Προσδιορισμός του αναπνευστικού συντελεστή (RK) των φυτών. Προσδιορισμός αναπνευστικού συντελεστή Συντελεστής αναπνοής την τιμή του

αναπνευστικός συντελεστής (RK)

την αναλογία του όγκου του διοξειδίου του άνθρακα που απελευθερώνεται μέσω των πνευμόνων προς τον όγκο του οξυγόνου που απορροφάται την ίδια χρονική περίοδο· η τιμή του D.c όταν το υποκείμενο είναι σε ηρεμία εξαρτάται από τον τύπο των τροφικών ουσιών που οξειδώνονται στο σώμα.

Εγκυκλοπαιδικό Λεξικό, 1998

αναπνευστικό πηλίκο

η αναλογία του όγκου του διοξειδίου του άνθρακα που απελευθερώνεται κατά την αναπνοή κατά τη διάρκεια ενός συγκεκριμένου χρόνου προς τον όγκο του οξυγόνου που απορροφάται κατά τη διάρκεια του ίδιου χρόνου. Χαρακτηρίζει τα χαρακτηριστικά της ανταλλαγής αερίων και του μεταβολισμού σε ζώα και φυτά. Σε ένα υγιές άτομο είναι περίπου 0,85.

Αναπνευστικός συντελεστής

η αναλογία του όγκου του διοξειδίου του άνθρακα που απελευθερώνεται από το σώμα προς τον όγκο του οξυγόνου που απορροφάται την ίδια στιγμή. Υποδεικνύεται από:

Ο προσδιορισμός του DC είναι σημαντικός για τη μελέτη των χαρακτηριστικών της ανταλλαγής αερίων και του μεταβολισμού σε ζώα και φυτικούς οργανισμούς. Όταν οι υδατάνθρακες οξειδώνονται στο σώμα και το οξυγόνο είναι πλήρως διαθέσιμο, το DC είναι 1, τα λίπη ≈ 0,7, οι πρωτεΐνες ≈ 0,8. Σε ένα υγιές άτομο σε κατάσταση ηρεμίας, το DC είναι 0,85 ╠ 0,1. κατά τη μέτρια εργασία, καθώς και σε ζώα που τρώνε κυρίως φυτικές τροφές, πλησιάζει το 1. Στον άνθρωπο, κατά τη διάρκεια πολύ μεγάλης εργασίας, νηστείας, σε σαρκοφάγα (αρπακτικά), καθώς και σε χειμερία νάρκη, όταν, λόγω των περιορισμένων αποθεμάτων υδατανθράκων στο σώμα, η αφομοίωση αυξάνει το λίπος, το DC είναι περίπου 0,7. Το DC υπερβαίνει το 1 με έντονη εναπόθεση στο σώμα λιπών που σχηματίζονται από υδατάνθρακες που παρέχονται με την τροφή (για παράδειγμα, σε ανθρώπους κατά την αποκατάσταση του φυσιολογικού βάρους μετά από νηστεία, μετά από μακροχρόνιες ασθένειες, καθώς και σε ζώα κατά την πάχυνση). Το DC αυξάνεται στο 2 με αυξημένη εργασία και υπεραερισμό των πνευμόνων, όταν επιπλέον CO2, που ήταν σε δεσμευμένη κατάσταση, απελευθερώνεται από το σώμα. Το DC φτάνει ακόμη μεγαλύτερες τιμές στα αναερόβια, στα οποία το μεγαλύτερο μέρος του εκλυόμενου CO2 σχηματίζεται από οξείδωση χωρίς οξυγόνο (ζύμωση). DK κάτω από 0,7 εμφανίζεται σε ασθένειες που σχετίζονται με μεταβολικές διαταραχές, μετά από βαριά σωματική εργασία.

Στα φυτά, το DK εξαρτάται από τη χημική φύση του αναπνευστικού υποστρώματος, την περιεκτικότητα σε CO2 και O2 στην ατμόσφαιρα και άλλους παράγοντες, χαρακτηρίζοντας έτσι τις ιδιαιτερότητες και τις συνθήκες της αναπνοής. Όταν το κύτταρο χρησιμοποιεί υδατάνθρακες για την αναπνοή (φυτώρια σιτηρών), το DC είναι περίπου 1, τα λίπη και οι πρωτεΐνες (ελαιούχοι σπόροι που βλαστάνουν και τα όσπρια) ≈ 0,4≈0,7. Με έλλειψη O2 και δύσκολη πρόσβαση (σπόροι με σκληρό κέλυφος), το DC είναι 2≈3 ή περισσότερο. Το υψηλό DC είναι επίσης χαρακτηριστικό των κυττάρων με σημείο ανάπτυξης.

(DC) είναι η αναλογία του όγκου του διοξειδίου του άνθρακα που απελευθερώνεται κατά την αναπνοή προς τον όγκο του οξυγόνου που απορροφάται.

Η τιμή του αναπνευστικού συντελεστή του φυτού

Τιμή DCυποδεικνύει τόσο τη φύση του υλικού που οξειδώνεται κατά την αναπνοή όσο και τον τύπο της αναπνοής. μπορεί να είναι ίσο με, μεγαλύτερο ή μικρότερο από ένα. Κατά την οξείδωση των υδατανθράκων, οι όγκοι των ανταλλασσόμενων αερίων, διοξειδίου του άνθρακα και οξυγόνου, είναι ίσοι και η αναλογία C0 2: 0 2 ισούται με μονάδα. Σε αυτή την περίπτωση, το οξυγόνο που καταναλώνεται κατά την αναπνοή χρησιμοποιείται μόνο για την οξείδωση του άνθρακα προς το διοξείδιο του άνθρακα, επειδή η αναλογία υδρογόνου και οξυγόνου στο μόριο γλυκόζης είναι τέτοια που για την οξείδωση του υδρογόνου σε νερό, υπάρχει αρκετό οξυγόνο στο σάκχαρο. το ίδιο το μόριο. Όταν ένας αριθμός οργανικών οξέων οξειδώνεται, ο αναπνευστικός συντελεστής των φυτών είναι μεγαλύτερος από ένα. Έτσι, το οξαλικό οξύ είναι μια ένωση πιο πλούσια σε οξυγόνο από τους υδατάνθρακες. Το οξυγόνο που υπάρχει στο μόριο δεν επαρκεί μόνο για την οξείδωση του υδρογόνου στο νερό, αλλά μέρος του παραμένει για την οξείδωση του άνθρακα. Επομένως, για την πλήρη οξείδωση δύο μορίων οξαλικού οξέος, αρκεί ένα μόριο οξυγόνου: 2C 2 H 2 O 4 + O 2 → 4CO 2 + 2H 2 O, DC (4CO 2: O 2) σε αυτή την περίπτωση είναι ίσο έως 4. Σε περιπτώσεις όπου το φυτό αναπνέει λόγω πρωτεϊνών ή λιπών, το μόριο των οποίων περιέχει πολύ υδρογόνο και άνθρακα και λίγο οξυγόνο είναι μικρότερο από ένα, αφού για να οξειδωθεί όλος ο άνθρακας και το υδρογόνο που βρίσκονται σε αυτές τις ενώσεις , είναι απαραίτητο να απορροφηθεί μεγάλη ποσότητα οξυγόνου. Όταν το στεατικό οξύ οξειδωθεί, η αντίδραση οξείδωσης θα προχωρήσει ως εξής: C 18 H 26 O 2 + 26 O 2 → 18 CO 2 + 18 H 2 O. Το DC (18 CO 2: 26 O 2) είναι 0,69. Έτσι, στην περίπτωση της οξείδωσης των υδατανθράκων, το DC είναι ίσο με ένα, τα οργανικά οξέα - περισσότερα από ένα, οι πρωτεΐνες και τα λίπη - λιγότερο από ένα.

Θερμική επίδραση κατά την αναπνοή των φυτών

Θερμική επίδρασηθα έχει την αντίθετη τιμή του DC: η μέγιστη θερμική επίδραση θα είναι κατά την οξείδωση των λιπών, επειδή είναι οι πιο ανηγμένες ενώσεις. Η εξάρτηση της τιμής DC από τη φύση του αναπνευστικού υλικού παρατηρείται μόνο όταν υπάρχει αρκετό οξυγόνο στο περιβάλλον και στους φυτικούς ιστούς. Ωστόσο, κατά την οξείδωση του ίδιου αναπνευστικού υλικού, αλλά με έλλειψη οξυγόνου στο περιβάλλον και στους φυτικούς ιστούς, οι τιμές DC μπορούν επίσης να αλλάξουν. Εάν υπάρχει λίγο οξυγόνο, τότε η οξείδωση δεν προχωρά στην ολοκλήρωση και, εκτός από το διοξείδιο του άνθρακα και το νερό, σχηματίζονται οργανικά οξέα, τα οποία είναι πιο οξειδωμένα από τους υδατάνθρακες. Σε αυτή την περίπτωση, το DC θα είναι μικρότερο από ένα, αφού μέρος του απορροφούμενου οξυγόνου θα παραμείνει στα μόρια των σχηματιζόμενων οργανικών οξέων, ενώ θα απελευθερωθεί λιγότερο διοξείδιο του άνθρακα. Λιγότερη ενέργεια θα απελευθερωθεί, αφού μέρος της θα αποθηκευτεί σε οργανικά οξέα.

1. Ποια διαδικασία εξασφαλίζει την απελευθέρωση ενέργειας στο σώμα; Ποια είναι η ουσία του;

Αφομοίωση (καταβολισμός), δηλαδή η διάσπαση των κυτταρικών δομών και ενώσεων του σώματος με την απελευθέρωση ενέργειας και προϊόντων αποσύνθεσης.

2. Ποια θρεπτικά συστατικά παρέχουν ενέργεια στο σώμα;

Υδατάνθρακες, λίπη και πρωτεΐνες.

3. Ονομάστε τις κύριες μεθόδους για τον προσδιορισμό της ποσότητας ενέργειας σε ένα δείγμα προϊόντος.

Φυσική θερμιδομετρία; φυσικοχημικές μέθοδοι για τον προσδιορισμό της ποσότητας των θρεπτικών ουσιών σε ένα δείγμα με μετέπειτα υπολογισμό της ενέργειας που περιέχεται σε αυτό· σύμφωνα με τους πίνακες.

4. Περιγράψτε την ουσία της μεθόδου της φυσικής θερμιδομετρίας.

Ένα δείγμα του προϊόντος καίγεται στο θερμιδόμετρο και στη συνέχεια υπολογίζεται η εκλυόμενη ενέργεια με βάση τον βαθμό θέρμανσης του νερού και του θερμιδόμετρου υλικού.

5. Γράψτε έναν τύπο για τον υπολογισμό της ποσότητας θερμότητας που απελευθερώνεται κατά την καύση ενός προϊόντος σε ένα θερμιδόμετρο. Αποκρυπτογραφήστε τα σύμβολά του.

Q = MvSv (t 2 - t 1) + MkSk (t 2 - t 1) - Qo,

όπου Q είναι η ποσότητα θερμότητας, M είναι η μάζα (w - νερό, k - θερμιδόμετρο), (t 2 - t 1) είναι η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ νερού και θερμιδόμετρου μετά και πριν από την καύση του δείγματος, C είναι η ειδική θερμότητα χωρητικότητα, Qo είναι η ποσότητα θερμότητας που παράγεται από το οξειδωτικό.

6. Ποιοι είναι οι φυσικοί και φυσιολογικοί θερμιδικοί συντελεστές μιας θρεπτικής ουσίας;

Η ποσότητα θερμότητας που απελευθερώνεται κατά την καύση 1 g μιας ουσίας σε ένα θερμιδόμετρο και στο σώμα, αντίστοιχα.

7. Πόση θερμότητα απελευθερώνεται όταν καίγεται 1 g πρωτεϊνών, λιπών και υδατανθράκων σε ένα θερμιδόμετρο;

1g πρωτεΐνης – 5,85 kcal (24,6 kJ), 1 g λίπους – 9,3 kcal (38,9 kJ), 1 g υδατάνθρακες – 4,1 kcal (17,2 kJ).

8. Διατυπώστε τον θερμοδυναμικό νόμο του Hess, βάσει του οποίου υπολογίζεται η ενέργεια που εισέρχεται στο σώμα με βάση την ποσότητα των πρωτεϊνών, των λιπών και των υδατανθράκων που έχουν υποστεί πέψη.

Το θερμοδυναμικό αποτέλεσμα εξαρτάται μόνο από τη θερμική περιεκτικότητα των αρχικών και τελικών προϊόντων αντίδρασης και δεν εξαρτάται από τους ενδιάμεσους μετασχηματισμούς αυτών των ουσιών.

9. Πόση θερμότητα απελευθερώνεται κατά την οξείδωση 1 g πρωτεϊνών, 1 g λιπών και 1 g υδατανθράκων στον οργανισμό;

1 g πρωτεϊνών – 4,1 kcal (17,2 kJ), 1 g λιπών – 9,3 kcal (38,9 kJ), 1 g υδατανθράκων – 4,1 kcal (17,2 kJ).

10. Εξηγήστε το λόγο της διαφοράς μεταξύ των φυσικών και φυσιολογικών θερμιδικών συντελεστών για τις πρωτεΐνες. Σε ποια περίπτωση είναι μεγαλύτερο;

Στο θερμιδόμετρο (φυσικός συντελεστής), η πρωτεΐνη αποσυντίθεται στα τελικά προϊόντα - CO 2, H 2 O και NH 3 με την απελευθέρωση όλης της ενέργειας που περιέχεται σε αυτά. Στον οργανισμό (φυσιολογικός συντελεστής), οι πρωτεΐνες διασπώνται σε CO 2, H 2 O, ουρία και άλλες ουσίες του μεταβολισμού των πρωτεϊνών, οι οποίες περιέχουν ενέργεια και απεκκρίνονται με τα ούρα.

Προσδιορίζεται η περιεκτικότητα σε πρωτεΐνες, λίπη και υδατάνθρακες στα τρόφιμα, η ποσότητα τους πολλαπλασιάζεται με τους αντίστοιχους φυσιολογικούς θερμιδικούς συντελεστές, αθροίζεται και αφαιρείται 10% από το άθροισμα, το οποίο δεν απορροφάται στο πεπτικό σύστημα (απώλειες στα κόπρανα).

12. Υπολογίστε (σε kcal και kJ) την ενεργειακή πρόσληψη όταν 10 g πρωτεϊνών, λιπών και υδατανθράκων εισέρχονται στον οργανισμό με την τροφή.

Q = 4,110 + 9,310 + 4,110 = 175 kcal. (175 kcal - 17,5 kcal) x 4,2 kJ, όπου 17,5 kcal είναι η ενέργεια των άπεπτων θρεπτικών συστατικών (απώλειες στα κόπρανα - περίπου 10%). Σύνολο: 157,5 kcal (661,5 kJ).

Θερμιδομετρία: άμεση (μέθοδος Atwater-Benedict); έμμεσες, ή έμμεσες (μέθοδοι των Krogh, Shaternikov, Douglas - Holden).

14. Σε τι βασίζεται η αρχή της άμεσης θερμιδομετρίας;

Στην άμεση μέτρηση της ποσότητας θερμότητας που παράγεται από το σώμα.

15. Περιγράψτε συνοπτικά τη σχεδίαση και την αρχή λειτουργίας της κάμερας Atwater-Benedict.

Ο θάλαμος στον οποίο τοποθετείται το υποκείμενο είναι θερμικά απομονωμένος από το περιβάλλον, τα τοιχώματά του δεν απορροφούν θερμότητα μέσα από τα οποία ρέει το νερό. Με βάση τον βαθμό θέρμανσης μιας συγκεκριμένης μάζας νερού, υπολογίζεται η ποσότητα θερμότητας που καταναλώνει το σώμα.

16. Σε τι βασίζεται η αρχή της έμμεσης (έμμεσης) θερμιδομετρίας;

Υπολογίζοντας την ποσότητα ενέργειας που απελευθερώνεται σύμφωνα με τα δεδομένα ανταλλαγής αερίων (απορροφημένο O 2 και εκλυόμενο CO 2 ανά ημέρα).

17. Γιατί μπορεί να υπολογιστεί η ποσότητα της ενέργειας που απελευθερώνεται από το σώμα με βάση τις συναλλαγματικές ισοτιμίες αερίων;

Επειδή η ποσότητα του O 2 που καταναλώνεται από το σώμα και του CO 2 που απελευθερώνεται αντιστοιχεί ακριβώς στην ποσότητα των οξειδωμένων πρωτεϊνών, λιπών και υδατανθράκων, άρα και στην ενέργεια που καταναλώνει ο οργανισμός.

18. Ποιοι συντελεστές χρησιμοποιούνται για τον υπολογισμό της κατανάλωσης ενέργειας με έμμεση θερμιδομετρία;

Αναπνευστικός συντελεστής και θερμιδικό ισοδύναμο οξυγόνου.

19. Τι ονομάζεται αναπνευστικός συντελεστής;

Η αναλογία του όγκου του διοξειδίου του άνθρακα που απελευθερώνεται από το σώμα προς τον όγκο του οξυγόνου που καταναλώνεται την ίδια στιγμή.

20. Υπολογίστε τον αναπνευστικό συντελεστή (RC) εάν είναι γνωστό ότι ο εισπνεόμενος αέρας περιέχει 17% οξυγόνο και 4% διοξείδιο του άνθρακα.

Δεδομένου ότι ο ατμοσφαιρικός αέρας περιέχει 21% O 2, το ποσοστό του απορροφούμενου οξυγόνου είναι 21% - 17%, δηλαδή 4%. Το CO 2 στον εκπνεόμενο αέρα είναι επίσης 4%. Από εδώ

21. Από τι εξαρτάται ο αναπνευστικός συντελεστής;

22. Ποιος είναι ο αναπνευστικός συντελεστής κατά την οξείδωση στον οργανισμό στα τελικά προϊόντα πρωτεϊνών, λιπών και υδατανθράκων;

Κατά την οξείδωση πρωτεϊνών – 0,8, λιπών – 0,7, υδατανθράκων – 1,0.

23. Γιατί το αναπνευστικό πηλίκο είναι χαμηλότερο για τα λίπη και τις πρωτεΐνες από ότι για τους υδατάνθρακες;

Περισσότερο O2 καταναλώνεται για την οξείδωση πρωτεϊνών και λιπών, καθώς περιέχουν λιγότερο ενδομοριακό οξυγόνο από τους υδατάνθρακες.

24. Τι αξία έχει το αναπνευστικό πηλίκο ενός ατόμου στην αρχή της έντονης σωματικής εργασίας; Γιατί;

Στο ένα, γιατί η πηγή ενέργειας σε αυτή την περίπτωση είναι κυρίως οι υδατάνθρακες.

25. Γιατί ο αναπνευστικός συντελεστής ενός ατόμου είναι μεγαλύτερος από ένα στα πρώτα λεπτά μετά από έντονη και παρατεταμένη σωματική εργασία;

Επειδή απελευθερώνεται περισσότερο CO 2 από το O 2 που καταναλώνεται, καθώς το γαλακτικό οξύ που συσσωρεύεται στους μύες εισέρχεται στο αίμα και εκτοπίζει το CO 2 από τα διττανθρακικά άλατα.

26. Τι ονομάζεται θερμιδικό ισοδύναμο του οξυγόνου;

Η ποσότητα θερμότητας που απελευθερώνεται από το σώμα όταν καταναλώνει 1 λίτρο O 2.

27. Από τι εξαρτάται το θερμιδικό ισοδύναμο του οξυγόνου;

Από την αναλογία πρωτεϊνών, λιπών και υδατανθράκων που οξειδώνονται στον οργανισμό.

28. Ποιο είναι το θερμιδικό ισοδύναμο του οξυγόνου κατά την οξείδωση στον οργανισμό (στη διαδικασία της αφομοίωσης) πρωτεϊνών, λιπών και υδατανθράκων;

Για πρωτεΐνες – 4,48 kcal (18,8 kJ), για λίπη – 4,69 kcal (19,6 kJ), για υδατάνθρακες – 5,05 kcal (21,1 kJ).

29. Περιγράψτε συνοπτικά τη διαδικασία προσδιορισμού της κατανάλωσης ενέργειας με τη μέθοδο Douglas-Holden (πλήρης ανάλυση αερίων).

Μέσα σε λίγα λεπτά, το άτομο εισπνέει ατμοσφαιρικό αέρα και ο εκπνεόμενος αέρας συλλέγεται σε ειδικό σάκο, μετράται η ποσότητα του και πραγματοποιείται ανάλυση αερίου για τον προσδιορισμό του όγκου του οξυγόνου που καταναλώνεται και του CO 2 που απελευθερώνεται. Υπολογίζεται ο αναπνευστικός συντελεστής, με τη βοήθεια του οποίου βρίσκεται το αντίστοιχο θερμιδικό ισοδύναμο του O 2 από τον πίνακα, το οποίο στη συνέχεια πολλαπλασιάζεται με τον όγκο του O 2 που καταναλώνεται σε μια δεδομένη χρονική περίοδο.

30. Περιγράψτε συνοπτικά τη μέθοδο του M. N. Shaternikov για τον προσδιορισμό της ενεργειακής δαπάνης σε ζώα σε ένα πείραμα.

Το ζώο τοποθετείται σε θάλαμο στον οποίο παρέχεται οξυγόνο καθώς καταναλώνεται. Το CO 2 που απελευθερώνεται κατά την αναπνοή απορροφάται από τα αλκάλια. Η ενέργεια που απελευθερώνεται υπολογίζεται με βάση την ποσότητα του O2 που καταναλώνεται και το μέσο θερμιδικό ισοδύναμο του O2: 4,9 kcal (20,6 kJ).

31. Υπολογίστε την κατανάλωση ενέργειας σε 1 λεπτό εάν είναι γνωστό ότι το άτομο κατανάλωσε 300 ml O 2. Ο αναπνευστικός συντελεστής είναι 1,0.

DK = 1,0, αντιστοιχεί στο θερμιδικό ισοδύναμο οξυγόνου ίσο με 5,05 kcal (21,12 kJ). Επομένως, κατανάλωση ενέργειας ανά λεπτό = 5,05 kcal x 0,3 = 1,5 kcal (6,3 kJ).

32. Περιγράψτε συνοπτικά τη διαδικασία προσδιορισμού της κατανάλωσης ενέργειας με τη μέθοδο Krogh στον άνθρωπο (ελλιπής ανάλυση αερίων).

Το άτομο εισπνέει οξυγόνο από τον σάκο του μεταβολόμετρου, ο εκπνεόμενος αέρας επιστρέφει στον ίδιο σάκο, έχοντας προηγουμένως περάσει από έναν απορροφητή CO 2. Με βάση τις μετρήσεις του μεταβολόμετρου, η κατανάλωση Ο2 προσδιορίζεται και πολλαπλασιάζεται με το θερμιδικό ισοδύναμο του οξυγόνου 4,86 ​​kcal (20,36 kJ).

33. Να αναφέρετε τις κύριες διαφορές στον υπολογισμό της κατανάλωσης ενέργειας χρησιμοποιώντας τις μεθόδους Douglas-Holden και Krogh.

Η μέθοδος Douglas–Holden περιλαμβάνει τον υπολογισμό της κατανάλωσης ενέργειας με βάση δεδομένα από μια πλήρη ανάλυση αερίων. Μέθοδος Krogh - μόνο από τον όγκο του οξυγόνου που καταναλώνεται χρησιμοποιώντας το θερμιδικό ισοδύναμο οξυγόνου που είναι χαρακτηριστικό των βασικών μεταβολικών συνθηκών.

34. Τι ονομάζεται βασικός μεταβολισμός;

Ελάχιστη κατανάλωση ενέργειας που εξασφαλίζει ομοιόσταση υπό τυπικές συνθήκες: όταν είσαι ξύπνιος, με μέγιστη μυϊκή και συναισθηματική ανάπαυση, με άδειο στομάχι (12 - 16 ώρες χωρίς φαγητό), σε άνετη θερμοκρασία (18 - 20 C).

35. Γιατί προσδιορίζεται ο βασικός μεταβολισμός υπό τυπικές συνθήκες: μέγιστη μυϊκή και συναισθηματική ανάπαυση, με άδειο στομάχι, σε άνετη θερμοκρασία;

Επειδή η σωματική δραστηριότητα, το συναισθηματικό στρες, η πρόσληψη τροφής και οι αλλαγές στη θερμοκρασία περιβάλλοντος αυξάνουν την ένταση των μεταβολικών διεργασιών στο σώμα (κατανάλωση ενέργειας).

36. Ποιες διαδικασίες καταναλώνουν βασική μεταβολική ενέργεια στο σώμα;

Για τη διασφάλιση των ζωτικών λειτουργιών όλων των οργάνων και των ιστών του σώματος, την κυτταρική σύνθεση και τη διατήρηση της θερμοκρασίας του σώματος.

37. Ποιοι παράγοντες καθορίζουν την αξία του σωστού (μέσου) βασικού μεταβολικού ρυθμού ενός υγιούς ατόμου;

Φύλο, ηλικία, ύψος και μάζα σώματος (βάρος).

38. Ποιοι παράγοντες, εκτός από το φύλο, το βάρος, το ύψος και την ηλικία, καθορίζουν την αξία του πραγματικού (πραγματικού) βασικού μεταβολικού ρυθμού ενός υγιούς ατόμου;

Συνθήκες διαβίωσης στις οποίες είναι προσαρμοσμένο το σώμα: η μόνιμη διαμονή σε μια ψυχρή κλιματική ζώνη αυξάνει τον βασικό μεταβολισμό. μακροχρόνια χορτοφαγική διατροφή – μειώνει.

39. Καταγράψτε τους τρόπους για να προσδιορίσετε την ποσότητα του σωστού βασικού μεταβολισμού σε ένα άτομο. Ποια μέθοδος χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της αξίας του πραγματικού βασικού μεταβολικού ρυθμού ενός ατόμου στην πρακτική ιατρική;

Σύμφωνα με πίνακες, σύμφωνα με τύπους, σύμφωνα με νομογράμματα. Μέθοδος Krogh (ημιτελής ανάλυση αερίων).

40. Ποια είναι η αξία του βασικού μεταβολισμού σε άνδρες και γυναίκες ανά ημέρα, καθώς και ανά 1 κιλό σωματικού βάρους την ημέρα;

Για τους άνδρες, 1500 – 1700 kcal (6300 – 7140 kJ) ή 21 – 24 kcal (88 – 101 kJ)/kg/ημέρα. Οι γυναίκες έχουν περίπου 10% λιγότερη από αυτή την τιμή.

41. Ο βασικός μεταβολικός ρυθμός υπολογίζεται ανά 1 m 2 επιφάνειας σώματος και ανά 1 kg σωματικού βάρους ο ίδιος στα θερμόαιμα ζώα και στον άνθρωπο;

Όταν υπολογίζονται ανά 1 m 2 επιφάνειας σώματος σε θερμόαιμα ζώα διαφορετικών ειδών και ανθρώπων, οι δείκτες είναι περίπου ίσοι, όταν υπολογίζονται ανά 1 kg μάζας είναι πολύ διαφορετικοί.

42. Τι ονομάζεται ανταλλαγή εργασίας;

Ο συνδυασμός βασικού μεταβολισμού και πρόσθετης ενεργειακής δαπάνης που εξασφαλίζει τη λειτουργία του οργανισμού σε διάφορες συνθήκες.

43. Να αναφέρετε τους παράγοντες που αυξάνουν την κατανάλωση ενέργειας από τον οργανισμό. Τι ονομάζεται η συγκεκριμένη δυναμική επίδραση της τροφής;

Σωματικό και ψυχικό στρες, συναισθηματικό στρες, αλλαγές θερμοκρασίας και άλλες περιβαλλοντικές συνθήκες, συγκεκριμένες δυναμικές επιδράσεις των τροφίμων (αυξημένη κατανάλωση ενέργειας μετά το φαγητό).

44. Κατά πόσο αυξάνεται η κατανάλωση ενέργειας του σώματος μετά την κατανάλωση πρωτεϊνών και μικτών τροφών, λιπών και υδατανθράκων;

Μετά την κατανάλωση πρωτεϊνικών τροφών - κατά 20 - 30%, μικτά τρόφιμα - κατά 10 - 12%.

45. Πώς επηρεάζει η θερμοκρασία του περιβάλλοντος την ενεργειακή δαπάνη του σώματος;

Οι αλλαγές θερμοκρασίας στην περιοχή από 15 – 30 C δεν επηρεάζουν σημαντικά την κατανάλωση ενέργειας του σώματος. Σε θερμοκρασίες κάτω από 15 C και πάνω από 30 C, η κατανάλωση ενέργειας αυξάνεται.

46. ​​Πώς αλλάζει ο μεταβολισμός σε θερμοκρασίες περιβάλλοντος κάτω από 15; Τι σημασία έχει;

Αυξάνεται. Αυτό εμποδίζει το σώμα να κρυώσει.

47. Τι ονομάζεται η αποτελεσματικότητα του σώματος κατά τη μυϊκή εργασία;

Εκφρασμένος ως ποσοστό, ο λόγος της ενέργειας που ισοδυναμεί με χρήσιμο μηχανικό έργο προς τη συνολική ενέργεια που δαπανάται για την εκτέλεση αυτής της εργασίας.

48. Δώστε έναν τύπο για τον υπολογισμό του συντελεστή απόδοσης (αποτελεσματικότητα) σε ένα άτομο κατά τη διάρκεια της μυϊκής εργασίας, υποδείξτε τη μέση τιμή του, αποκρυπτογραφήστε τα στοιχεία του τύπου.

όπου A είναι ενέργεια που ισοδυναμεί με χρήσιμο έργο, C είναι η συνολική κατανάλωση ενέργειας, e είναι η κατανάλωση ενέργειας για την ίδια χρονική περίοδο σε κατάσταση ηρεμίας. Η απόδοση είναι 20%.

49. Ποια ζώα ονομάζονται ποικιλοθερμικά και ομοιοθερμικά;

Ποικιλόθερμα ζώα (ψυχρόαιμα) - με ασταθή θερμοκρασία σώματος, ανάλογα με τη θερμοκρασία περιβάλλοντος. ομοιοθερμικά (θερμόαιμα) - ζώα με σταθερή θερμοκρασία σώματος που δεν εξαρτάται από τη θερμοκρασία περιβάλλοντος.

50. Ποια είναι η σημασία της σταθερότητας της θερμοκρασίας του σώματος για το σώμα; Σε ποια όργανα συμβαίνει πιο εντατικά η διαδικασία σχηματισμού θερμότητας;

Παρέχει υψηλό επίπεδο ζωτικής δραστηριότητας σχετικά ανεξάρτητα από τη θερμοκρασία περιβάλλοντος. Σε μύες, πνεύμονες, συκώτι, νεφρά.

51. Να αναφέρετε τα είδη της θερμορύθμισης. Διατυπώστε την ουσία καθενός από αυτά.

Χημική θερμορύθμιση - ρύθμιση της θερμοκρασίας του σώματος με αλλαγή της έντασης παραγωγής θερμότητας. φυσική θερμορύθμιση - αλλάζοντας την ένταση της μεταφοράς θερμότητας.

52. Ποιες διαδικασίες παρέχουν μεταφορά θερμότητας;

Θερμική ακτινοβολία (ακτινοβολία), εξάτμιση θερμότητας, αγωγιμότητα θερμότητας, συναγωγή.

53. Πώς αλλάζει ο αυλός των αιμοφόρων αγγείων του δέρματος όταν μειώνεται και αυξάνεται η θερμοκρασία περιβάλλοντος; Ποια είναι η βιολογική σημασία αυτού του φαινομένου;

Όταν η θερμοκρασία πέφτει, τα αιμοφόρα αγγεία στο δέρμα στενεύουν. Καθώς η θερμοκρασία περιβάλλοντος αυξάνεται, τα αιμοφόρα αγγεία στο δέρμα διαστέλλονται. Το γεγονός είναι ότι η αλλαγή του πλάτους του αυλού των αιμοφόρων αγγείων, ρυθμίζοντας τη μεταφορά θερμότητας, βοηθά στη διατήρηση μιας σταθερής θερμοκρασίας του σώματος.

54. Πώς και γιατί αλλάζει η παραγωγή θερμότητας και η μεταφορά θερμότητας με την ισχυρή διέγερση του συμπαθοεπινεφριδικού συστήματος;

Η παραγωγή θερμότητας θα αυξηθεί λόγω της διέγερσης των οξειδωτικών διεργασιών και η μεταφορά θερμότητας θα μειωθεί ως αποτέλεσμα της στένωσης των αγγείων του δέρματος.

55. Να αναφέρετε τις περιοχές εντοπισμού των θερμοϋποδοχέων.

Δέρμα, δερματικά και υποδόρια αγγεία, εσωτερικά όργανα, κεντρικό νευρικό σύστημα.

56. Σε ποια μέρη και δομές του κεντρικού νευρικού συστήματος βρίσκονται οι θερμοϋποδοχείς;

Στον υποθάλαμο, δικτυωτός σχηματισμός του μεσεγκεφάλου, στον νωτιαίο μυελό.

57. Σε ποια σημεία του κεντρικού νευρικού συστήματος βρίσκονται τα κέντρα θερμορύθμισης; Ποια δομή του κεντρικού νευρικού συστήματος είναι το υψηλότερο κέντρο θερμορύθμισης;

Στον υποθάλαμο και τον νωτιαίο μυελό. Υποθάλαμος.

58. Ποιες αλλαγές θα συμβούν στον οργανισμό με μακροχρόνια απουσία λιπών και υδατανθράκων στη διατροφή, αλλά με βέλτιστη πρόσληψη πρωτεΐνης από τα τρόφιμα (80 - 100 g την ημέρα); Γιατί;

Θα υπάρξει υπερβολική κατανάλωση αζώτου από τον οργανισμό σε σχέση με την πρόσληψη και απώλεια βάρους, αφού το ενεργειακό κόστος θα καλύπτεται κυρίως από πρωτεΐνες και αποθέματα λίπους που δεν αναπληρώνονται.

59. Σε ποια ποσότητα και σε ποια αναλογία πρέπει να περιέχονται πρωτεΐνες, λίπη και υδατάνθρακες στη διατροφή ενός ενήλικα (μέση έκδοση);

Πρωτεΐνες - 90 g, λίπη - 110 g, υδατάνθρακες - 410 g Αναλογία 1: 1, 2: 4, 6.

60. Πώς αλλάζει η κατάσταση του σώματος με την υπερβολική πρόσληψη λίπους;

Η παχυσαρκία και η αθηροσκλήρωση αναπτύσσονται (πρόωρα). Η παχυσαρκία αποτελεί παράγοντα κινδύνου για την ανάπτυξη καρδιαγγειακών παθήσεων και των επιπλοκών τους (έμφραγμα του μυοκαρδίου, εγκεφαλικό κ.λπ.), και μειωμένο προσδόκιμο ζωής.

1. Ποια είναι η αναλογία των βασικών μεταβολικών τιμών στα παιδιά των πρώτων 3-4 ετών της ζωής, κατά την εφηβεία, σε ηλικία 18-20 ετών και σε ενήλικες (kcal/kg/ημέρα);

Μέχρι την ηλικία των 3-4 ετών, τα παιδιά έχουν περίπου 2 φορές περισσότερα, κατά την εφηβεία - 1,5 φορές περισσότερα από τους ενήλικες. Σε ηλικία 18-20 ετών αντιστοιχεί στον κανόνα των ενηλίκων.

2. Σχεδιάστε ένα γράφημα των αλλαγών στο βασικό μεταβολικό ρυθμό στα αγόρια με την ηλικία (στα κορίτσια, ο βασικός μεταβολικός ρυθμός είναι 5% χαμηλότερος).

3. Τι εξηγεί την υψηλή ένταση των οξειδωτικών διεργασιών σε ένα παιδί;

Υψηλότερο επίπεδο μεταβολισμού νεαρών ιστών, σχετικά μεγάλη επιφάνεια του σώματος και, φυσικά, μεγαλύτερη ενεργειακή δαπάνη για διατήρηση σταθερής θερμοκρασίας σώματος, αυξημένη έκκριση θυρεοειδικών ορμονών και νορεπινεφρίνης.

4. Πώς αλλάζει το ενεργειακό κόστος για την ανάπτυξη ανάλογα με την ηλικία του παιδιού: έως 3 μήνες ζωής, πριν από την έναρξη της εφηβείας, κατά την εφηβεία;

Αυξάνονται τους πρώτους 3 μήνες μετά τη γέννηση, μετά μειώνονται σταδιακά και αυξάνονται ξανά κατά την εφηβεία.

5. Σε τι συνίσταται η συνολική ενεργειακή δαπάνη ενός παιδιού 1 έτους και πώς κατανέμεται ως ποσοστό σε σύγκριση με έναν ενήλικα;

Σε ένα παιδί: το 70% πέφτει στον βασικό μεταβολισμό, το 20% στην κίνηση και τη διατήρηση του μυϊκού τόνου, το 10% στη συγκεκριμένη δυναμική επίδραση της τροφής. Σε ενήλικα: 50 – 40 – 10%, αντίστοιχα.

6. Οι ενήλικες ή τα παιδιά ηλικίας 3–5 ετών ξοδεύουν περισσότερη ενέργεια όταν εκτελούν μυϊκή εργασία για να επιτύχουν το ίδιο ευεργετικό αποτέλεσμα, πόσες φορές και γιατί;

Παιδιά, 3 με 5 φορές, αφού έχουν λιγότερο τέλειο συντονισμό, που οδηγεί σε υπερβολικές κινήσεις, με αποτέλεσμα σημαντικά λιγότερο χρήσιμη εργασία για τα παιδιά.

7. Πώς αλλάζει η ενεργειακή δαπάνη όταν ένα παιδί κλαίει, σε ποιο ποσοστό και ως αποτέλεσμα;

Αυξάνεται κατά 100–200% λόγω της αυξημένης παραγωγής θερμότητας ως αποτέλεσμα της συναισθηματικής διέγερσης και της αυξημένης μυϊκής δραστηριότητας.

8. Ποιο μέρος (σε ποσοστό) της ενεργειακής δαπάνης ενός βρέφους παρέχεται από πρωτεΐνες, λίπη και υδατάνθρακες; (συγκρίνετε με τον κανόνα των ενηλίκων).

Λόγω πρωτεϊνών - 10%, λόγω λιπών - 50%, λόγω υδατανθράκων - 40%. Σε ενήλικες – 20 – 30 – 50%, αντίστοιχα.

9. Γιατί τα παιδιά, ειδικά στη βρεφική ηλικία, υπερθερμαίνονται γρήγορα όταν αυξάνεται η θερμοκρασία του περιβάλλοντος; Τα παιδιά ανέχονται πιο εύκολα τις αυξήσεις ή τις μειώσεις της θερμοκρασίας περιβάλλοντος;

Επειδή τα παιδιά έχουν αυξημένη παραγωγή θερμότητας, ανεπαρκή εφίδρωση και, επομένως, εξάτμιση θερμότητας, ένα ανώριμο κέντρο θερμορύθμισης. Υποβιβασμός.

10. Ονομάστε την άμεση αιτία και εξηγήστε τον μηχανισμό της ταχείας ψύξης των παιδιών (ιδιαίτερα των βρεφών) όταν πέφτει η θερμοκρασία περιβάλλοντος.

Αυξημένη μεταφορά θερμότητας στα παιδιά λόγω σχετικά μεγάλης επιφάνειας σώματος, άφθονη παροχή αίματος στο δέρμα, ανεπαρκής θερμομόνωση (λεπτό δέρμα, έλλειψη υποδόριου λίπους) και ανωριμότητα του κέντρου θερμορύθμισης. ανεπαρκής αγγειοσυστολή.

11. Σε ποια ηλικία ένα παιδί αρχίζει να βιώνει καθημερινές διακυμάνσεις της θερμοκρασίας, σε τι διαφέρουν από αυτές των ενηλίκων και σε ποια ηλικία φθάνουν τα πρότυπα των ενηλίκων;

Στο τέλος του 1 μήνα ζωής. είναι ασήμαντες και φτάνουν τον κανόνα των ενηλίκων κατά πέντε χρόνια.

12. Ποια είναι η «ζώνη άνεσης» της θερμοκρασίας ενός παιδιού, σε ποια θερμοκρασία βρίσκεται, ποιος είναι αυτός ο δείκτης για τους ενήλικες;

Η εξωτερική θερμοκρασία στην οποία οι μεμονωμένες διακυμάνσεις της θερμοκρασίας του δέρματος ενός παιδιού είναι λιγότερο έντονες κυμαίνεται από 21 – 22 o C, σε έναν ενήλικα – 18 – 20 o C.

13. Ποιοι μηχανισμοί θερμορύθμισης είναι πιο έτοιμοι να λειτουργήσουν τη στιγμή της γέννησης; Κάτω από ποιες συνθήκες μπορούν να ενεργοποιηθούν οι μηχανισμοί της θερμογένεσης του τρόμου στα νεογνά;

Αυξημένη παραγωγή θερμότητας, κυρίως μη ανατριχιαστικής προέλευσης (υψηλός μεταβολισμός), εφίδρωση. Σε συνθήκες ακραίας έκθεσης στο κρύο.

14. Σε ποια αναλογία πρέπει να περιέχονται πρωτεΐνες, λίπη και υδατάνθρακες στη διατροφή παιδιών τριών και έξι μηνών, 1 έτους, άνω του ενός έτους και ενηλίκων;

Έως 3 μήνες – 1: 3: 6; σε 6 μήνες – 1: 2: 4. Σε ηλικία 1 έτους και άνω – 1: 1, 2: 4, 6, δηλαδή το ίδιο με τους ενήλικες.

15. Να αναφέρετε τα χαρακτηριστικά του μεταβολισμού των μεταλλικών αλάτων στα παιδιά. Με τι συνδέεται αυτό;

Υπάρχει κατακράτηση αλάτων στον οργανισμό, ιδιαίτερα αυξημένη ανάγκη για ασβέστιο, φώσφορο και σίδηρο, που σχετίζεται με την ανάπτυξη του οργανισμού.

11 Ανταλλαγή ενέργειας

Απαραίτητη προϋπόθεση για τη διατήρηση της ζωής είναι οι οργανισμοί να λαμβάνουν ενέργεια από το εξωτερικό περιβάλλον, και παρόλο που η κύρια πηγή ενέργειας για όλα τα έμβια όντα είναι ο Ήλιος, μόνο τα φυτά είναι ικανά να χρησιμοποιούν απευθείας την ακτινοβολία του. Μέσω της φωτοσύνθεσης, μετατρέπουν την ενέργεια του ηλιακού φωτός σε ενέργεια χημικών δεσμών. Τα ζώα και οι άνθρωποι παίρνουν την ενέργεια που χρειάζονται τρώγοντας φυτικές τροφές. (Για τα σαρκοφάγα και εν μέρει για τα παμφάγα, άλλα ζώα - φυτοφάγα - χρησιμεύουν ως πηγή ενέργειας.)

Τα ζώα μπορούν επίσης να λάβουν απευθείας ενέργεια από τις ακτίνες του ήλιου, για παράδειγμα, τα ποικιλοθερμικά ζώα διατηρούν τη θερμοκρασία του σώματός τους με αυτόν τον τρόπο. Ωστόσο, η θερμότητα (που λαμβάνεται από το εξωτερικό περιβάλλον και παράγεται στο ίδιο το σώμα) δεν μπορεί να μετατραπεί σε κανένα άλλο είδος ενέργειας. Οι ζωντανοί οργανισμοί, σε αντίθεση με τις τεχνικές συσκευές, είναι θεμελιωδώς ανίκανοι για αυτό. Μια μηχανή που χρησιμοποιεί την ενέργεια των χημικών δεσμών (για παράδειγμα, μια μηχανή εσωτερικής καύσης) τη μετατρέπει πρώτα σε θερμότητα και μόνο στη συνέχεια σε εργασία: τη χημική ενέργεια του καυσίμου → ζεστός → εργασία (διαστολή αερίου στον κύλινδρο και κίνηση του εμβόλου). Στους ζωντανούς οργανισμούς, μόνο αυτό το σχήμα είναι δυνατό: η χημική ενέργεια → Δουλειά.

Έτσι, η ενέργεια των χημικών δεσμών στα μόρια των ουσιών των τροφίμων είναι πρακτικά η μόνη πηγή ενέργειας για έναν ζωικό οργανισμό και η θερμική ενέργεια μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο από αυτόν για να διατηρήσει τη θερμοκρασία του σώματός του. Επιπλέον, η θερμότητα, λόγω της ταχείας διάχυσης στο περιβάλλον, δεν μπορεί να αποθηκευτεί στο σώμα για μεγάλο χρονικό διάστημα. Εάν εμφανιστεί υπερβολική θερμότητα στο σώμα, τότε για τα ομοιοθερμικά ζώα αυτό γίνεται σοβαρό πρόβλημα και μερικές φορές απειλεί ακόμη και τη ζωή τους (βλ. Ενότητα 11.3).

11.1. Πηγές ενέργειας και τρόποι μετασχηματισμού της στο σώμα

Ένας ζωντανός οργανισμός είναι ένα ανοιχτό ενεργειακό σύστημα: λαμβάνει ενέργεια από το περιβάλλον (σχεδόν αποκλειστικά με τη μορφή χημικών δεσμών), τη μετατρέπει σε θερμότητα ή εργασία και με αυτή τη μορφή την επιστρέφει στο περιβάλλον.

Τα συστατικά των θρεπτικών συστατικών που εισέρχονται στο αίμα από τη γαστρεντερική οδό (για παράδειγμα, γλυκόζη, λιπαρά οξέα ή αμινοξέα) δεν είναι από μόνα τους ικανά να μεταφέρουν απευθείας την ενέργεια των χημικών τους δεσμών στους καταναλωτές τους, για παράδειγμα, η αντλία καλίου-νάτριου ή οι μύες ακτίνη και μυοσίνη. Υπάρχει ένας παγκόσμιος ενδιάμεσος μεταξύ των «φορέων ενέργειας» των τροφίμων και των «καταναλωτών» ενέργειας - τριφωσφορική αδενοσίνη (ATP).Είναι αυτός άμεση πηγήενέργεια για οποιεσδήποτε διεργασίες στα έμβια όντα

σώμα. Το μόριο ATP είναι ένας συνδυασμός αδενίνης, ριβόζης και τριών φωσφορικών ομάδων (Εικ. 11.1).

Οι δεσμοί μεταξύ των όξινων υπολειμμάτων (φωσφορικά) περιέχουν σημαντική ποσότητα ενέργειας. Διασπώντας το τελικό φωσφορικό υπό τη δράση του ενζύμου ATPase, το ATP μετατρέπεται σε διφωσφορική αδενοσίνη (ADP). Αυτό απελευθερώνει 7,3 kcal/mol ενέργειας. Η ενέργεια των χημικών δεσμών στα μόρια των τροφίμων χρησιμοποιείται για την επανασύνθεση του ATP από το ADP. Ας εξετάσουμε αυτή τη διαδικασία χρησιμοποιώντας τη γλυκόζη ως παράδειγμα (Εικ. 11.2).

Το πρώτο στάδιο της χρήσης γλυκόζης είναι γλυκόλυσηΚατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, ένα μόριο γλυκόζης μετατρέπεται πρώτα σε πυροσταφυλικό οξύ (pyruvat),ενώ παρέχει ενέργεια για την επανασύνθεση του ATP. Το πυροσταφυλικό στη συνέχεια μετατρέπεται σε ακετυλο συνένζυμο Α -αρχικό προϊόν για το επόμενο στάδιο ανακύκλωσης - Κύκλος Krebs.Οι πολλαπλοί μετασχηματισμοί των ουσιών που αποτελούν την ουσία αυτού του κύκλου παρέχουν πρόσθετη ενέργεια για την επανασύνθεση του ATP και τελειώνουν με την απελευθέρωση ιόντων υδρογόνου. Το τρίτο στάδιο ξεκινά με τη μεταφορά αυτών των ιόντων στην αναπνευστική αλυσίδα - οξειδωτική φωσφορυλίωση,με αποτέλεσμα να σχηματίζεται και ΑΤΡ.

Συνολικά, και τα τρία στάδια της ανακύκλωσης (γλυκόλυση, κύκλος Krebs και οξειδωτική φωσφορυλίωση) αποτελούν τη διαδικασία αναπνοή των ιστών.Είναι θεμελιωδώς σημαντικό το πρώτο στάδιο (γλυκόλυση) να πραγματοποιείται χωρίς τη χρήση οξυγόνου (αναερόβια αναπνοή)και οδηγεί στο σχηματισμό μόνο δύο μορίων ATP. Τα δύο επόμενα στάδια (κύκλος Krebs και οξειδωτική φωσφορυλίωση) μπορούν να συμβούν μόνο σε περιβάλλον οξυγόνου (αερόβια αναπνοή).Η πλήρης χρήση ενός μορίου γλυκόζης έχει ως αποτέλεσμα την εμφάνιση 38 μορίων ATP.

Υπάρχουν οργανισμοί που όχι μόνο δεν χρειάζονται οξυγόνο, αλλά και πεθαίνουν σε περιβάλλον οξυγόνου (ή αέρα) - υποχρεωτικά αναερόβια.Αυτά, για παράδειγμα, περιλαμβάνουν βακτήρια που προκαλούν αέρια γάγγραινα (Clostridium perfringes), τέτανο (C. tetani), αλλαντίαση (C. botulinum) κ.λπ.

Στα ζώα, οι αναερόβιες διεργασίες είναι ένας βοηθητικός τύπος αναπνοής. Για παράδειγμα, με έντονες και συχνές μυϊκές συσπάσεις (ή με στατικές συσπάσεις), η παροχή οξυγόνου από το αίμα υστερεί σε σχέση με τις ανάγκες των μυϊκών κυττάρων. Αυτή τη στιγμή, ο σχηματισμός ATP συμβαίνει αναερόβια με τη συσσώρευση πυροσταφυλικού, το οποίο μετατρέπεται σε γαλακτικό οξύ (γαλακτικό).Μεγαλώνοντας χρέος οξυγόνου.Η διακοπή ή η αποδυνάμωση της μυϊκής εργασίας εξαλείφει την ασυμφωνία μεταξύ της ανάγκης του ιστού για οξυγόνο και των δυνατοτήτων παροχής του γαλακτικού άλατος μετατρέπεται σε πυροσταφυλικό, το τελευταίο είτε μέσω του σταδίου του ακετυλικού συνενζύμου Α οξειδώνεται στον κύκλο του Krebs σε διοξείδιο του άνθρακα. μέσω της γλυκονεογένεσης μετατρέπεται σε γλυκόζη.

Σύμφωνα με τον δεύτερο θερμοδυναμικό νόμο, οποιοσδήποτε μετασχηματισμός ενέργειας από τον έναν τύπο στον άλλο συμβαίνει με τον υποχρεωτικό σχηματισμό σημαντικής ποσότητας θερμότητας, η οποία στη συνέχεια διαχέεται στον περιβάλλοντα χώρο. Επομένως, η σύνθεση του ATP και η μεταφορά ενέργειας από το ATP στους πραγματικούς «καταναλωτές ενέργειας» συμβαίνει με την απώλεια περίπου του μισού από αυτό με τη μορφή θερμότητας. Απλοποιώντας, μπορούμε να αναπαραστήσουμε αυτές τις διαδικασίες ως εξής (Εικ. 11.3).

Περίπου η μισή από τη χημική ενέργεια που περιέχεται στα τρόφιμα μετατρέπεται αμέσως σε θερμότητα και διαχέεται στο διάστημα, η άλλη μισή πηγαίνει στο σχηματισμό του ATP. Με την επακόλουθη διάσπαση του ATP, το ήμισυ της εκλυόμενης ενέργειας μετατρέπεται και πάλι σε θερμότητα. Ως αποτέλεσμα, ένα ζώο και ένα άτομο δεν μπορούν να ξοδέψουν περισσότερο από το 1/4 της ενέργειας που καταναλώνεται με τη μορφή τροφής για να εκτελέσουν εξωτερική εργασία (για παράδειγμα, τρέξιμο ή μετακίνηση οποιωνδήποτε αντικειμένων στο διάστημα). Έτσι, η απόδοση ανώτερων ζώων και ανθρώπων (περίπου 25%) είναι αρκετές φορές υψηλότερη από, για παράδειγμα, την απόδοση μιας ατμομηχανής.

Όλες οι εσωτερικές εργασίες (εκτός από τις διαδικασίες ανάπτυξης και συσσώρευσης λίπους) μετατρέπονται γρήγορα σε θερμότητα. Παραδείγματα: (α) η ενέργεια που παράγεται από την καρδιά μετατρέπεται σε θερμότητα λόγω της αντίστασης των αιμοφόρων αγγείων στη ροή του αίματος. (β) το στομάχι κάνει το έργο της έκκρισης υδροχλωρικού οξέος, το πάγκρεας εκκρίνει διττανθρακικά ιόντα, στο λεπτό έντερο αυτές οι ουσίες αλληλεπιδρούν και η ενέργεια που αποθηκεύεται σε αυτά μετατρέπεται σε θερμότητα.

Τα αποτελέσματα της εξωτερικής (χρήσιμης) εργασίας που εκτελείται από ένα ζώο ή ένα άτομο μετατρέπονται επίσης τελικά σε θερμότητα: η κίνηση των σωμάτων στο διάστημα θερμαίνει τον αέρα, οι κατασκευές καταρρέουν, δίνοντας την ενέργεια που είναι ενσωματωμένη σε αυτά στη γη και τον αέρα με τη μορφή της θερμότητας. Οι αιγυπτιακές πυραμίδες είναι ένα σπάνιο παράδειγμα του πώς η ενέργεια της μυϊκής συστολής, που δαπανήθηκε σχεδόν πριν από 5.000 χρόνια, εξακολουθεί να περιμένει τον αναπόφευκτο μετασχηματισμό σε θερμότητα.

Εξίσωση ενεργειακού ισοζυγίου:

E = A + H + S,

Οπου E -η συνολική ποσότητα ενέργειας που λαμβάνει το σώμα από τα τρόφιμα. Α - εξωτερική (χρήσιμη) εργασία. Ν -μεταφορά θερμότητας? ΜΙΚΡΟ-αποθηκευμένη ενέργεια.

Οι απώλειες ενέργειας μέσω των ούρων, του σμήγματος και άλλων εκκρίσεων είναι εξαιρετικά μικρές και μπορούν να παραμεληθούν.

Ο αναπνευστικός συντελεστής είναι 18,10:24,70 = 0,73.[...]

Ο αναπνευστικός συντελεστής δεν παραμένει σταθερός κατά την κανονική ωρίμανση του καρπού. Στο προεμμηνοπαυσιακό στάδιο είναι περίπου 1 και καθώς ωριμάζει φτάνει σε τιμές 1,2... 1,5. Με αποκλίσεις ±0,25 από το ένα, δεν παρατηρούνται ακόμη μεταβολικές ανωμαλίες στους καρπούς και μόνο με μεγάλες αποκλίσεις μπορούν να θεωρηθούν φυσιολογικές διαταραχές. Η ένταση της αναπνοής μεμονωμένων στρωμάτων ιστού οποιουδήποτε εμβρύου δεν είναι η ίδια. Σύμφωνα με τη μεγαλύτερη δραστηριότητα των ενζύμων στο δέρμα, οι ρυθμοί αναπνοής είναι πολλές φορές μεγαλύτεροι σε αυτό από ό,τι στον παρεγχυματικό ιστό (Hulme and Rhodes, 1939). Με τη μείωση της περιεκτικότητας σε οξυγόνο και την αύξηση της συγκέντρωσης διοξειδίου του άνθρακα στα κύτταρα του παρεγχύματος, η ένταση της αναπνοής μειώνεται με την απόσταση από το δέρμα στον πυρήνα του καρπού.

Όργανο προσδιορισμού του αναπνευστικού συντελεστή, τσιμπιδάκια, λωρίδες διηθητικού χαρτιού, κλεψύδρα για 2 λεπτά, γυάλινα κύπελλα, πιπέτες, γυάλινες ράβδοι, κωνικές φιάλες των 250 ml[...]

Η συσκευή για τον προσδιορισμό του αναπνευστικού συντελεστή αποτελείται από ένα μεγάλο δοκιμαστικό σωλήνα με ελαστικό πώμα σφιχτά προσαρμοσμένο, μέσα στον οποίο έχει εισαχθεί ένας σωλήνας μέτρησης λυγισμένος σε ορθή γωνία με κλίμακα γραφικού χαρτιού[...]

Η κατανάλωση οξυγόνου και ο συντελεστής χρήσης του ήταν σταθεροί όταν το p02 μειώθηκε στο 60 και στο 20% του αρχικού (ανάλογα με τον ρυθμό ροής). Σε συγκεντρώσεις οξυγόνου ελαφρώς πάνω από το κρίσιμο επίπεδο, ο μέγιστος όγκος αερισμού διατηρήθηκε για μεγάλο χρονικό διάστημα (για αρκετές ώρες). Ο όγκος αερισμού αυξήθηκε κατά 5,5 φορές, αλλά σε αντίθεση με τον κυπρίνο, μειώθηκε ξεκινώντας από το 22% του επιπέδου κορεσμού του νερού με οξυγόνο. Οι συγγραφείς πιστεύουν ότι η μείωση του όγκου αερισμού στα ψάρια υπό ακραία υποξία είναι συνέπεια της έλλειψης οξυγόνου των αναπνευστικών μυών. Η αναλογία αναπνευστικού και καρδιακού ρυθμού ήταν 1,4 κανονικά και 4,2 με ανεπάρκεια οξυγόνου.

Εισαγωγικές εξηγήσεις. Πλεονεκτήματα της μεθόδου: υψηλή ευαισθησία, η οποία σας επιτρέπει να εργάζεστε με μικρά δείγματα πειραματικού υλικού. την ικανότητα να παρατηρείτε τη δυναμική της ανταλλαγής αερίων και ταυτόχρονα να λαμβάνετε υπόψη την ανταλλαγή αερίων 02 και C02, η οποία σας επιτρέπει να ορίσετε τον αναπνευστικό συντελεστή.[...]

Ως εκ τούτου, η τιμή του pH στο oxyteik μειώνεται σχεδόν στο 6,0, ενώ στη δεξαμενή αερισμού pH>7D, η κατανάλωση ενέργειας για τη δεξαμενή οξυγόνου, συμπεριλαμβανομένης της ισχύος του εξοπλισμού παραγωγής οξυγόνου είναι 1,3 m3/ (hp-h). και αεριστήρα ισχύος (Εικ. 26.9), θα πρέπει να είναι μικρότερη από την ισχύ του αεριστή για τη δεξαμενή αερισμού. Αυτό εξηγείται από την υψηλή συγκέντρωση οξυγόνου (πάνω από 60%) σε όλα τα στάδια της δεξαμενής οξυγόνου.[...]

Δυναμική απελευθέρωσης διοξειδίου του άνθρακα (С?СО2), απορρόφηση οξυγόνου ([...]

Τα θαλάσσια και τα ψάρια του γλυκού νερού σε αυτές τις πειραματικές συνθήκες είχαν περίπου τον ίδιο αναπνευστικό συντελεστή (RQ). Το μειονέκτημα αυτών των δεδομένων είναι ότι ο συγγραφέας πήρε ένα χρυσόψαρο για σύγκριση, το οποίο γενικά καταναλώνει λίγο οξυγόνο και δύσκολα μπορεί να χρησιμεύσει ως πρότυπο σύγκρισης.[...]

Όσον αφορά την ανταλλαγή αερίων των εντόμων σε χειμερία νάρκη, πρέπει να ειπωθεί ότι μειώνεται και ο αναπνευστικός συντελεστής1. Για παράδειγμα, ο Dreyer (1932) βρήκε ότι στην ενεργή κατάσταση του μυρμηγκιού Formica ulkei Emery ο αναπνευστικός συντελεστής ήταν 0,874. όταν τα μυρμήγκια έγιναν ανενεργά πριν από τη χειμερία νάρκη, ο αναπνευστικός συντελεστής μειώθηκε στο 0,782 και κατά την περίοδο αδρανοποίησης η μείωση έφτασε στο 0,509-0,504. Ο κάνθαρος της πατάτας του Κολοράντο Leptinotarsa ​​​​decemlineata Say. κατά την περίοδο του χειμώνα, ο αναπνευστικός συντελεστής μειώνεται σε 0,492-0,596, ενώ το καλοκαίρι είναι 0,819-0,822 (Ushatinskaya, 1957). Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι στην ενεργό κατάσταση τα έντομα ζουν κυρίως με πρωτεϊνούχες και υδατάνθρακες τροφές, ενώ στη χειμερία νάρκη καταναλώνεται κυρίως λίπος που απαιτεί λιγότερο οξυγόνο για την οξείδωση.

Σε σφραγισμένα δοχεία σχεδιασμένα για πίεση στο GP RK. d = 1962 Pa (στήλη νερού 200 mm), με υψηλούς ρυθμούς ανανέωσης, η διάρκεια του χρόνου αδράνειας για τη δεξαμενή με το «νεκρό» υπόλειμμα πριν αρχίσει το γέμισμα μπορεί να είναι τόσο σύντομη ώστε η βαλβίδα αναπνοής να μην έχει χρόνο να ανοίξει για «εκπνοή ". Τότε δεν υπάρχουν απώλειες από «αντίστροφη εκπνοή».[...]

Για την κατανόηση των βιοχημικών διεργασιών που συμβαίνουν στο σώμα, η τιμή του αναπνευστικού συντελεστή έχει μεγάλη σημασία. Ο αναπνευστικός συντελεστής (RC) είναι η αναλογία του εκπνεόμενου ανθρακικού οξέος προς το καταναλωθέν οξυγόνο.[...]

Για να κρίνουν την επίδραση της θερμοκρασίας σε οποιαδήποτε διαδικασία, συνήθως λειτουργούν με βάση την τιμή του συντελεστή θερμοκρασίας. Ο συντελεστής θερμοκρασίας (t>ω) της διαδικασίας αναπνοής εξαρτάται από τον τύπο του φυτού και από τις διαβαθμίσεις της θερμοκρασίας. Έτσι, με αύξηση της θερμοκρασίας από 5 έως 15 ° C, το 0 ω μπορεί να αυξηθεί στους 3, ενώ μια αύξηση της θερμοκρασίας από 30 σε 40 ° C αυξάνει την ένταση της αναπνοής λιγότερο σημαντικά (ω περίπου 1,5). Η φάση της ανάπτυξης των φυτών έχει μεγάλη σημασία. Σύμφωνα με τον B., A. Rubin, σε κάθε φάση ανάπτυξης του φυτού, οι πιο ευνοϊκές θερμοκρασίες για τη διαδικασία της αναπνοής είναι αυτές στο πλαίσιο των οποίων συνήθως λαμβάνει χώρα αυτή η φάση η ανάπτυξή τους οφείλεται στο γεγονός ότι κατά τη διαδικασία της οντογένεσης αλλάζουν οδούς αναπνευστικής ανταλλαγής. Εν τω μεταξύ, διαφορετικές θερμοκρασίες είναι πιο ευνοϊκές για διαφορετικά συστήματα ενζύμων. Από αυτή την άποψη, είναι ενδιαφέρον ότι σε μεταγενέστερες φάσεις ανάπτυξης των φυτών, παρατηρούνται περιπτώσεις όπου οι αφυδρογονάσες φλαβίνης δρουν ως τελικές οξειδάσες, μεταφέροντας το υδρογόνο απευθείας στο οξυγόνο του αέρα.[...]

Όλα τα ψάρια που μελετήθηκαν σε αιχμαλωσία καταναλώνουν λιγότερο οξυγόνο από ότι σε φυσικές συνθήκες. Μια ελαφρά αύξηση του αναπνευστικού συντελεστή στα ψάρια που διατηρούνται σε ενυδρεία υποδηλώνει μια αλλαγή στην ποιοτική πλευρά του μεταβολισμού προς μεγαλύτερη συμμετοχή υδατανθράκων και πρωτεϊνών σε αυτόν. Ο συγγραφέας το εξηγεί από το χειρότερο καθεστώς οξυγόνου του ενυδρείου σε σύγκριση με τις φυσικές συνθήκες. Επιπλέον, τα ψάρια στο ενυδρείο είναι ανενεργά.[...]

Για τη μείωση της εκπομπής ατμών επιβλαβών ουσιών, χρησιμοποιούνται επίσης δίσκοι ανακλαστήρα, εγκατεστημένοι κάτω από τον σωλήνα στερέωσης της αναπνευστικής βαλβίδας. Με υψηλό ποσοστό ανακύκλωσης ατμοσφαιρικών δεξαμενών, η απόδοση των δίσκων ανακλαστήρων μπορεί να φτάσει το 20-30%.[...]

Ο επανακορεσμός του θαλάμου αερίου μπορεί να συμβεί μετά την πλήρωση εάν ο χώρος αερίου δεν ήταν πλήρως κορεσμένος με ατμούς. Σε αυτή την περίπτωση, η βαλβίδα αναπνοής δεν κλείνει μετά την πλήρωση του δοχείου και ξεκινά αμέσως πρόσθετη εκπνοή. Αυτό το φαινόμενο εμφανίζεται σε δεξαμενές που έχουν υψηλό λόγο ανακύκλωσης ή είναι μερικώς γεμάτες, όχι στο μέγιστο ύψος πλήρωσης, καθώς και σε δεξαμενές με αργές διαδικασίες κορεσμού του υδραυλικού υγρού (δεξαμενές με πλωτήρες και εσοχές). Ο κορεσμός του GP είναι ιδιαίτερα χαρακτηριστικός για τις δεξαμενές που γεμίζουν για πρώτη φορά μετά τον καθαρισμό και τον αερισμό. Αυτός ο τύπος απώλειας ονομάζεται μερικές φορές απώλειες από κορεσμό ή υπερκορεσμό του GP.[...]

Για γνωστά u0 Acjcs μπορούν επίσης να προσδιοριστούν από γραφήματα παρόμοια με αυτά που φαίνονται στο Σχ. 14. Οι μέθοδοι υπολογισμού των απωλειών παρέχουν παρόμοια γραφήματα για τυπικές δεξαμενές RVS, διάφορους τύπους αναπνευστικών βαλβίδων και τις ποσότητες τους. Η τιμή Ac/cs σημαίνει την αύξηση της συγκέντρωσης στο βενζινάδικο κατά τη διάρκεια του συνολικού χρόνου διακοπής λειτουργίας (tp) και πλήρωσης του ρεζερβουάρ (te), δηλαδή t = t„ + t3. προσδιορίζεται περίπου από τα γραφήματα (βλ. Εικ. 3). Όταν χρησιμοποιείτε τον τύπο (!9), είναι απαραίτητο να έχετε κατά νου ότι με πλήρη κορεσμό του GP ccp/cs = 1 και ότι ο χρόνος για τον πλήρη κορεσμό του GP των επίγειων δεξαμενών περιορίζεται σε 2-4 ημέρες ( ανάλογα με τις καιρικές συνθήκες και άλλες συνθήκες), και το γράφημα στο " Εικ. 3 είναι κατά προσέγγιση. Επομένως, έχοντας λάβει τις τιμές ccp/cs>l από τον τύπο (19), που σημαίνει την έναρξη πλήρους κορεσμού της παροχής αερίου πριν στο τέλος του χρόνου διακοπής λειτουργίας ή στο τέλος της πλήρωσης της δεξαμενής, είναι απαραίτητο να αντικαταστήσετε ccp/cs = 1.[ .

Ας αξιολογήσουμε τις ποσοτικές σχέσεις μεταξύ αυτών των δύο ροών αερίου. Πρώτον, η αναλογία του όγκου του διοξειδίου του άνθρακα που απελευθερώνεται προς τον όγκο του οξυγόνου που καταναλώνεται (αναπνευστικός συντελεστής) για τα περισσότερα λύματα και την ενεργοποιημένη ιλύ είναι μικρότερη από ένα. Δεύτερον, οι ογκομετρικοί συντελεστές μεταφοράς μάζας για το οξυγόνο και το διοξείδιο του άνθρακα είναι κοντά ο ένας στον άλλο. Τρίτον, η σταθερά ισορροπίας φάσης του διοξειδίου του άνθρακα είναι σχεδόν 30 φορές μικρότερη από αυτή του οξυγόνου. Τέταρτον, το διοξείδιο του άνθρακα δεν υπάρχει μόνο στο μείγμα της λάσπης σε διαλυμένη κατάσταση, αλλά εισέρχεται επίσης σε χημική αλληλεπίδραση με το νερό.[...]

Όταν συγκρίνουμε και τους δύο τύπους αναπνοής, η άνιση αναλογία απορρόφησης οξυγόνου προς απελευθέρωση διοξειδίου του άνθρακα είναι εντυπωσιακή. Η αναλογία CO2/O2 ορίζεται ως ο αναπνευστικός συντελεστής KO.[...]

Εάν κατά την αναπνοή οξειδωθούν οργανικές ουσίες με σχετικά υψηλότερη περιεκτικότητα σε οξυγόνο από ό,τι στους υδατάνθρακες, για παράδειγμα οργανικά οξέα - οξαλικό, τρυγικό και τα άλατά τους, τότε ο αναπνευστικός συντελεστής θα είναι σημαντικά μεγαλύτερος από 1. Θα είναι επίσης μεγαλύτερος από 1 στην περίπτωση όταν μέρος του οξυγόνου, που χρησιμοποιείται για μικροβιακή αναπνοή, λαμβάνεται από υδατάνθρακες. ή κατά την αναπνοή εκείνων των ζυμών στις οποίες η αλκοολική ζύμωση συμβαίνει ταυτόχρονα με την αερόβια αναπνοή. Εάν, μαζί με την αερόβια αναπνοή, προκύψουν άλλες διεργασίες στις οποίες χρησιμοποιείται επιπλέον οξυγόνο, τότε ο αναπνευστικός συντελεστής θα είναι μικρότερος από 1. Θα είναι επίσης μικρότερος από 1 όταν ουσίες με σχετικά χαμηλή περιεκτικότητα σε οξυγόνο, όπως πρωτεΐνες, υδρογονάνθρακες κ.λπ. ., οξειδώνονται κατά τη διαδικασία της αναπνοής, κατά συνέπεια, γνωρίζοντας την τιμή του αναπνευστικού συντελεστή, μπορείτε να προσδιορίσετε ποιες ουσίες οξειδώνονται κατά την αναπνοή.

Ο πιο γενικός δείκτης του ρυθμού οξείδωσης είναι ο ρυθμός αναπνοής, ο οποίος μπορεί να κριθεί από την απορρόφηση οξυγόνου, την απελευθέρωση διοξειδίου του άνθρακα και την οξείδωση της οργανικής ύλης. Άλλοι δείκτες του αναπνευστικού μεταβολισμού: η τιμή του αναπνευστικού συντελεστή, η αναλογία των οδών γλυκολυτικής και φωσφορικής πεντόζης της διάσπασης του σακχάρου, η δραστηριότητα των οξειδοαναγωγικών ενζύμων. Η ενεργειακή απόδοση της αναπνοής μπορεί να κριθεί από την ένταση της οξειδωτικής φωσφορυλίωσης των μιτοχονδρίων.[...]

Οι τάσεις που εμφανίζονται για τα μήλα Cox Orange σχετικά με την επίδραση των συγκεντρώσεων οξυγόνου και διοξειδίου του άνθρακα στον αέρα του θαλάμου ισχύουν για όλες τις άλλες ποικιλίες μήλων, εκτός από τις περιπτώσεις όπου ο αναπνευστικός συντελεστής αυξάνεται εντονότερα με τη μείωση της θερμοκρασίας.

Η τιμή του DC εξαρτάται από άλλους λόγους. Σε ορισμένους ιστούς, λόγω της δύσκολης πρόσβασης του οξυγόνου, μαζί με την αερόβια αναπνοή, εμφανίζεται και αναερόβια αναπνοή, η οποία δεν συνοδεύεται από απορρόφηση οξυγόνου, η οποία οδηγεί σε αύξηση της τιμής DC. Η τιμή του συντελεστή καθορίζεται επίσης από την πληρότητα της οξείδωσης του αναπνευστικού υποστρώματος. Εάν, εκτός από τα τελικά προϊόντα, συσσωρευτούν λιγότερες οξειδωμένες ενώσεις (οργανικά οξέα) στους ιστούς, τότε το DC[...]

Ποσοτικοί προσδιορισμοί της εξάρτησης της ανταλλαγής αερίων στα ψάρια από τη θερμοκρασία έχουν πραγματοποιηθεί από πολλούς ερευνητές. Στις περισσότερες περιπτώσεις, η μελέτη αυτού του ζητήματος περιοριζόταν κυρίως στην ποσοτική πλευρά της αναπνοής - το μέγεθος του αναπνευστικού ρυθμού, την ποσότητα της κατανάλωσης οξυγόνου και στη συνέχεια τον υπολογισμό των συντελεστών θερμοκρασίας σε διαφορετικές θερμοκρασίες.[...]

Για να μειωθούν οι απώλειες λόγω της εξάτμισης και της ατμοσφαιρικής ρύπανσης, οι δεξαμενές βενζίνης είναι εξοπλισμένες με σωληνώσεις αερίου που συνδέουν τους χώρους αέρα των δεξαμενών στις οποίες αποθηκεύονται προϊόντα της ίδιας μάρκας και έχει τοποθετηθεί μια κοινή βαλβίδα αναπνοής. Η «μεγάλη και μικρή αναπνοή» που περιγράφηκε παραπάνω, ο αερισμός του χώρου αερίου, προκαλούν επίσης ατμοσφαιρική ρύπανση κατά την αποθήκευση πετρελαιοειδών σε γεωργικές εγκαταστάσεις, αφού με αναλογία κύκλου εργασιών δεξαμενής 4-6, ο λόγος κύκλου εργασιών αποθέματος καυσίμου είναι 10- 20, που σημαίνει μείωση της αναλογίας χρήσης δεξαμενών 0,4-0,6. Προκειμένου να αποφευχθεί η ατμοσφαιρική ρύπανση, οι αποθήκες πετρελαίου είναι εξοπλισμένες με συσκευές καθαρισμού και παγίδες βενζίνης-πετρελαίου.[...]

Τα δεδομένα που έχουν ληφθεί μέχρι σήμερα δείχνουν ότι οι ακραίες θερμοκρασίες προκαλούν αναστολή του φυσιολογικού συστήματος, ιδίως της μεταφοράς αερίων στα ψάρια. Ταυτόχρονα αναπτύσσεται βραδυκαρδία, αυξάνεται η αρρυθμία, μειώνεται η κατανάλωση οξυγόνου και ο ρυθμός αξιοποίησής του. Μετά από αυτές τις αλλαγές στη λειτουργία της καρδιοαναπνευστικής συσκευής, σταδιακά σταματά ο αερισμός των βραγχίων και, τέλος, παύει να λειτουργεί το μυοκάρδιο. Προφανώς, η ανοξία των αναπνευστικών μυών και η γενική έλλειψη οξυγόνου είναι ένας από τους λόγους θανάτου των ψαριών λόγω υπερθέρμανσης. Η αύξηση της θερμοκρασίας οδηγεί σε επιτάχυνση της χρήσης του οξυγόνου και, κατά συνέπεια, σε πτώση της τάσης του στη ραχιαία αορτή, η οποία, με τη σειρά της, χρησιμεύει ως σήμα για αυξημένο αερισμό των βραγχίων.[...]

Πριν χρησιμοποιήσετε το μοντέλο, θα πρέπει να ελεγχθούν οι κινητικές του παράμετροι. Η επικύρωση ενός μοντέλου συστήματος καθαρού οξυγόνου για την επεξεργασία οικιακών και βιομηχανικών λυμάτων έχει γίνει από τους Muller et al. Πρόσθετη επαλήθευση των χημικών αλληλεπιδράσεων έγινε πολύ πρόσφατα στη μελέτη των λυμάτων από ένα εργοστάσιο χαρτοπολτού (Εικ. 26.6), ο αναπνευστικός συντελεστής θεωρήθηκε ότι ήταν 0,90 , και παρατηρήθηκε χαμηλότερη απαίτηση για την ανάπτυξη μικροοργανισμών από ό,τι παραδοσιακά παρατηρήθηκε στα βιολογικά συστήματα [...]

Για να λυθεί το ζήτημα της ουσίας της επίδρασης της θερμοκρασίας στο μεταβολισμό των ψαριών, είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε όχι μόνο τον βαθμό αύξησης ή μείωσης του μεταβολισμού με την αλλαγή της θερμοκρασίας, αλλά και τις ποιοτικές αλλαγές στους μεμονωμένους δεσμούς που αποτελούν ο μεταβολισμός. Η ποιοτική πλευρά του μεταβολισμού μπορεί σε κάποιο βαθμό να χαρακτηριστεί από συντελεστές όπως το αναπνευστικό και η αμμωνία (η αναλογία της απελευθερούμενης αμμωνίας ως τελικού προϊόντος του μεταβολισμού του αζώτου προς το καταναλωθέν οξυγόνο) (Εικ. 89).[...]

Από την παραπάνω εξίσωση (4) προκύπτει ότι ο λόγος των σταθερών για το 02 και το CO2 είναι ίσος με 1,15, δηλαδή, η χρήση της τεχνικής μέτρησης ισοζυγίου CO2 φαίνεται να επιτρέπει την πραγματοποίηση παρατηρήσεων σε ελαφρώς υψηλότερες τιμές 2 και αντίστοιχα υψηλότερες ταχύτητες ροής. Αλλά αυτό το προφανές πλεονέκτημα εξαφανίζεται αν υποθέσουμε ότι ο αναπνευστικός συντελεστής είναι μικρότερος από 1. Επιπλέον, όπως έδειξε ο Talling 32], η ακρίβεια του προσδιορισμού του CO2 στα φυσικά νερά δεν μπορεί να είναι καλύτερη από ± 1 μmol/l (0,044 mg/l). και οξυγόνο - ±0,3 μmol/l (0,01 mg/l). Κατά συνέπεια, ακόμη και αν πάρουμε τον αναπνευστικό συντελεστή ίσο με 1, η ακρίβεια της μεθόδου ισορροπίας, με βάση τη συνεκτίμηση του ισοζυγίου οξυγόνου, αποδεικνύεται τουλάχιστον τρεις φορές υψηλότερη από ό,τι κατά τον προσδιορισμό του διοξειδίου του άνθρακα[...]

Στις μελέτες μας χρησιμοποιήθηκε η μορφοφυσιολογική μέθοδος με κάποιες προσθήκες. Αυτό κατέστησε δυνατό τον προσδιορισμό με επαρκή ακρίβεια (±3,5%) της ποσότητας του απορροφούμενου οξυγόνου, του απελευθερωμένου διοξειδίου του άνθρακα και του αναπνευστικού συντελεστή (RQ) σε ολόκληρα σπορόφυτα ηλικίας 10-12 ημερών και φύλλα φυτών από πειράματα αγρού. Η αρχή αυτής της τεχνικής είναι ότι τα φυτά που τοποθετούνται σε ένα κλειστό δοχείο (ειδικά σχεδιασμένη πιπέτα αερίου) με ατμοσφαιρικό αέρα αλλάζουν τη σύνθεση του αέρα ως αποτέλεσμα της αναπνοής. Έτσι, γνωρίζοντας τον όγκο του δοχείου και προσδιορίζοντας την ποσοστιαία σύνθεση του αέρα στην αρχή και στο τέλος του πειράματος, δεν είναι δύσκολο να υπολογιστεί η ποσότητα του CO2 που απορροφάται και εκλύεται από τα φυτά.

Τα διάφορα όργανα και οι ιστοί των φυτών διαφέρουν σε μεγάλο βαθμό ως προς τις συνθήκες τροφοδοσίας τους με οξυγόνο. Σε ένα φύλλο, το οξυγόνο ρέει ελεύθερα σχεδόν σε κάθε κύτταρο. Τα ζουμερά φρούτα, οι ρίζες, οι κόνδυλοι αερίζονται πολύ άσχημα. είναι ελάχιστα διαπερατά στα αέρια, όχι μόνο στο οξυγόνο, αλλά και στο διοξείδιο του άνθρακα. Φυσικά, σε αυτά τα όργανα η διαδικασία της αναπνοής μετατοπίζεται στην αναερόβια πλευρά και ο αναπνευστικός συντελεστής αυξάνεται. Στους μερισματικούς ιστούς παρατηρείται αύξηση του αναπνευστικού συντελεστή και μετατόπιση της διαδικασίας αναπνοής προς την αναερόβια πλευρά. Έτσι, διαφορετικά όργανα χαρακτηρίζονται όχι μόνο από διαφορετική ένταση, αλλά και από άνιση ποιότητα της αναπνευστικής διαδικασίας[...]

Το ζήτημα των ουσιών που χρησιμοποιούνται στη διαδικασία της αναπνοής είναι από καιρό ένα ζήτημα για τους φυσιολόγους. Ακόμη και στα έργα του I.P Borodin, φάνηκε ότι η ένταση της διαδικασίας αναπνοής είναι ευθέως ανάλογη με την περιεκτικότητα σε υδατάνθρακες στους φυτικούς ιστούς. Αυτό έδωσε λόγο να υποθέσουμε ότι οι υδατάνθρακες είναι η κύρια ουσία που καταναλώνεται κατά την αναπνοή. Για την αποσαφήνιση αυτού του ζητήματος, ο προσδιορισμός του αναπνευστικού συντελεστή έχει μεγάλη σημασία. Ο αναπνευστικός συντελεστής είναι η ογκομετρική ή μοριακή αναλογία του CO2 που απελευθερώνεται κατά την αναπνοή προς το CO2 που απορροφάται κατά την ίδια χρονική περίοδο, με κανονική πρόσβαση στο οξυγόνο, η τιμή του αναπνευστικού συντελεστή εξαρτάται από το υπόστρωμα της αναπνοής. Εάν χρησιμοποιούνται υδατάνθρακες στη διαδικασία της αναπνοής, τότε η διαδικασία προχωρά σύμφωνα με την εξίσωση CeH) 2O5 + 6O2 = 6CO2 + 6H2O, στην περίπτωση αυτή ο αναπνευστικός συντελεστής είναι ίσος με 1. Ωστόσο, εάν περισσότερες οξειδωμένες ενώσεις, όπως τα οργανικά οξέα, υποστούν αποσύνθεση κατά την αναπνοή, η απορρόφηση οξυγόνου μειώνεται και ο αναπνευστικός συντελεστής γίνεται μεγαλύτερος από τη μονάδα. Όταν περισσότερες ανηγμένες ενώσεις, όπως λίπη ή πρωτεΐνες, οξειδώνονται κατά την αναπνοή, απαιτείται περισσότερο οξυγόνο και ο αναπνευστικός συντελεστής γίνεται μικρότερος από τη μονάδα.[...]

Έτσι, η απλούστερη διαδικασία αερόβιας αναπνοής παρουσιάζεται στην παρακάτω μορφή. Το μοριακό οξυγόνο που καταναλώνεται κατά την αναπνοή χρησιμοποιείται κυρίως για τη σύνδεση του υδρογόνου που παράγεται κατά την οξείδωση του υποστρώματος. Το υδρογόνο από το υπόστρωμα μεταφέρεται στο οξυγόνο μέσω μιας σειράς ενδιάμεσων αντιδράσεων που συμβαίνουν διαδοχικά με τη συμμετοχή ενζύμων και φορέων. Ο λεγόμενος αναπνευστικός συντελεστής δίνει μια ορισμένη ιδέα για τη φύση της διαδικασίας αναπνοής. Αυτό νοείται ως η αναλογία του όγκου του διοξειδίου του άνθρακα που απελευθερώνεται προς τον όγκο του οξυγόνου που απορροφάται κατά την αναπνοή (C02:02).[...]

Η αποτελεσματικότητα της καρδιοαναπνευστικής συσκευής των ψαριών, οι εφεδρικές δυνατότητές της και η αστάθεια των παραμέτρων συχνότητας και πλάτους εξαρτώνται από το είδος και τα οικολογικά χαρακτηριστικά των ψαριών. Όταν η θερμοκρασία αυξήθηκε κατά το ίδιο ποσό (από 5 σε 20°C), ο αναπνευστικός ρυθμός της τούρνας αυξήθηκε από 25 σε 50 ανά λεπτό, για τούρνα από 46 σε 75 και για την ιδέα από 63 σε 112 ανά λεπτό. Η κατανάλωση οξυγόνου αυξάνεται παράλληλα με την αύξηση της συχνότητας, αλλά όχι του βάθους της αναπνοής. Ο μεγαλύτερος αριθμός αναπνευστικών κινήσεων για την άντληση μοναδιαίου όγκου νερού παράγεται από την κινητή ιδέα και ο λιγότερος από την λιγότερο ενεργή οξυφιλική πέρκα, η οποία συσχετίζεται θετικά με την ένταση της ανταλλαγής αερίων στα είδη που μελετήθηκαν. Σύμφωνα με τους συγγραφείς, η αναλογία του μέγιστου όγκου αερισμού και του αντίστοιχου συντελεστή χρήσης οξυγόνου καθορίζει τις μέγιστες ενεργειακές δυνατότητες του σώματος. Σε κατάσταση ηρεμίας, η υψηλότερη ένταση ανταλλαγής αερίων και ο όγκος αερισμού ήταν στην οξυφιλική πέρκα λούτσων και υπό λειτουργικό φορτίο (κινητική δραστηριότητα, υποξία) - στην ιδέα. Σε χαμηλές θερμοκρασίες, η αύξηση του όγκου αερισμού σε απόκριση στην υποξία ήταν μεγαλύτερη από ό,τι σε υψηλές θερμοκρασίες, συγκεκριμένα: 20 φορές στους 5°C και 8 φορές στους 20°C. Στον Orthologus thioglossy, υπό υποξία (40% κορεσμός), ο όγκος του νερού που αντλείται από τα βράγχια αλλάζει σε μικρότερο βαθμό: στους 12°C αυξάνεται 5 φορές και στους 28°C - 4,3 φορές.[...]

Οι δείκτες του μεταβολισμού των υδατανθράκων κατά τη διάρκεια της προσαρμοστικής εξωγενούς υποξίας, δηλαδή κατά τη διάρκεια ήπιας έως μέτριας ανεπάρκειας οξυγόνου στο περιβάλλον, έχουν μελετηθεί πολύ λιγότερο πλήρως. Ωστόσο, τα περιορισμένα διαθέσιμα πειραματικά δεδομένα δείχνουν ότι σε αυτή την περίπτωση, υπάρχει αυξημένη χρήση γλυκογόνου στους μύες, αύξηση γαλακτικού οξέος και σακχάρου στο αίμα. Όπως θα ήταν αναμενόμενο, το επίπεδο κορεσμού οξυγόνου στο νερό στο οποίο συμβαίνουν αυτές οι μετατοπίσεις ποικίλλει μεταξύ των ειδών. Για παράδειγμα, στο λάμπρεϊ, παρατηρήθηκε υπεργλυκαιμία όταν η περιεκτικότητα σε οξυγόνο μειώθηκε μόνο κατά 20% του αρχικού επιπέδου και σε 1 abeo karepvk η συγκέντρωση σακχάρου στο αίμα παρέμεινε σταθερά χαμηλή ακόμη και στο 40% κορεσμό οξυγόνου του νερού, και μόνο ένα περαιτέρω μείωση του κορεσμού οδήγησε σε ταχεία αύξηση των επιπέδων σακχάρου στο αίμα. Αύξηση του σακχάρου στο αίμα και του γαλακτικού οξέος έχει παρατηρηθεί κατά τη διάρκεια της υποξίας στο tench. Παρόμοια αντίδραση στην υποξία παρατηρήθηκε στο γατόψαρο καναλιού. Στην πρώτη από αυτές τις μελέτες, σε 50% κορεσμό του νερού με οξυγόνο, ανιχνεύθηκε αύξηση της περιεκτικότητας σε γαλακτικό οξύ στα ψάρια, η οποία συνεχίστηκε την πρώτη ώρα της νορμοξίας, δηλαδή αφού τα ψάρια επέστρεψαν σε κανονικές συνθήκες οξυγόνου. Η επαναφορά των βιοχημικών παραμέτρων στο φυσιολογικό έλαβε χώρα εντός 2-6 ωρών και η αύξηση της περιεκτικότητας σε γαλακτικό και του αναπνευστικού συντελεστή από 0,8 σε 2,0 έδειξε αύξηση της αναερόβιας γλυκόλυσης.

Το αναπνευστικό πηλίκο (RC) είναι η αναλογία του όγκου του διοξειδίου του άνθρακα που απελευθερώνεται προς τον όγκο του οξυγόνου που απορροφάται για ένα ορισμένο χρονικό διάστημα. Εάν κατά τη διάρκεια της μεταβολικής διαδικασίας οξειδώνονται μόνο οι υδατάνθρακες στο σώμα, τότε ο αναπνευστικός συντελεστής θα είναι ίσος με 1. Αυτό φαίνεται από τον ακόλουθο τύπο:

Κατά συνέπεια, για να σχηματιστεί ένα μόριο CO 2 κατά τον μεταβολισμό των υδατανθράκων, απαιτείται ένα μόριο O 2. Δεδομένου ότι, σύμφωνα με το νόμο Avogadro-Gerard, ίσος αριθμός μορίων στην ίδια θερμοκρασία και πίεση καταλαμβάνει ίσους όγκους. Επομένως, ο αναπνευστικός συντελεστής για την οξείδωση των υδατανθράκων θα είναι ίσος με 1:

Για τα λίπη θα είναι:

Η οξείδωση ενός μορίου λίπους απαιτεί 81,5 μόρια οξυγόνου και η οξείδωση 1 γραμμαρίου μορίου λίπους απαιτεί 81,5 x 22,4 λίτρα οξυγόνου, δηλαδή 1825,6 λίτρα O 2, όπου 22,4 είναι ο όγκος ενός μορίου 1 γραμμαρίου . Ένα γραμμάριο μόριο λίπους είναι ίσο με 890 g, τότε 1 λίτρο οξυγόνου οξειδώνεται 487 γρ λίπος. 1 g λίπους, μετά την πλήρη οξείδωση, απελευθερώνει 38,945 kJ (9,3 kcal)* και 0,487 δίνει 18,551 kJ. Επομένως, το θερμιδικό ισοδύναμο 1 λίτρου οξυγόνου με αναπνευστικό συντελεστή 0,7 θα είναι ίσο με 18,551 kJ. Υπό κανονικές συνθήκες, ο αναπνευστικός συντελεστής κυμαίνεται μεταξύ 1 και 0,7. Με DC 0,7, τα λίπη οξειδώνονται στο σώμα και το θερμιδικό ισοδύναμο ή η θερμιδική αξία 1 λίτρου οξυγόνου είναι 18,551 kJ και με DC 1 είναι 21,135.