Solunum katsayısı vücuttan salınan karbondioksit hacminin aynı anda emilen oksijen hacmine oranı. Şununla belirtilir: DC'nin belirlenmesi, hayvan ve bitki organizmalarında gaz değişimi ve metabolizmanın özelliklerini incelemek için önemlidir. Karbonhidratlar vücutta oksitlendiğinde ve oksijen tamamen mevcut olduğunda DC 1, yağlar - 0,7, proteinler - 0,8'dir. Dinlenme halindeki sağlıklı bir insanda DC 0,85 ± 0,1'dir; orta düzeyde çalışma sırasında ve ağırlıklı olarak bitki besinleri yiyen hayvanlarda 1'e yaklaşır. İnsanlarda, çok uzun çalışma sırasında, oruç tutarken, etoburlarda (yırtıcı hayvanlarda) ve ayrıca kış uykusu sırasında, sınırlı karbonhidrat rezervleri nedeniyle vücutta disimilasyon yağı artırır, DC yaklaşık 0,7'dir. DC, gıdayla sağlanan karbonhidratlardan oluşan yağların vücutta yoğun birikmesiyle 1'i aşar (örneğin, insanlarda oruçtan sonra normal kiloya dönerken, uzun süreli hastalıklardan sonra ve ayrıca besi sırasında hayvanlarda). Bağlı durumda olan ek CO2 vücuttan salındığında, akciğerlerin artan çalışması ve hiperventilasyonu ile DC 2'ye yükselir. DC, salınan CO2'nin çoğunun oksijensiz oksidasyon (fermantasyon) tarafından oluşturulduğu anaeroblarda (Bkz. Anaeroblar) daha da büyük değerlere ulaşır. Ağır fiziksel çalışmanın ardından metabolik bozukluklarla ilişkili hastalıklarda 0,7'nin altındaki DK ortaya çıkar. LL Chic. Bitkilerde solunum hızı, solunum substratının kimyasal yapısına, atmosferdeki CO2 ve O2 içeriğine ve diğer faktörlere bağlıdır, dolayısıyla solunumun özelliklerini ve koşullarını karakterize eder (Bkz. Solunum). Hücre solunum için karbonhidratları kullandığında (tahıl filizleri), DC yaklaşık 1'dir, yağlar ve proteinler (yağlı tohumlar ve baklagillerin filizlenmesi) - 0,4-0,7. O2 eksikliği ve erişiminin zor olması (sert kabuklu tohumlar) nedeniyle DC 2-3 veya daha fazladır; yüksek DC aynı zamanda büyüme noktası hücrelerinin de karakteristiğidir.
B. A. Rubin.. 1969-1978 .
Büyük Sovyet Ansiklopedisi. - M .: Sovyet Ansiklopedisi
Diğer sözlüklerde "Solunum katsayısı" nın ne olduğunu görün: Solunum sırasında vücuttan salınan CO2 hacminin aynı anda emilen O2 hacmine oranı solunum katsayısı Ekolojik sözlük
Belirli bir süre boyunca solunum sırasında açığa çıkan karbondioksit hacminin, aynı anda emilen oksijen hacmine oranı. Hayvanlarda ve bitkilerde gaz değişimi ve metabolizmanın özelliklerini karakterize eder. Sağlıklı bir insanda yaklaşık olarak... Büyük Ansiklopedik Sözlük
Solunum sırasında vücuttan salınan CO2 hacminin aynı anda emilen O2 hacmine oranı; Canlı organizmaların gaz değişimi ve metabolizmasının özelliklerini karakterize eder. D. ila kimyasala bağlıdır. doğa nefes alır. substrat, CO2 ve O2 içeriği... ... Biyolojik ansiklopedik sözlük
SOLUNUM ORANI- vücut tarafından salınan karbondioksit hacminin aynı anda emilen oksijen hacmine oranı D.k. balıklarda vücutta oksitlenen maddelerin bileşimine bağlı olarak genellikle 0,7 ila 1,0 arasında değişir. D. k'nin değerine göre belirlerler ... Gölet balık yetiştiriciliği
Solunum katsayısı- 2.8. Solunum katsayısı, salınan karbondioksit hacminin bir kişi tarafından tüketilen oksijen hacmine oranına eşit bir değerdir. Kaynak … Normatif ve teknik dokümantasyon açısından sözlük referans kitabı
Belirli bir süre boyunca solunum sırasında açığa çıkan karbondioksit hacminin, aynı anda emilen oksijen hacmine oranı. Hayvanlarda ve bitkilerde gaz değişimi ve metabolizmanın özelliklerini karakterize eder. Sağlıklı bir insan eşittir... ... Ansiklopedik Sözlük
solunum katsayısı- rus solunum bölümü (m) eng solunum bölümü fra bölümü (m) respiratoire, QR deu respiratorischer Quotient (m) spa cociente (m) respiratorio … İş güvenliği ve sağlığı. İngilizce, Fransızca, Almanca, İspanyolca'ya çeviri
- (DC) akciğerlerden salınan karbondioksit hacminin aynı anda emilen oksijen hacmine oranı; kişi hareketsiz durumdayken D.c.'nin değeri vücutta oksitlenen gıda maddelerinin türüne bağlıdır... Büyük tıp sözlüğü
Belirli bir süre için salınan karbondioksit hacminin oranı Nefes alma sırasında geçen süre, aynı sürede emilen oksijen hacmine eşittir. Sularda ve bölgelerde gaz değişimi ve metabolizmanın özelliklerini karakterize eder. Sağlıklı bir insanda yaklaşık 0,85... Doğa bilimi. Ansiklopedik Sözlük
SOLUNUM ORANI- solunum katsayısı, nefes alma sırasında vücuttan salınan karbondioksit hacminin aynı anda emilen oksijen hacmine oranı. D.K. karbonhidratların, yağların ve proteinlerin oksidasyonu sırasında açığa çıkan enerjiyi hesaba katmaya kararlıdır.... ... Veteriner ansiklopedik sözlüğü
Vücudun 1 litre oksijen tüketmesi sonrasında açığa çıkan ısı miktarına denir. kalori eşdeğeri oksijen.
Vücudun kullandığı toplam oksijen miktarını bilerek, enerji maliyetlerini ancak vücutta hangi maddelerin (proteinler, yağlar veya karbonhidratlar) oksitlendiği biliniyorsa hesaplamak mümkündür. Bunun bir göstergesi solunum katsayısı olabilir.
Solunum bölümü ve metabolik araştırmalardaki önemi
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. Aynı sıcaklıkta ve aynı basınçta eşit sayıda gaz molekülü 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. 20 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.
|
Masa |
||||||||
|
Solunum bölümü/oksijen kalorik eşdeğer oranı | ||||||||
|
Solunum katsayısı | ||||||||
|
Solunum bölümü/oksijen kalorik eşdeğer oranı | ||||||||
|
Kalori eşdeğeri | ||||||||
oksijen, kilojoule cinsinden
Vücut tarafından tüketilen oksijen miktarı, çeşitli spirograf türleri kullanılarak incelenir.
Emilen oksijen miktarını belirleyerek ve ortalama solunum katsayısını 0,85 alarak vücuttaki enerji üretimini hesaplamak mümkündür; Belirli bir solunum katsayısında 1 litre oksijenin kalorik eşdeğeri 20,356 kJ'ye, yani 4,862 kcal'e eşittir (bkz. Tablo 20). Basitliği nedeniyle eksik gaz analizi yöntemi yaygınlaştı.
Çalışma sırasında solunum katsayısı
Yoğun kas çalışması sırasında solunum katsayısı artar ve çoğu durumda birliğe yaklaşır. Bunun nedeni, yorucu aktiviteler sırasında ana enerji kaynağının karbonhidratların oksidasyonu olmasıdır. İşin tamamlanmasından sonra, iyileşme dönemi olarak adlandırılan ilk birkaç dakikadaki solunum katsayısı keskin bir şekilde artar ve birin üzerine çıkabilir. Daha sonra, solunum katsayısı keskin bir şekilde başlangıçtaki değerlerin altındaki değerlere düşer ve sıkı çalışmadan sadece 30-50 dakika sonra genellikle normale döner. Solunum bölümündeki bu değişiklikler Şekil 1'de gösterilmektedir. 196.
İşin bitiminden sonra solunum oranındaki değişiklikler, halihazırda kullanılan oksijen ile salınan karbondioksit arasındaki gerçek ilişkiyi yansıtmamaktadır. İyileşme döneminin başlangıcındaki solunum katsayısı şu nedenden dolayı artar: Çalışma sırasında oksidasyonu için yeterli oksijen bulunmayan laktik asit, çalışma sırasında kaslarda birikir (buna oksijen borcu denir). Laktik asit kana girer ve bazları bağlayarak karbondioksiti bikarbonatlardan uzaklaştırır. Bu nedenle salınan karbondioksit miktarı, dokularda halihazırda oluşan karbondioksit miktarından daha fazladır. Tam tersi bir resim görülüyor. ayrıca, laktik asit sonradan eklendiğinde
Pirinç. 196. İki saatlik yoğun çalışma sırasında ve sonrasında solunum katsayısındaki değişikliklerin dört gözleminin (1-4) eğrileri.
köpük kandan kaybolur. Bir kısmı oksitlenir, bir kısmı glikojene yeniden sentezlenir, bir kısmı da idrar ve terle atılır. Laktik asit azaldıkça daha önce bikarbonatlardan uzaklaştırılan bazlar açığa çıkar. Bu bazlar karbondioksiti tekrar bağlayarak bikarbonatları oluşturur. Bu nedenle işten bir süre sonra dokulardan gelen kandaki karbondioksitin tutulması nedeniyle solunum katsayısı keskin bir şekilde düşer.
Brüt Döviz Çalışması
Gaz değişiminin uzun vadeli (bir gün boyunca) belirlenmesi, yalnızca vücudun ısı üretimini belirlemeyi değil, aynı zamanda hangi besinlerin oksidasyonu nedeniyle hangi besinlerin üretildiği sorusunu da çözmeyi mümkün kılar. Buna bir örnekle bakalım.
Muayene edilen kişinin günde 654.141 litre oksijen kullandığını ve 574.180 litre karbondioksit saldığını varsayalım. Aynı zamanda idrarla 16,8 gr nitrojen ve 9,0191 gr karbon atıldı.
Vücutta parçalanan protein miktarı idrar nitrojeni tarafından belirlenir. 6,25 g proteinde 1 g nitrojen bulunduğuna göre vücutta 16,8-6,25 = 105 g protein parçalanmıştır. Protein kökenli karbon miktarını bulun. Bunu yapmak için ayrışmış proteindeki karbon miktarını belirleriz. Proteinler yaklaşık %53 oranında karbon içerdiğinden, bu nedenle parçalanma sırasında 
Aradaki fark
22,4 l karbondioksit;
Ayrıca solunum katsayısına dayanarak, Proteinler için 0,8'e eşit olduğundan, proteinlerin oksidasyonu için kullanılan oksijen miktarını buluruz:. Emilen tüm oksijen ile kaybedilen oksijen arasındaki farka dayanır proteinlerin oksidasyonu için, karbonhidratların ve yağların oksidasyonu için kullanılan oksijen miktarını buluyoruz, 654.141 - 108.8 = 545.341 l C>2. Akciğerlerden salınan tüm karbondioksit ile protein kökenli karbondioksit arasındaki farktan, karbonhidratların ve yağların oksidasyonu sırasında oluşan karbondioksit miktarını buluyoruz: 574.18-87.043 == 487.137 l COa. Kişinin vücudunda günlük olarak oksitlenen karbonhidrat ve yağ miktarını belirliyoruz. 1 gr yağın oksidasyonu sırasında 2.019 litre oksijen tüketilip 1.431 litre karbondioksit oluştuğu, 1 gr karbonhidratın oksidasyonu sırasında ise 0.829 litre oksijen tüketildiği ve aynı miktarda ( 0,829 g) karbondioksit oluştuğunda (karbonhidratlar için DC 1'dir), denklemi şu şekilde hesaplıyoruz:
X Proteinler için 0,8'e eşit olduğundan, proteinlerin oksidasyonu için kullanılan oksijen miktarını buluruz: yağ miktarı ve
Böylece vücutta enerji salınımı 105 gr protein, 99 gr yağ ve 417 gr karbonhidratın oksidasyonu nedeniyle meydana geldi. Her maddenin 1 gramının oksidasyonu sırasında üretilen ısı miktarını bilerek (bkz. Tablo 19), vücudun günlük toplam ısı üretimini hesaplamak kolaydır:
BX
Oksidatif süreçlerin yoğunluğu ve enerji dönüşümü, vücudun bireysel özelliklerine (cinsiyet, yaş, vücut ağırlığı ve boyu, beslenme koşulları ve doğası, kas çalışması, endokrin bezlerinin durumu, sinir sistemi ve iç organlar - karaciğer, böbrekler) bağlıdır. , sindirim sistemi vb. ) ve ayrıca çevresel koşullara (sıcaklık, barometrik basınç, hava nemi ve bileşimi, radyant enerjiye maruz kalma vb.) bağlıdır.
Belirli bir organizmada bulunan oksidatif süreçlerin seviyesini ve enerji maliyetlerini belirlemek için belirli standart koşullar altında bir çalışma gerçekleştirilir. Aynı zamanda, enerji maliyetlerinin yoğunluğunu önemli ölçüde etkileyen bir dizi faktörün etkisini dışlamaya çalışıyorlar; kas çalışması, gıda alımı, ortam sıcaklığının etkisi. Bu standart koşullar altında vücudun enerji harcamasına denir. bazal metabolizma.
Bazal metabolizmanın enerji maliyetleri, hücre yaşamı için gerekli olan minimum oksidatif süreçlerin sürdürülmesiyle ve sürekli çalışan organ ve sistemlerin (solunum kasları, kalp, böbrekler ve karaciğer) aktivitesiyle ilişkilidir. Bazal metabolizmanın enerji maliyetlerinin bir kısmı kas tonusunun korunmasıyla ilişkilidir. Tüm bu işlemler sırasında ortaya çıkan termal enerji, genellikle dış ortamın sıcaklığını aşarak vücut ısısını sabit bir seviyede tutmak için gerekli olan ısı üretimini sağlar.
Bazal metabolizma hızını belirlemek için denek: 1) duygusal strese neden olan tahrişlere maruz kalmadan, kas dinlenme durumunda (kaslar gevşemiş halde yatma pozisyonunda); 2) aç karnına, yani yemekten 12-16 saat sonra; 3) soğuk veya sıcak hissine neden olmayan dış “konfor” sıcaklığında (18-20 ° C).
Bazal metabolizma uyanıklık durumunda belirlenir. Uyku sırasında, oksidatif süreçlerin seviyesi ve dolayısıyla vücudun enerji harcaması, uyanıkken istirahat durumuna göre %8-10 daha düşüktür.
İnsan bazal metabolizma hızının normal değerleri. Bazal metabolizmanın değeri genellikle 1 kg vücut ağırlığı başına veya 1 saat veya günde 1 m2 vücut yüzeyi başına büyük kalorilerdeki ısı miktarı olarak ifade edilir.
Ortalama yaş (yaklaşık 35), ortalama boy (yaklaşık 165 cm) ve ortalama vücut ağırlığı (yaklaşık 70 kg) olan bir erkek için bazal metabolizma hızı, vücut ağırlığının 1 kg'ı başına saatte 4,19 kJ (1 kcal) veya Günde 7117 kJ (1700 kcal); Aynı kilodaki kadınlarda bu oran yaklaşık %10 daha düşüktür.
1 kg vücut ağırlığı başına hesaplanan bazal metabolizma hızı çocuklarda yetişkinlere göre önemli ölçüde daha yüksektir. 20 ila 40 yaşları arasındaki kişinin bazal metabolizma hızı oldukça sabit bir seviyede kalır. Yaşlılıkta bazal metabolizma azalır.
Dreyer formülüne göre kilokalori (//) cinsinden günlük bazal metabolizma hızı:
Nerede V- gram cinsinden vücut ağırlığı, A - kişinin yaşı, /< - константа, равная для мужчины 0,1015, а для женщины-0,1129.
Bazal metabolizma hızı formülleri ve tabloları, farklı cinsiyet, yaş, kilo ve boydaki sağlıklı insanlar üzerinde yapılan çok sayıda araştırmadan elde edilen ortalama verileri sunar.
Normal fiziğe sahip sağlıklı kişilerde bazal metabolizmanın bu tablolara göre belirlenmesi, yaklaşık olarak doğru (%5-8 hata) enerji harcaması değerleri verir. Aşırı tiroid fonksiyonu ile belirli bir vücut ağırlığı, boy, yaş ve vücut yüzey alanı için orantısız derecede yüksek bazal metabolizma hızı değerleri gözlenir. Tiroid bezi (miksödem), hipofiz bezi ve gonadların yetersizliği ile bazal metabolizmada azalma meydana gelir.
Yüzey kuralı
1 kg vücut ağırlığı başına bazal metabolizmanın yoğunluğunu yeniden hesaplarsak, o zaman sıcakkanlı hayvanlarda farklı türler(Tablo 21) ve farklı vücut ağırlığına ve boylara sahip kişilerde çok farklıdır. 1 m 2 vücut yüzeyi başına bazal metabolizmanın yoğunluğunu yeniden hesaplarsak, farklı hayvanlardan ve insanlardan elde edilen değerler o kadar keskin farklılık göstermez.
Tablo 21
İnsanlarda ve diğer organizmalarda ısı üretimi miktarı
|
24 saatte ısı üretimi kJ (kcal) |
|||
|
IP nesnesi | |||
|
takip etme |
1 kg ağırlık başına |
1 m yukarıda |
|
|
vücut |
|||
Vücut yüzeyi kuralına göre sıcakkanlı hayvanların enerji harcaması vücut yüzeyinin büyüklüğü ile orantılıdır.
İnsanlarda vücut yüzeyinin 1 m2'si başına günlük ısı üretimi 3559-5234 kJ (850-1250 kcal), erkeklerde ortalama rakam 3969 kJ'dir (948 kcal).
Vücudun yüzeyini belirlemek için /? formül uygulanır:
Bu formül, vücut yüzeyinin doğrudan ölçümlerinin sonuçlarının analizine dayanarak türetilmiştir. Devamlı İLE insanlarda bu oran 12.3'tür. Dubois tarafından daha kesin bir formül önerildi:
burada 1У 7 kilogram cinsinden vücut ağırlığıdır, N - santimetre cinsinden yükseklik.
Hesaplama sonucu santimetre kare cinsinden ifade edilir.
Yüzey kuralı kesinlikle doğru değildir. Yukarıdaki tabloda gösterildiği gibi. Şekil 21'de, yalnızca vücuttaki enerji salınımının yaklaşık hesaplamaları için belirli bir pratik öneme sahip olan bir kuralı temsil eder.
Yüzey kuralının göreliliği, vücut yüzeyi aynı olan iki kişinin metabolizma hızının önemli ölçüde farklı olabileceği gerçeğiyle kanıtlanmaktadır. Oksidatif süreçlerin seviyesi, vücut yüzeyinden ısı transferi ile değil, ısı üretimi ile belirlenir. biyolojik özellikler sinir, endokrin ve diğer sistemlerin faaliyetleriyle belirlenen hayvanın türü ve vücudun durumu.
Enerji alışverişi fiziksel emek
Kas çalışması enerji tüketimini önemli ölçüde artırır. Bu nedenle günün bir kısmını hareket halinde ve fiziksel çalışmalarla geçiren sağlıklı bir insanın günlük enerji harcaması, bazal metabolizma hızının değerini önemli ölçüde aşmaktadır. Enerji maliyetlerindeki bu artış iş artışı, hangisi daha büyükse, kas çalışması daha yoğun olur.
Kas çalışması sırasında termal ve mekanik enerji açığa çıkar. Mekanik enerjinin işe harcanan toplam enerjiye yüzde olarak ifade edilen oranına denir. yeterlik.İnsanın fiziksel emeği sırasında verimlilik faktörü %16 ila %25 arasında değişir ve ortalama %20'dir, ancak bazı durumlarda daha yüksek olabilir.
Verimlilik bir dizi koşula bağlı olarak değişir. Dolayısıyla eğitimsiz kişilerde eğitimli kişilere göre daha düşüktür ve eğitimle birlikte artar.
Vücudun gerçekleştirdiği kas çalışması ne kadar yoğun olursa, enerji harcaması da o kadar fazla olur. Bu, aşağıdaki verilerden görülebilir: Bazal metabolik koşullar altında enerji harcaması saatte vücut ağırlığının 1 kg'ı başına ortalama 4,2 kJ (1 kcal) ise, sessizce otururken enerji harcaması 1 kg başına ortalama 5,9 kJ (1,4 kcal) olur. saat başına vücut ağırlığı, gerginlik olmadan ayakta durduğunda - 6,3 kJ (1,5 kcal), hafif işler sırasında (ofis çalışanları, terziler, ince tamirciler, öğretmenler) -7,5-10,5 kJ (1,8-2,5 kcal), hafif kas çalışmasıyla ilişkili yürüyüş (doktorlar, laboratuvar asistanları, postacılar, ciltçiler) - 11,8-13,4 kJ-(2,8-3,2 kcal), orta düzeyde kas çalışmasıyla ilişkili emek (metal işçileri, boyacılar, marangozlar), 13,4-16,8 kJ (3,2-4,0 kcal) , ağır fiziksel emekle 21,0-31,5 kJ (5,0-7,5 kcal).
Enerji maliyetlerine göre yetişkin nüfus, mesleğin özelliklerine göre 4 gruba ayrılmaktadır (Tablo 22).
Tablo 22 Mesleklerin özelliklerine göre enerji maliyeti miktarları
|
Mesleğin özellikleri |
Toplam günlük enerji harcaması |
|
|
Yaptığı iş fiziksel egzersiz gerektirmeyen kişiler |
9211 .-13 816 kJ (2200- |
|
|
teknik emek veya zorunlu olmayan fiziksel gerektirir | ||
|
fiziksel çaba | ||
|
9838-14 654 kJ (2350- |
||
|
emeği çok fazla gerektirmeyen hizmetler | ||
|
fiziksel çaba | ||
|
Mekanik ve endüstriyel işçiler |
10 467-15 491kJ (2500- |
|
|
işleri önemli konularla ilgili olan hizmetler | ||
|
önemli fiziksel çaba | ||
|
Dördüncü |
Mekanize olmayan veya yarı zamanlı çalışanlar |
12 142-17 585kJ (2900- |
|
ancak mekanize emek büyük ve orta | ||
Gruplar arasındaki enerji gereksinimlerindeki önemli farklılıklar cinsiyete (erkeklerde daha fazla), yaşa (40 yaşından sonra azalma), rekreasyonel aktivite düzeyine ve fayda düzeyine bağlıdır.
Çocuk ve ergenlerin günlük enerji harcaması yaşa ve ortalamalara bağlıdır:
Yaşlılıkta enerji tüketimi azalır ve 80 yaşına gelindiğinde 8373-9211 (2000-2200 kcal) olur.
Zihinsel çalışma sırasında enerji alışverişi
Zihinsel çalışma sırasında enerji maliyetleri fiziksel çalışmaya göre önemli ölçüde daha düşüktür.
Zor matematiksel hesaplamalar, kitapla çalışmak ve diğer zihinsel çalışma biçimleri, hareket eşlik etmiyorsa, tam dinlenmeye kıyasla enerji harcamasında önemsiz (% 2-3) bir artışa neden olur. Ancak çoğu durumda çeşitli türlerÖzellikle çalışan duygusal olarak heyecanlandığında (öğretim görevlisi, sanatçı, yazar, konuşmacı vb.) zihinsel çalışmaya kas aktivitesi eşlik eder, bu nedenle enerji maliyetleri nispeten yüksek olabilir. Yaşanan duygusal uyarılma, önümüzdeki birkaç gün içinde metabolizmanın %11-19 oranında artmasına neden olabilir. "
Gıdanın spesifik dinamik etkisi
Yemek yedikten sonra vücudun metabolizma hızı ve enerji harcaması, bazal metabolik koşullardaki seviyesine göre artar. Metabolizma ve enerjideki artış bir saat içinde başlar, alımdan sonra maksimum 3 saate ulaşır ve birkaç saat devam eder. Besin alımının metabolizmayı ve enerji tüketimini arttırıcı etkisine denir. spesifik dinamik gıda eylemleri.
Proteinli gıdalarda bu en fazladır: Metabolizma ortalama %30 oranında artar. Yağ ve karbonhidrat tüketildiğinde kişinin metabolizması %14-15 oranında artar.
Enerji metabolizmasının düzenlenmesi
Enerji metabolizmasının seviyesi fiziksel aktiviteye, duygusal strese, beslenmenin doğasına, termoregülasyon yoğunluğunun derecesine ve bir dizi diğer faktöre yakından bağlıdır.
Oksijen tüketiminde ve enerji değişiminde koşullu bir refleks değişimini gösteren çok sayıda gerçek elde edilmiştir. Daha önce kayıtsız olan ve zamanla kas aktivitesiyle ilişkilendirilen herhangi bir uyaran, metabolizmayı ve enerjiyi artırmak için bir sinyal görevi görebilir.
Start öncesi durumda sporcunun oksijen tüketimi ve dolayısıyla enerji alışverişi önemli ölçüde artar. Faaliyetleri kas eforuyla ilişkilendirilen çalışanlarda da aynı durum işe gelirken ve çalışma ortamı faktörlerinin etkisi altında da yaşanıyor. Hipnoz altında kişiye ağır kas çalışması yaptığı söylenirse, gerçekte herhangi bir iş yapmamasına rağmen metabolizması önemli ölçüde artabilir. Bütün bunlar, beyin korteksinin etkisi altında vücuttaki enerji metabolizması seviyesinin değişebileceğini göstermektedir.
Beynin hipotalamik bölgesi enerji metabolizmasının düzenlenmesinde özel bir rol oynar. Burada, bir dizi endokrin bezin salgısını artırarak otonom sinirler veya humoral bileşen tarafından gerçekleştirilen düzenleyici etkiler oluşur. Enerji değişiminin ifadesi özellikle tiroid hormonları - tiroksin ve triiyodotironin ve adrenal medulla hormonu - adrenalin tarafından arttırılır.
BESLENME
Fizyologların rasyonel beslenmeyi haklı çıkarmadaki görevi, bileşimi ve miktarı belirtmektir. gıda ürünleri bu vücudun ihtiyaçlarını karşılayabilir. “Gıda ürünleri” veya “gıda müstahzarları” kavramı,
“besin” kavramıyla karıştırılmaktadır. Besin maddeleri belirli kimyasal bileşik gruplarını içerir: proteinler, yağlar, karbonhidratlar, mineral tuzları, vitaminler ve su. Çoğu durumda birçok maddenin karışımı olan herhangi bir üründe şu veya bu miktarda bulunurlar.
Kalori katsayıları besinler
Gıda ürünlerinin bileşimini ve sindirilebilirliğini bilerek, besinlerin kalori katsayılarını kullanarak alınan gıdanın enerji değerini hesaplayabilirsiniz. kalorik, veya termal katsayı, 1 gram maddenin yanması sırasında açığa çıkan ısı miktarıdır. Ana besin maddelerinin vücuttaki oksidasyonları sırasındaki kalori katsayıları aşağıdaki gibidir.
Solunum katsayısı, solunum sırasında salınan karbondioksitin emilen oksijen miktarına (CO2/O2) oranıdır. Klasik solunum durumunda, CbH^O^ karbonhidratları oksitlendiğinde ve son ürünler olarak yalnızca CO2 ve H2O oluştuğunda, solunum katsayısı bire eşittir. Ancak bu her zaman böyle değildir; bazı durumlarda yukarı veya aşağı doğru değişir, bu nedenle solunum verimliliğinin bir göstergesi olduğuna inanılır. Solunum katsayısı değerinin değişkenliği, solunum substratına (oksitlenen madde) ve solunum ürünlerine (tam veya eksik oksidasyon) bağlıdır.
Solunum sırasında karbonhidratlar yerine karbonhidratlardan daha az oksitlenen yağlar kullanıldığında oksidasyon için daha fazla oksijen kullanılacaktır - bu durumda solunum katsayısı azalacaktır (0,6 - 0,7 değerine kadar). Bu, karbonhidratlara kıyasla yağların daha yüksek kalori içeriğini açıklar.
Solunum sırasında organik asitler (karbonhidratlardan daha fazla oksitlenen maddeler) oksitlenirse, salınan karbondioksitten daha az oksijen kullanılacak ve solunum katsayısı birden büyük bir değere yükselecektir. Denkleme göre oksitlenen oksalik asit nedeniyle solunum sırasında en yüksek (4'e eşit) olacaktır.
2 С2Н2О4 + 02 4С02 + 2Н20.
Yukarıda substratın (karbonhidrat) karbon dioksit ve suya tamamen oksidasyonu ile solunum katsayısının bire eşit olduğu belirtilmişti. Ancak eksik oksidasyon ve yarı ömürlü ürünlerin kısmi oluşumu ile karbonun bir kısmı, karbondioksit oluşturmadan tesiste kalacaktır; Daha fazla oksijen emilecek ve solunum katsayısı birden daha azına düşecek.
Böylece solunum katsayısını belirleyerek solunumun niteliksel yönü, bu sürecin substratları ve ürünleri hakkında fikir edinilebilir.
Nefes almanın bağımlılığı çevresel faktörler.
Solunum ve sıcaklık
Diğer fizyolojik süreçler gibi, solunumun yoğunluğu da bir takım çevresel faktörlere bağlıdır ve daha güçlü ve daha yoğundur.
Sıcaklığa bağımlılık en açık şekilde ifade edilir. Bunun nedeni, tüm fizyolojik süreçler arasında solunumun en "kimyasal", enzimatik olmasıdır. Enzim aktivitesi ile sıcaklık düzeyi arasındaki bağlantı yadsınamaz. Solunum, Van't Hoff kuralına uyar ve bir sıcaklık katsayısına sahiptir (2ω 1,9 - 2,5).
Solunumun sıcaklığa bağımlılığı, üç ana noktaya sahip tek tepeli (biyolojik) bir eğri ile ifade edilir. Minimum nokta (bölge) farklı bitkiler için farklıdır. Soğuğa dayanıklı bitkilerde bitki dokusunun donma sıcaklığı ile belirlenir, böylece kozalaklı ağaçların donmayan kısımlarında -25 ° C'ye kadar sıcaklıklarda solunum tespit edilir. Sıcağı seven bitkilerde minimum nokta sıfırın üzerindedir ve bitkilerin öldüğü sıcaklık tarafından belirlenir. Solunum için en uygun nokta (bölge) 25 ila 35 °C aralığındadır, yani fotosentez için optimum noktadan biraz daha yüksektir. Farklı derecelerde sıcağı seven bitkilerde konumu da biraz değişir: sıcağı seven bitkilerde daha yüksek, soğuğa dayanıklı olanlarda daha düşük bulunur. Maksimum solunum sıcaklığı 45 ila 53°C arasındadır.> Bu nokta hücrelerin ölümü ve sitoplazmanın tahrip olmasıyla belirlenir, çünkü hücre canlıyken nefes alır. Dolayısıyla solunumun sıcaklık eğrisi fotosentez eğrisine benzer, ancak onu tekrarlamaz. Aralarındaki fark şudur ne eğri Solunum, fotosentez eğrisinden daha geniş bir sıcaklık aralığını kapsar ve optimumu biraz daha yüksek sıcaklıklara doğru kayar.
Sıcaklık dalgalanmalarının solunum yoğunluğu üzerinde güçlü bir etkisi vardır. Yüksekten alçağa ve geriye doğru keskin geçişler, 1899'da V. I. Palladin tarafından belirlenen* nefes almayı önemli ölçüde artırır.
Sıcaklık dalgalandığında, solunumda yalnızca niceliksel değil aynı zamanda niteliksel değişiklikler de meydana gelir, yani organik maddenin oksidasyon yollarında değişiklikler olur, ancak bunlar şu anda yeterince araştırılmamıştır, bu nedenle burada sunulmamaktadır.
Laboratuvar 21
Çimlenen tohumların solunum katsayısının belirlenmesi
Yöntemin ilkesi. Solunum katsayısı (RK)- Canlı dokuların gaz değişiminin göstergesi. Bu, solunum sırasında açığa çıkan karbondioksit miktarının emilen oksijen miktarına oranıdır:
DC = CO2 / O2.
Solunum katsayısının değeri bir takım nedenlere bağlıdır. Birinci faktör, solunum sırasında oksitlenen substratın kimyasal yapısıdır. Karbonhidratlar kullanılıyorsa DC birliğe yakındır:
C6H12O6 + 6O2 = 6 CO2 + 6 H2O.
Daha fazla indirgenmiş madde, yağ ve protein oksitlenirse, salınan karbondioksitten daha fazla oksijen tüketilir ve DC birden azdır. Örneğin stearik asidin oksidasyonu sırasında CO2:O2 oranı 18:26 yani 0,69 olur.
Karbonhidratlardan daha fazla oksijen içeren maddeleri oksitlerken, solunum katsayısı birden büyüktür. Dolayısıyla 2C2O2H2 + O2 = 4 CO2 + 2H2O denklemine göre oksalik asit nedeniyle nefes alırken solunum katsayısı 4'tür.
DC değerini belirleyen ikinci faktör havalandırma koşullarıdır. Havada oksijen eksikliği olduğunda, yani anaerobik koşullar altında DC artar ve karbonhidrat oksidasyonu durumunda birin üzerine çıkar.
DC değeri substrat oksidasyonunun tamamlandığını gösterir. Karbonhidratların oksidasyonu sırasında ayrışma süreci tamamlanmazsa ancak karbonhidratlardan daha fazla oksitlenen ara ürünler birikirse DC değeri birden az olur. Yoğun şekilde büyüyen nesnelerde de benzer bir olgu gözlenir.
Çalışmanın amacı:Çimlenen tohumların solunum katsayısını belirler.
İşin ilerlemesi: Deneyde, kauçuk bir tıpa ile sıkıca kapatılmış bir test tüpünden ve içine bölmeler yerleştirilmiş yatay bir tüpten oluşan bir cihaz kullanıyorlar. Test tüpünü hem stand hem de ısı yalıtkanı olan bir şişeye yerleştirin.
Test tüpünün hacminin ½…2/3'ünü çimlenmekte olan buğday veya ayçiçeği çekirdeği ile doldurun ve ölçüm tüplü bir tıpa ile sıkıca kapatın. Gerekli koşul doğru gözlem, cihazın sıcaklığının sabit olmasıdır, çünkü çalışması gaz hacmindeki değişikliklerle ilişkilidir.
Bu nedenle, kurulu cihazın kabul etmesi gerekir oda sıcaklığı 5...7 dakika içinde elde edilir.
623 " stil = "genişlik: 467,25 nokta; kenarlık daraltma: daraltma; kenarlık: yok">
Ekipman ve malzemeler: 1) filizlenmiş yumuşak buğday tohumları ( Triticum aestivum L.), bezelye ( Pisum sativum L.) vb.; 2) %20 oksalik asit çözeltisi; 3) metilen mavisi ile renklendirilmiş su; 4) porselen fincan; 5) cımbız; 6) cetvel; 7) ucu geri çekilmiş pipet; 8) 2x6 cm ölçülerinde filtre kağıdı şeritleri.
Solunum katsayısının belirlenmesi için kurulum: iyi oturan bir lastik tıpa ile bir test tüpünün içine dik açıda ince bir bükük yerleştirilir cam tüp. Tüpün yatay dirseği, lastik halkalar kullanılarak ona bir grafik kağıdı şeridi takılarak derecelendirilir ve test tüpü, pamuklu yünlü uzun (test tüpünün uzunluğu boyunca) bir camın içine yerleştirilir.
Güvenlik soruları
1. Enzimatik solunum sistemlerinin sınıflandırılması. Eylem mekanizmaları.
2. Solunum substratının dönüşümü için yollar. Glikoliz. Pentoz fosfat döngüsü.
3. Bitki mitokondrisinde oksidatif fosforilasyon.
4. Krebs döngüsü.
5. Solunum katsayısı kavramı. Solunum katsayısını belirleme yöntemleri.
6. Solunumun ekolojisi. Solunumun endojen ve eksojen faktörlere bağımlılığı.
solunum katsayısı (RK)
akciğerlerden salınan karbondioksit hacminin aynı anda emilen oksijen hacmine oranı; Denek dinlenme halindeyken D.c.'nin değeri vücutta oksitlenen gıda maddelerinin türüne bağlıdır.
Ansiklopedik Sözlük, 1998
solunum katsayısı
Belirli bir süre boyunca solunum sırasında açığa çıkan karbondioksit hacminin, aynı anda emilen oksijen hacmine oranı. Hayvanlarda ve bitkilerde gaz değişimi ve metabolizmanın özelliklerini karakterize eder. Sağlıklı bir insanda yaklaşık 0,85'tir.
Solunum katsayısı
vücuttan salınan karbondioksit hacminin aynı anda emilen oksijen hacmine oranı. Şununla belirtilir:
DC'nin belirlenmesi hayvanlarda ve bitki organizmalarında gaz değişimi ve metabolizmanın özelliklerini incelemek için önemlidir. Karbonhidratlar vücutta oksitlendiğinde ve oksijen tamamen mevcut olduğunda, DC 1, yağlar ≈ 0,7, proteinler ≈ 0,8'dir. Dinlenme halindeki sağlıklı bir insanda DC 0,85 ╠ 0,1'dir; orta düzeyde çalışma sırasında ve ağırlıklı olarak bitki besinleri yiyen hayvanlarda 1'e yaklaşır. İnsanlarda, çok uzun çalışma sırasında, oruç tutarken, etoburlarda (yırtıcı hayvanlarda) ve ayrıca kış uykusu sırasında, sınırlı karbonhidrat rezervleri nedeniyle vücutta disimilasyon yağı artırır, DC yaklaşık 0,7'dir. DC, gıdayla sağlanan karbonhidratlardan oluşan yağların vücutta yoğun birikmesiyle 1'i aşar (örneğin, insanlarda oruçtan sonra normal kiloya dönerken, uzun süreli hastalıklardan sonra ve ayrıca besi sırasında hayvanlarda). Bağlı durumdaki ek CO2 vücuttan salındığında, akciğerlerin yoğun çalışması ve hiperventilasyonu ile DC 2'ye yükselir. DC, salınan CO2'nin çoğunun oksijensiz oksidasyon (fermantasyon) yoluyla oluştuğu anaeroblarda daha da büyük değerlere ulaşır. Ağır fiziksel çalışmanın ardından metabolik bozukluklarla ilişkili hastalıklarda 0,7'nin altındaki DK ortaya çıkar.
Bitkilerde DK, solunum substratının kimyasal yapısına, atmosferdeki CO2 ve O2 içeriğine ve diğer faktörlere bağlıdır, dolayısıyla solunumun özelliklerini ve koşullarını karakterize eder. Hücre solunum için karbonhidratları kullandığında (tahıl fideleri), DC yaklaşık 1'dir, yağlar ve proteinler (çimlenen yağlı tohumlar ve baklagiller) ≈ 0,4≈0,7'dir. O2 eksikliği ve erişimin zor olması (sert kabuklu tohumlar) durumunda DC 2≈3 veya daha fazladır; yüksek DC aynı zamanda büyüme noktası hücrelerinin de karakteristiğidir.
