Обмен веществ и энергии. Принцип определения основного обмена методом прямой и непрямой калориметрии. Терморегуляция

Пойкилотермные животные - температура их тела в значительной степени зависит от температуры окружающей среды.

Гомойотермные животные - способны поддерживать температуру тела на относительно постоянном уровне, допуская незначительные ее колебания ±2°С. Постоянство температуры теплокровных (гомойотермных) животных поддерживается сложными нейрогормональными механизмами, главным регулятором которых является отдел промежуточного мозга - гипоталамус.

Основные элементы функциональной системы, обеспечивающей сохранение постоянства температуры организма:

I. Обширное рецепторное звено, которое представлено внутренними и наружными терморецепторами (холодовыми и тепловыми). Кроме того, чувствительностью к изменению температуры крови обладают и клетки гипоталамической области.

//. Центр теплоотдачи образован клетками передних отделов гипоталамуса, чувствительных к повышению температуры.

III. Центр теплопродукции образован клетками задних отделов гипоталамуса, чувствительных к снижению температуры крови.

Нервная и гормональная регуляция процессов, направленных на поддержание постоянства температуры организма, осуществляется центрами гипоталамуса, которые включают гипоталамо-гипофизарную систему и периферические эндокринные железы и их гормоны.

Таким образом, внутреннее звено саморегуляции включает в себя рецепторы, каналы обратной афферентации, гипоталамо-гипофизарную систему и периферические исполнительные системы:

1 для теплопродукции - клеточный метаболизм, мышечная дрожь;

2 для теплоотдачи - сосудистые реакции, конвекция, теплоизлучение, потоотделение, отдача тепла с калом, мочой, при дыхании.

Внешнее звено данной функциональной системы включает высшие отделы ЦНС, способные сформировать целенаправленное поведение.

Необходимо уметь:

. Определить основной обмен методом прямой калориметрии.

. Рассчитывать свой основной обмен по данным своего веса, роста, возраста и пола.

3. Определять основной обмен по формуле Рида и рассчитывать процент отклонения величины основного обмена от нормы.

. Составлять суточный рацион для взрослого и ребенка.

5. Определять энергетические затраты организма методом неполного газового анализа.

. Объяснить понятие "температурная карта тела человека".

. Разбираться в значении кровообращения в поддержании постоянства температуры.

РАБОТА № 5 Определение основного обмена методом прямой калориметрии

Цель работы: познакомиться с принципом определения основного обмена методом прямой калориметрии.

Необходимо для работы: кролик, калориметр, термометр, весы, мерный сосуд для воды, вода (холодная).

Проведение работы:

1. Ознакомиться с устройством калориметра и зарисовать его (рис. 3).

2. Залить в камеру калориметра три литра холодной воды, температуру воды измерить (T°1)

3. Взвесить кролика и поместить его во внутреннюю камеру калориметра.

4. Камеру с кроликом опустить в воду, закрыть крышки и оставить на час.

5. Через час вновь измерить температуру воды (Т°2).

6. Описать ход работы, внести полученные результаты в формулу для расчета энергетических затрат и рассчитать величину основного обмена кролика за час и за сутки. Расчет основного обмена производится по следующей формуле:

= Cm(T°2-T°l)/M·t,

где С - удельная теплоемкость воды; т - её масса; Т°1 и Т°2 - начальная и конечная температуры воды: М - масса тела экспериментального животного; t- время (1ч).

РАБОТА № 6

Расчет основного обмена по таблицам

Цель работы: научиться рассчитывать свой основной обмен по данным своего веса, роста, возраста и пола.

Необходимо для работы: испытуемый, таблицы для расчета основного обмена, весы, ростомер.

Проведение работы:

1. С помощью ростомера и весов измерить вес и рост испытуемого. Если взвешивание производилось в одежде, то полученный результат следует уменьшить на 5 кг для мужчин и на 3 кг для женщин.

2. Далее провести определение по таблицам А, Б и В. Необходимо учесть, что основной обмен у мужчин выше, чем у женщин, на 10%.

3. Таблицами пользуются следующим образом. Если испытуемым является мужчина 25 лет. массой тела 60 кг и ростом 168 см. то по таблице А рядом со значением массы испытуемого найти число 892. В таблице В найти по горизонтали возраст (25 лет) и по вертикали pocт (168 см). На пересечении граф возраста и роста найдем число 672. Сложив оба числа (892+672=1564), получим среднестатистическую величину нормального основного обмена человека мужского пола данного возраста, веса и роста.

4. Полученную величину можно использовать для сравнения величины основного обмена, определенной с помощью приборов или рассчитанную по формуле Рида (см. следующую paботу).