baskın kullanımına bağlı olarak, solunum katsayısının değeri değişecektir. Solunum materyali heksoz olduğunda, tam oksidasyonu ile solunum katsayısının değeri birliğe eşittir
Nemin artması hayati aktiviteyi ve her şeyden önce tahılın solunumunu keskin bir şekilde artırır ve buna oksijen ihtiyacı da eşlik eder. Aynı zamanda, sudaki oksijen kaynağı, örneğin arpa ıslatıldığında - 60-80 ppm'den sonra çok hızlı bir şekilde tükenir ve tahıla oksijen sağlamak zordur. Oksijenin embriyo yoluyla (ıslatma başlangıcında) taneye nüfuz etmesi, kalkan tarafından ve ardından dokulardaki büyük miktarda suyun kabuklardan geçmesi önlenir. Oksijenin sudaki difüzyonu gazdakinden yaklaşık 10.000 kat daha yavaştır, ayrıca sudaki çözünürlüğü karbondioksitten 40 kat daha azdır. Islatma işlemi sırasında oksijen eksikliği, birden yüksek (yaklaşık 1,07) olan solunum katsayısının değeri ile de doğrulanır ve ıslatmanın başlangıcından itibaren 8 saat sonra 1,38'e eşittir, yani. anaerobik solunum zaten gözlenmiştir. .
Aslında, Şekil 2'den. Şekil 60'da çay taneninin solunum oksidasyon katsayısının 0,75 olduğu, yani teorik olarak hesaplananın neredeyse iki katı bir değer olduğu görülebilir. Schubert'e (1959) göre çay yapraklarının uçtaki solunum katsayısının 0,7-0,75 olması ilginçtir; bu durum, bu zamanda oksidatif süreçlerin ana substratının kateşin kompleksi olduğunu gösterir.
Solunum katsayısının değeri doğrudan belirlenerek belirlendikten sonra, proteinlerin genellikle enerjinin yaklaşık% 15'ini oluşturduğu varsayılarak vücutta dönüştürülen yağ ve karbonhidrat miktarının yaklaşık bir hesaplaması yapılır. Bunu yapmak için tabloyu takip edebilirsiniz. 16.
Vücudun zehirlenmesine önemli metabolik bozukluklar eşlik eder. Hidrolitik süreçler yoğunlaşır, vücuttaki glikojen, yağlar, lipitler ve proteinlerin içeriği azalır. Artan terleme vücuttan önemli miktarda su kaybına neden olur. Böceklerin ağırlığı azalır. Metabolik bozukluklara göre solunum katsayısı azalarak minimum 0,4-0,5 değerine ulaşır.
Her durumda, fotodinamik işlemler sırasında oksijen tüketilir, ancak bu CO oluşumuna yol açmaz çünkü solunum katsayısı (yani oluşan CO2 miktarının emilen O2 miktarına oranı) yaklaşık olarak eşit bir değerden düşer. 0,05'e kadar birlik.
Solunum katsayısı değeri
Solunum bölümü değerinde azalma
İlginç bir soru, ışığın solunum katsayısı üzerindeki etkisiyle ilgilidir. Yukarıda, incelenen tüm bitki türlerinin ışığında yapraklar tarafından CO2 salınımının, karanlıkta aynı yapraklara göre daha yavaş gerçekleştiği belirtilmişti. Bu, fotosentez işlemleri sırasında CO2 solunumunun bir veya başka kısmının yapraklar tarafından kullanılmasıyla açıklanmaktadır. Bu nedenle ışıktaki yaprakların DC'si karanlıkta aynı yaprakların DC'sinden her zaman daha düşüktür. Bu modeller özellikle dokularında büyük miktarlarda organik asitlerin biriktiği bilinen sulu meyvelerde açıkça görülmektedir.
Sıcaklık değişiklikleri, atmosferdeki oksijen içeriği değişmese bile bitki dokuları tarafından oksijen emiliminin yoğunluğunu önemli ölçüde etkileyebilir. Bununla birlikte sıcaklığın yalnızca solunumun genel yoğunluğu üzerinde değil, aynı zamanda bu karmaşık süreç kümesinin bireysel bağlantıları arasındaki ilişki üzerinde de güçlü bir etkisi vardır. Özellikle sıcaklıktaki değişiklikler genellikle oksijen emilimi ve CO2 salınımı arasındaki ilişki üzerinde, yani solunum katsayısının değeri üzerinde güçlü bir etkiye sahiptir.
Doktorlar ve biyologlar, karbonhidratların vücutta suya ve karbondioksite oksitlenmesi durumunda, tüketilen oksijen molekülü başına bir molekül CO2'nin salındığını tespit etti. Böylece salınan CO2'nin emilen O2'ye oranı (solunum bölümü değeri) bire eşittir. Yağ oksidasyonu durumunda solunum katsayısı yaklaşık 0,7'dir. Sonuç olarak, solunum katsayısının değerini belirleyerek vücutta hangi maddelerin ağırlıklı olarak yakıldığına karar verilebilir. Kısa süreli ancak yoğun dönemlerde enerjinin karbonhidratların oksidasyonu yoluyla, uzun süreli dönemlerde ise enerjinin öncelikle yağların yanması yoluyla elde edildiği deneysel olarak tespit edilmiştir. Vücudun yağ oksidasyonuna geçişinin, genellikle yoğun kas çalışmasının başlamasından 5-20 dakika sonra gözlemlenen karbonhidrat rezervlerinin tükenmesiyle ilişkili olduğuna inanılmaktadır.
Deney sonunda değişen basınçta gazın başlangıç hacminin 100 ml'si yerine 97,68 ml'ye sahibiz ve bu koşullar altında 1 ml, 0,9768 ml'ye karşılık gelir. Son rakam, ödyometredeki gaz hacminin ilk okumasına ilişkin düzeltme faktörüdür (K). Elde edilen değerleri Jurmula'ya koyuyoruz ve solunum katsayısını belirliyoruz
Pirinç. Şekil 61, bireysel kateşinler durumunda karbondioksit salınımının yalnızca 30 dakika sonra gözlemlendiğini göstermektedir. Bu kateşinler birlikte oksitlendiğinde, karbondioksit salınımı hemen başlar ve tek tek kateşinlerle yapılan deneylere dayanarak hesaplanabilen değerin 3 katı kadardır. Aynı zamanda, kateşin karışımı oksijen alımında da bir artış sergiler, ancak bu artış karbondioksit salınımındaki artıştan (%-300) çok daha küçük bir düzeydedir (%-1-45). Sonuç olarak, solunum katsayısı iki katından fazla artar.
Mackenn ve Demoussy, karanlıkta deney yaparak solunum düzeltmesini belirlediler. Willstetter ve Stohl, yüksek karbondioksit konsantrasyonuna sahip çok güçlü ışıkta, yani fotosentezin 20-30°C olduğu koşullarda çalışarak solunum düzeltmesini ihmal edilebilir bir değere getirdi. nefes almaktan kat kat daha yoğundur. Tabloda Tablo 5'te bu çalışmalardan ve diğer bitki türlerinin (düşük algler) materyal olarak kullanıldığı bazı yeni çalışmalardan elde edilen veriler gösterilmektedir. Tablo verileri Şekil 5, fotosentetik katsayının şaşırtıcı stabilitesini göstermektedir; ışık yoğunluğuna, aydınlatma süresine, sıcaklığa ve oksijen ve karbondioksite bağlı değildir. Birliğin biraz üzerindeki değerler baskındır ve sapmaların deneysel hata sınırını aşması pek olası değildir. Masa Şekil 5 ayrıca solunum katsayısının da olduğunu göstermektedir.
Yalnızca C, O ve H atomlarından (peroksit bağları olmadan) oluşan bileşikler için, indirgeme seviyesinin uygun bir ölçüsü solunum katsayısıdır (ASOa / - DOd oranı olarak ifade edilir) veya daha da uygun bir şekilde bunun ters değeri olan azalma seviyesi L. Gösterge L, molekülün tamamen yanması için gereken oksijen moleküllerinin sayısına eşittir.
Karbonhidratların yeniden sentezine mi, yoksa tamamen oksidatif bir süreç mi? CO ve H CO kompleksleri arasındaki fotosentezin tüm indirgeyici adımlarının fotokimyasal olması gerektiğini kanıtlayan teorinin doğruluğunu kabul edersek (bkz. Şekil 20), o zaman malik veya sitrik asidin karbonhidratlara karanlık dönüşümü imkansız görünür. Bu asitlerin indirgenme seviyeleri birden küçüktür, yani enerji olmadan karbonhidratlara dönüştürülemezler. Ancak, karbon dioksit indirgemesinin yalnızca ilk aşamasında ışık enerjisinin kullanıldığı ve sonraki indirgeme adımları için gereken enerjinin dismutasyonlar tarafından sağlandığı reaksiyon şemalarını Bölüm VH'de zaten ele almıştık. Böylece malik ve sitrik asitlerin bir kısmı aynı anda oksitlenirse ışık yardımı olmadan karbonhidratlara indirgenebilir. Bu tür bir enzimatik dismutasyonun mümkün olduğu düşünülmekte ve koyu asit parçalanması sırasında sulu meyvelerin solunum katsayısının genellikle 1,33'ten, yani değerlerden önemli ölçüde yüksek olması gerçeğiyle desteklenmektedir. malik asit 1212J'nin yanmasına karşılık gelir. Saf dismutasyon durumunda bu katsayı sonsuza dönmelidir. Bu düşüncelerle bağlantılı olarak başka deneysel verilerden alıntı yapılabilir. 271. sayfada karanlıkta alglerden nişasta oluşumuna ilişkin deneylerde kural olarak yalnızca i > -1 olan maddelerin kullanılabildiği ancak bazı istisnaların olduğu belirtildi.
Crassulaceae familyasının yaprakları, asit birikimi maksimum seviyeye ulaştıktan sonra karanlıkta bırakılırsa, CO2 salınımıyla birlikte malik asit tüketimi sonucu asitlikleri düşmeye başlar. Bu CO2 salınımı solunum değişimine eklenir ve solunum katsayısında bir artışa yol açar, böylece bazen 1,33 değerini büyük ölçüde aşmaya başlar (bu, malatın CO2 ve suya tamamen oksidasyonu için beklenen maksimum değerdir) . Bazı çok az deneyde, asitliğin karanlık azalması sırasında bir miktar karbonhidrat birikiminin meydana geldiğine dair göstergeler vardır; bu veriler, solunum değerlerinin çok yüksek olduğu durumlarda, Bennett-Clark'ın yıllar önce bu varsayıma göre yaptığı varsayımı doğrulamaktadır. katsayısı gözlenir, malatın bir kısmı anabolik reaksiyonlarda tüketilir. Bununla birlikte, etiketli malat içeren yapraklar (karanlıkta C fiksasyonu) asitliği azaltan etkilere maruz bırakıldığında (bu etkiler özellikle sıcaklıktaki artışı içerir), yaprak karbonhidratlarında yüzde birkaç C'den fazla bulunmamıştır. OCT işlemi sırasında oluşan malatın karanlıkta sayılabilecek miktarda karbonhidratlara dönüştüğü varsayımının şu anda doğrudan bir kanıtı olmadığını kabul etmemiz gerekir; eğer bu mümkünse, bu sadece istisnai durumlarda mümkündür.
Önceki bölümde tartışıldığı gibi, OCT'ye tabi tutulan bitkilerin CO2'yi sabitleme konusunda belirgin bir yeteneği vardır. İlk biriken ürün malattır; ancak bu tür bitkilerin yapraklarında gelişimleri sırasında gözle görülür miktarlarda biriken izositrik ve sitrik asitlerin döngü reaksiyonları yoluyla malattan oluşması ve dolayısıyla karbonun bir kısmını içermesi mümkündür. CO2'nin karanlık fiksasyonu sırasında yapraklar. Bu tür bir sabitleme Crassulaceae gibi bitkilerde kolayca gözlemlenebilir, çünkü bunlarda malat birikimi hızlı ve geri dönüşümlü olarak meydana gelir. Gelişmekte olan yapraklar, sürgünler ve meyveler gibi diğer organlarda asitler nispeten yavaş bir şekilde ve pratik açıdan geri döndürülemez şekilde birikmektedir. Bu organlarda CO2 fiksasyonu meydana gelirse, sabit CO2 miktarının hücresel oksidasyon süreçlerinde salınan CO2 miktarıyla karşılaştırıldığında önemsiz olduğu koşullar altında tespit edilmelidir. Böylece, sonuçta organdaki oksidasyon süreçleri için beklenen değerle karşılaştırıldığında solunum katsayısının değerinde bir miktar, belki de oldukça önemsiz bir azalma gözlemlenebilir. Asitlerin birikmesi sırasında bazı durumlarda solunum katsayısının düşük değerlerinin gözlemlendiğine ve daha sonraki aşamalarda toplam asit tüketimi meydana geldiğinde bu değerlerin arttığına dair raporlar vardır. Bu gözlemler
Hume ve arkadaşları ayrıca elmalardan (özellikle kabuk dokusundan) izole edilen mitokondrinin oksidatif aktivitesinin klimakterik dönem boyunca arttığını ve bu artışın tüm meyvedeki CO2 salınımının artmasından birkaç gün önce başladığını gösterdi. (Mitokondriyal aktivite, süksinat ve malat eklendiğinde oksijen alımı ve karbondioksit salınımıyla ölçülmüştür.) Bu gözlem, menopoz sırasında protein içeriğinin hafifçe arttığı gerçeğiyle birlikte, Hume ve çalışma arkadaşlarının bu enzimi önermesine yol açtı. sentez bu dönemde meydana gelir (piruvat dekarboksilaz ve malik enzimi) ve bu sentez için gereken enerji, artan mitokondriyal aktiviteden sağlanır. Araştırmacılar ayrıca, solunum hızındaki son düşüşün (tam doku parçalanması oluşana kadar) neredeyse sabit kalan bir değere düşmesinin nedeninin, hem Krebs döngüsü hem de malik enzimi için gerekli olan asidik substratın eksikliği olduğunu ileri sürdü. Neal ve Hume, aşırı derecede olgunlaşmış disklerin solunum katsayısının
Bu dlppy'ler B expsrimbntzkh tarafından kirp ve gümüş havuz sazanı ile elde edildi - temsilciler
Azot atılımı Protein metabolizmasını belirlemek için kullanılabilir. Protein yaklaşık %16 oranında nitrojen içerir. Protein metabolizması sırasında, proteinde bulunan nitrojenin yaklaşık %90'ı, üre, ürik asit, kreatinin ve diğer daha az önemli nitrojen içeren bileşikler formunda idrarla atılır.
Geriye kalan %10 dışkıyla atılır Bu nedenle vücuttaki protein parçalanma oranı, idrardaki nitrojen içeriği belirlenerek hesaplanabilir: bu miktara dışkıyla atılan nitrojenin %10'unu ekleyin ve 6,25 (yani 100/16) ile çarpın. Bu sayede vücutta günlük olarak parçalanan toplam protein miktarını belirleyebilirsiniz. Örneğin idrarla günde 8 g nitrojenin atılması, yaklaşık 55 g proteinin parçalandığı anlamına gelir. Günlük protein alımı, protein parçalanma miktarından azsa, negatif nitrojen dengesinden söz ederler, bu da vücuttaki protein içeriğinin günlük olarak azalması anlamına gelir.
Solunum katsayısı- salınan CO2 hacminin tüketilen O2 hacmine oranı - karbonhidrat ve yağ tüketimini belirlemek için kullanılabilir. Karbonhidratlar oksijen kullanılarak metabolize edilirse, her karbonhidrat molekülünün oksidasyonu 1 molekül karbondioksit üretir ve 1 molekül oksijen tüketir. Bu durumda karbonhidratların oksidasyonu sırasında salınan karbondioksit hacminin, solunum katsayısı adı verilen tüketilen oksijen hacmine oranı 1,0 olacaktır.
Yağ oksidasyonu sırasında Ortalama olarak üretilen her 70 molekül karbondioksit için 100 molekül oksijen tüketilir. Yağ oksidasyonu için solunum katsayısı 0,7'dir. Yalnızca proteinler oksitlendiğinde solunum katsayısı yaklaşık 0,8'dir. Bu maddelerin oksidasyonu için harcanan oksijen, bu maddelerin moleküllerinde fazla miktarda bulunan hidrojen atomları ile etkileşime girer, dolayısıyla eşit miktarda oksijen kullanıldığında daha az karbondioksit oluşur.
Bu nedenle proteinlerin ve yağların oksidasyonu sırasındaki solunum katsayısı, karbonhidratların oksidasyonuna göre daha azdır.
Şimdi nasıl kullanabileceğinize bakalım solunum katsayısı bazılarının kullanım kapsamını belirlemek için besinler vücutta. Akciğerlerden salınan karbondioksit miktarının aynı anda tüketilen oksijen miktarına bölünmesine pulmoner ventilasyon hızı denir. Bu gösterge yaklaşık bir saat izlenirse pulmoner ventilasyon göstergesi solunum katsayısına eşit olur. Solunum katsayısı değerinin 1,0’a yaklaşması karbonhidratların vücutta oksitlendiğini gösterir çünkü proteinlerin ve yağların oksidasyonu sırasındaki solunum katsayısı 1,0'dan önemli ölçüde azdır. Solunum katsayısı 0,7'ye yakınsa vücutta yalnızca yağlar oksitlenir.
Son olarak eğer değilse oksidasyon olasılığını göz önünde bulundurun az miktarda protein, daha sonra 0,7-1,0 aralığındaki solunum katsayısı değerleri yaklaşık olarak yağların veya karbonhidratların oksidasyonunun baskınlığını gösterebilir. Daha doğru bir tespit için, atılan nitrojen miktarını belirleyerek protein tüketimini hesaplamalı ve ardından uygun matematiksel formülleri kullanarak tüketilen yağ ve karbonhidrat miktarını neredeyse doğru bir şekilde hesaplamalısınız.
En çok listeleyelim Solunum katsayısının çalışmasından elde edilen önemli sonuçlar.
1. Yemekten hemen sonra karbonhidratlar oksidasyon için en önemli substrat haline gelir. Bu dönemde solunum katsayısı 1,0'a yaklaşır.
2. Yemekten 8-10 saat sonra, vücut neredeyse mevcut tüm karbonhidratları kullandığında, solunum katsayısı 0,7'ye yaklaşır, bu da yağ kullanımının baskın olduğunu gösterir.
3. Tedavi edilmeyen durumların varlığında şeker hastalığıçok az miktarda karbonhidrat vücut tarafından her koşulda kullanılabilir, çünkü kullanımları insülin gerektirir, bu nedenle şiddetli diyabette solunum oranı neredeyse her zaman 0,7'ye yakın kalır; bu, yağ oksidasyonunun baskınlığı için tipiktir.
Enerji harcamasını ölçme yöntemleri (doğrudan ve dolaylı kalorimetri).
Eğitim ve enerji tüketimi.
Organik maddelerin parçalanması sırasında açığa çıkan enerji, miktarı vücut dokularında tutulan ATP formunda birikir. yüksek seviye. ATP vücudun her hücresinde bulunur. En büyük miktar içinde bulunur iskelet kasları-%0,2-0,5. Herhangi bir hücre aktivitesi her zaman tam olarak ATP'nin parçalanmasıyla aynı zamana denk gelir.
Daraltılmış ATP molekülleri iyileşmesi gerekir. Bu, karbonhidratların ve diğer maddelerin parçalanması sırasında açığa çıkan enerji nedeniyle oluşur.
Vücudun harcadığı enerji miktarı, dış ortama verdiği ısı miktarıyla değerlendirilebilir.
Doğrudan kalorimetri Vücudun ömrü boyunca açığa çıkan ısının doğrudan belirlenmesine dayanır. Bir kişi, insan vücudunun verdiği ısı miktarının tamamının dikkate alındığı özel bir kalorimetrik odaya yerleştirilir. Vücut tarafından üretilen ısı, odanın duvarları arasına döşenen boru sistemi boyunca akan su tarafından emilir. Yöntem çok hantaldır ve özel bilimsel kurumlarda kullanılabilir. Sonuç olarak, pratik tıp yaygın olarak kullanılan Dolaylı kalorimetri yöntemi. Bu yöntemin özü, önce pulmoner ventilasyon hacminin, ardından emilen oksijen ve salınan karbondioksit miktarının belirlenmesidir. Salınan karbondioksit hacminin emilen oksijen hacmine oranına denir. solunum katsayısı . Solunum katsayısının değeri vücuttaki oksitlenmiş maddelerin doğasını yargılamak için kullanılabilir.
Karbonhidratların oksidasyonu sırasında solunum katsayısı 1'e eşittir, çünkü 1 molekül glikozun karbondioksit ve suya tamamen oksidasyonu için 6 molekül oksijen gerekir ve 6 molekül karbondioksit salınır:
С 6 Н12О 6 +60 2 =6С0 2 +6Н 2 0
Protein oksidasyonu için solunum katsayısı 0,8, yağ oksidasyonu için ise 0,7'dir.
Gaz değişimi ile enerji tüketiminin belirlenmesi. 1 litre oksijen tüketildiğinde vücutta açığa çıkan ısı miktarı - oksijenin kalori eşdeğeri - oksijenin kullanıldığı maddelerin oksidasyonuna bağlıdır. Karbonhidratların oksidasyonu sırasında oksijenin kalorik eşdeğeri 21,13 kJ (5,05 kcal), proteinler - 20,1 kJ (4,8 kcal), yağlar - 19,62 kJ'dir (4,686 kcal).
Enerji tüketimiinsanlarda şu şekilde belirlenir. Kişi ağzına yerleştirilen ağızlık sayesinde 5 dakika boyunca nefes alır. Kauçuklu kumaştan yapılmış bir torbaya bağlanan ağızlığın valfleri vardır. Bir kişinin atmosferik havayı serbestçe soluması ve havayı torbaya vermesi için tasarlanmıştır. Bir gaz saati kullanılarak solunan havanın hacmi ölçülür. Gaz analizörünün göstergelerine göre belirlenir yüzdeİnsanların soluduğu ve verdiği havadaki oksijen ve karbondioksit. Daha sonra emilen oksijen miktarı ve salınan karbondioksit miktarı ile solunum katsayısı hesaplanır. Uygun tablo kullanılarak solunum katsayısına göre oksijenin kalorik eşdeğeri belirlenir ve enerji tüketimi belirlenir.
Solunum katsayısı, salınan karbondioksit hacminin emilen oksijen hacmine oranıdır. Proteinlerin, yağların ve karbonhidratların oksidasyonu sırasında solunum katsayısı farklıdır. Örneğin vücut glikozu kullandığında solunum oranının ne olacağını düşünelim. Bir glikoz molekülünün oksidasyonunun genel sonucu aşağıdaki formülle ifade edilebilir:
Glikozun oksidasyonu sırasında oluşan karbondioksit moleküllerinin sayısı ve harcanan (emilen) oksijen moleküllerinin sayısı eşittir. Eşit miktar Aynı sıcaklık ve aynı basınçtaki gaz molekülleri aynı hacmi kaplar (Avogadro-Gerard yasası). Bu nedenle solunum katsayısı
oranı) glikoz ve diğer karbonhidratların oksidasyonu sırasında birliğe eşittir.
Yağlar ve proteinler oksitlendiğinde solunum katsayısı birliğin altında olacaktır. Yağ oksidasyonu sırasında solunum katsayısı 0,7'dir. Bunu tripalmitin oksidasyonu örneğini kullanarak açıklayalım:
Bu durumda karbondioksit ve oksijen hacimleri arasındaki oran şöyledir:
Benzer bir hesaplama protein için de yapılabilir; vücutta oksitlendiğinde solunum katsayısı 0,8'dir.
Karışık yiyecekle kişinin solunum katsayısı genellikle 0,85-0,9'dur. Belirli bir solunum katsayısı, tablodan görülebileceği gibi, belirli bir kalorik oksijen eşdeğerine karşılık gelir. 20.
Tablo 20 Solunum bölümü ve oksijen kalorik eşdeğer oranı
Eksik gaz analizi ile kapalı sistem yöntemi kullanılarak istirahat halindeki insanlarda enerji metabolizmasının belirlenmesi.
Dinlenme koşullarında normal beslenen kişilerde solunum katsayısının (0,85-0,90) göreceli sabitliği, istirahat halindeki bir kişide enerji metabolizmasının oldukça doğru bir şekilde belirlenmesine, yalnızca tüketilen oksijen miktarının hesaplanmasına ve kalori eşdeğerinin alınmasına olanak tanır. ortalama solunum katsayısı.
