ГАЗОВЫЙ ОБМЕНПредставим себе, что в нашем теле сгорает углевод, напр., виноградный сахар СвН12Ов, с образованием конечных продуктов Н2О и СОа. Т. к. в углеводах водород и кислород содержатся в таких же количественных отношениях, как в воде, и, следовательно, содержащегося в них Оа как раз хватает для окисления всего водорода, то кислород из запасов крови потребуется только для окисления углерода сахара до СО 2. В равных объемах Оа и СО2, при равных условиях, находится одинаковое число молекул; поэтому, в случае сгорания в теле сахара, объем потребленного кислорода и объем выделенной углекислоты равны друг другу, и д. к. составляет 1, 0. В жирах кислорода относительно значительно меньше, чем в углеводах; по этой причине при сгорании жира потребуется кислород не только для окисления углерода, но и водорода. Понятно поэтому, что, в случае окисления в теле жира, д. к. будет меньше, чем 1, 0; его величина равняется 0, 7. Д. к. при сгорании белков равен 0, 8.
Если известны д. к. и количество потребленного О 2 за определенный промежуток времени, то можно без труда вычислить, сколько калорий тепла было при этом выделено телом. Многочисленные опыты по исследованию обмена веществ дали' возможность составить табличку, указывающую, сколько на каждый мг поглощенного телом кислорода сожжено в теле г углевода и жира и сколько выделено при этом больших калорий.
?
д. К.
Углеводы в г
Жиры в г
Калории
1 1
0, 71 0, 75 0, 80 0, 85 о, 9о 0, 95 1, 00
0, 000 0, 154 0, 365 0, 576 0, 786 0, 997 1, 207
0, 583 0, 438 0, 351 0, 263 0, 175 0, 088 1, 000
4, 795 4, 829 4, 875 4, 921 4, 967 5, 012 5, 058
Т. о., если в приведенном выше примере исследуемый поглощал в 1 мин. 250 см3 О2, т. е. 15 л в час, при д. к. 0, 8, то он в течение этого часа выделил, согласно этой таблице, 4, 875x15 = 73, 125 больших калорий.
Методика исследования Г. о. Существует несколько методов определения Г. о., основанных на различных принципах. Главнейшие из них следующие: 1) Принцип замкнутой системы. Животное или человек помещается в герметически закрытую камеру. Выдыхаемый воздух отводится по трубкам из камеры, и угольная кислота его поглощается щелочами; потребляемый кислород доставляется из особых приемников в камеру.
Количество поглощенной СОа и потребленного О2 дают величину Г. о. Этим принципом пользовался уже основатель учения о Г. о. Лавуазье, а впоследствии — Реньо и Рейзе. В дальнейшем по этой идее были осуществлены очень сложные и весьма совершенные установки Этуотером и Бенедиктом в Бостоне и Цунцем в Берлине. 2) Принцип негерметически закрытой камеры осуществляется таким образом: из камеры, в к-рой помещается исследуемый, вытягивается все время воздух, а взамен его поступает свежий; при помощи газовых часов (см.) определяется количество прошедшего воздуха.
От общего тока ответвляется часть для анализа на угольную кислоту, выделяемую в камеру из легких исследуемого. Если вес последнего в начальный момент опыта есть А, а в конечный момент В, то разность А-В, потеря веса, показывает разницу между весом выделенной углекислоты а и весом принятого кислорода Ь. Поэтому А-В = а-Ь, или b — a+В-А.
Т. о., количество Оа определяется не прямым, а косвенным путем, что вносит, конечно, некоторую неточность. Этим принципом пользовались Петенкофер и Фонт в их обширных классических исследованиях.
Описанными методами пользуются в тех случаях, когда животное или человек должны подвергаться исследованию в течение часов и даже суток. 3) В наст, время для кратковременных опытов пользуются методами, дающими возможность избегнуть применения дыхательной камеры: исследуемый непосредственно соединяется с приборами, в к-рых газ собирается и исследуется. Такой прибор был сконструирован Цунцем; он пользуется большой популярностью. Мы при 274
ведем описание Дугласовского прибора, к-рый вследствие простоты устройства и пользования имеет несомненные преимущества и приобретает все большее и большее распространение. Большой брезентовый газонепроницаемый мешок емкостью в 100—200 л соединяется при помощи трубки с мундштуком, к-рый держит во рту исследуемый (ноздри зажимаются щипчиками). Между мундштуком и мешком вставлены клапаны, благодаря к-рым выдыхаемый газ направляется в мешок; при вдыхании мешок оказывается изолированным, и в легкие поступает внешний свежий воздух. Перед опытом из мешка удаляются всякие следы газа, стенки его вплотную касаются друг друга.
Во время опыта мешок постепенно наполняется. В конце опыта закрывают кран: теперь в мешке заключается весь воздух, выдохнутый исследуемым в течение определенного времени, к-рое отмечают. Из мешка переводят небольшую порцию в т. н. газовую пипетку, к-рую затем соединяют с прибором Голдена для анализа газов — кислорода и угольной кислоты.
После этого остается лишь пропустить весь воздух из мешка через газовые часы и определить таким образом количество выдохнутого во время опыта воздуха. Пусть в конкретном случае опыт продолжался 58/4 мин., объем выдохнутого воздуха 40, 6 л, температура, при которой делается отсчет газа, 12, 2°, барометр 764 лш. Если давление водяного пара при 12, 2°=10, 7 мм, то объем сухого выдохнутого воздуха при 0° и 760 лш=40, 6хА^у — х — 2? ГП2^-=40, 6Х X 0, 949 = 38, 6 л; в одну минуту выдохнуто 6, 71 л.
В воздухе содержится 20, 93% Оа и 0, 03% СО2, а согласно анализу в мешке содержится 16, 74% О2 и 3, 50% СО2; разница равняется 4, 19 для О2 и 3, 47 для СО2. Из приведенных данных следует, что в 4 19 1 мин. исследуемый поглощает 6, 71л ху“=281 см9 Оа и отдает 233 см9 СО2. Дыхательный коэффициент= 233 = — ^-=0, 83. По этим данным и по приведенным вы281 ше таблицам можно вычислить количество калорий, выделенных в 1 мин.
Основной обмен. Под этим подразумевают минимальный обмен у субъекта, находящегося в лежачем положении при условиях наиболее полного покоя; целесообразно производить определение основного объема утром, когда подвергающийся исследованию еще не принимал пищи, благодаря чему можно избегнуть влияния процессов пищеварения и мышечной работы, увеличивающих размер обмена. Исходя из того предположения, что нормальный основной обмен нормальных людей с различной величиной тела зависит в большей мере от величины поверхности, чем от веса тела, выражают величину основного обмена в калориях на 1 м2 поверхности тела за 1 час. В этом случае пользуются формулой Дюбуа, которая дает возможность определить площадь (А) тела в см2, если знать вес (W) и длину (Н) тела: Л = Т7°’4;гбхН0’723х 71, 84. Определив в конкретном случае по методу Дугласа и по формуле Дюбуа основной обмен на 1 м2 и за 1 час, мы обращаемся затем к таблицам, где даны нормальные величины основного обмена для каждого возраста. Повышение основного обмена наблюдается в случае гипертиреоидизма, уменьшение — в случае гипотиреоидизма .
Обмен и мышечная работа. Способ Дугласа очень удобен для решения вопросов о Г. о. при производстве физической работы во время ходьбы, бега, велосипедной езды, подъема на горы, во время спортивных игр, а также при профессиональном мышечном труде. Мешок Дугласа легок, исследуемый несет его на спине, мундштук находится во рту: все это нисколько не стесняет производства самых разнообразных движений.
Как уже было упомянуто выше, во время работы Г. о. повышается, иногда повышение
