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 Vo , 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.