Методические материалы - Физиология. Здоровья Украины Одесский национальный медицинский университет
 Скачать 4.25 Mb.
|
|
Тема 1. энергетический и основной обмен и методы его исследования. Мотивационная характеристика темы. Знание процессов метаболизма и методов его определения необходимо для понимания единства и уравновешенности анаболических и катаболическх процессов в организме человека и оценки функционального состояния организма. Цели занятия: знать – 1) сущность обмена веществ и энергии и их изменения при разлисчных функциональных состояниях; 2) методы непрямой калориметрии. ВОПРОСЫ ДЛЯ УСТНОГО И ТЕСТОВОГО КОНТРОЛЯ: Источники и пути использования в энергии в организме человека. Методы определения энергозатрат человека. Дыхательный коэффициент. Основной обмен и условия его определения, факторы, влияющие на его величину. Рабочий обмен, его определение и значение. ВОПРОСЫ ДЛЯ ПИСЬМЕННОГО ОТВЕТА: Перечислите виды и методы определения энергозатрат организма. Объясните, что такое белковый минимум и оптимум. Укажите, в каких случаях и почему дыхательный коэффициент бывает больше 1 и меньше 0,7. Поясните, что такое калориметрический эквивалент кислорода и как он меняется при условии окисления белков, жиров и углеводов. Перечислите суточные нормы энергозатрат при условии разных видов деятельности. Перечислите, на какие процессы в организме расходуется энергия основного обмена и факторы, влияющие на показатели величины основного обмена. Перечислите методы определения фактического и должного основного обмена. ПРОГРАММА ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ НА ЗАНЯТИИ. Исследование состояния обмена веществ человека по анализу индекса массы тела. Рассчитать основной обмен исследуемого, определив потребление кислорода по спирограмме, зарегистрированной в стандартных условиях, сделать вывод. Выполнить пробы с задержкой дыхания. Провести анализ результатов. Расчитать должный основной обмен по таблицам Харриса и Бенедикта и высислить процент отклонения фактического основного обмена от должного. Составить пищевой рацион. Оценить состояние обмена веществ и энергии по индексу массы тела. Визначення енерговитрат організму у досліджуваного у стані спокою методом непрямої калоріметрії. Визначення енерговитрат людини за умов фізичного навантаження. Визначення основного обміну за допомогою мета-тестів (метод неповного газового обміну): Визначення відсотка відхилення основного обміну за допомогою метатесту-1. Визначення належної величини основного обміну за допомогою таблиць Гарріса та Бенедикта( таблиці додаються). Визначення належної величини основного обміну за площею поверхні тіла (таблиця додається). Розрахування відсоткового відхилення основного обміну за формулами та номограмами. Исследование состояния обмена веществ человека по анализу индекса массы тела. Избыточная масса тела – один из факторов риска для здоровья. Интенсивность этого фактора возрастает от 4% при удовлетворительной адаптации до 52% при неудовлетворительной адаптации. Избыточная масса обычно является следствием ожирения. Под ожирением следует понимать хроническое заболевание обмена веществ, проявляющееся избыточным развитием жировой ткани, прогрессирующее при естественном течении, имеющее определенный круг осложнений и обладающее высокой вероятностью рецидива после окончания курса лечения. Изменения в регуляции метаболизма и в самом метаболизме, закономерно возникающие при ожирении, ведут к развитию артериальной гипертензии, дислипидемии, атеросклероза, ишемической болезни сердца (ИБС), инсулиннезависимому сахарному диабету и др. заболеваниям. Следовательно, большая группа болезней причинно связана с избыточной массой вследствие ожирения. Этот факт обосновывает меры целенаправленной профилактики и лечения данного вида заболеваний. Наиболее часто применяемым диагностическим критерием ожирения является избыток общей массы тела по отношению к норме, установленной статистически. Среднестатичтический показатель рассчитывается по формуле Кетле (индекс Кетле), который определяется с учетом конституции человека (нормостеническая, астеническая и гиперсте-ническая). Подсчет индекса массы тела – отношение массы тела в килограммах к росту в метрах, возведенному в квадрат. Для работы необходимы: весы, ростомер, калькулятор. Объект исследования – человек. Проведение работы. У обследуемого определяют массу тела и его рост. Рассчитывают индекс массы тела (ИМТ) по формуле: ИМТ = М/Р2[кг/м2], где М – масса тела, кг; Р2 – рост, возведенный в квадрат. Результаты работы и их оформление. Занесите полученные результаты в таблицу. Сделайте вывод о состоянии индекса массы тела обследуемого. Ответьте на вопрос: почему избыточная масса организма является фактором риска сердечно-сосудистых и других заболеваний?
Визначення енерговитрат організму у стані спокою методом непрямої калоріметрії. У фізіологічних та клінічних дослідах для визначення витрати енергії використовують порівняно простий метод непрямої калоріметрії, за допомогою якого витрату енергії визначають побічно за об’емом виділеної за цей час вуглекислоти. Визначення витрати енергії за газообміном можливо у силу того, що основним процесом звільнення енергії являється процес окислення поглиненого людиною 02 , якій окислює органічні речовини – білки, жири, вуглеводі, в результаті чого звільнюється певна кількість тепла, а самі речовини розпадаються до своїх кінцевих продуктів : СО2, Н2, Н2О. Для визначення енерговитрат методом непрямої калоріметрії необхідно мати: мішок Дугласа для збирання видихуваного повітря за певний час, газоаналізатор Орса-Фішера для визначення газового складу видихуваного повітря та газовий лічильник для визначення ХОД Для роботи потрібно: дані газового складу видихуваного повітря досліджуваного, таблиці для розрахунків калорічного коефіцієнту кисню. Об’єкт дослідження – людина. Проведення роботи: А. Визначення хвилинного об’єму дихання (ХОД) за допомогою мішка Дугласа. ХОД необхідно привести до нормальних умов (0 0С та тиск 760 мм.рт.ст.) для того, щоб мати можливість порівняти дані, отримані у різний час у того ж самого досліджуваного, або у різних людей. Приведення до норми проводиться по спеціальним формулам або за допомогою таблиць. Для даного практичного заняття умовно приймають, що ХОД приведений до нормальних умов. Б. Визначення газового складу видихуваного повітря визначають за допомогою газоаналізатора Орса-Фішера або Холдена (% вмісту СО2 за допомогою 20-30% розчину КОН, а О2 - за допомогою мідно-аміачного розчину) шляхом поглинення цих газів вищевказанимі розчинами. Примітка: Прилад Орса-Фішера складаєтьтся з вимірювальної бюретки (трубки) на 100мл, яка через систему Т-образних кранів може сполучатися з атмосферою та поглинальними посудинами. Досліджуваний газ за допомогою напірної посудини послідовно приводиться (15-20 качань на одне визначення) у зіткненні з поглинувачами СО2 та О2 у результаті чого об’єм досліджуваного газу зменшується. Різниця об’ємів у першому відліку дає % СО2, а у другому -% вмісту О2. В. Визначення дихального коефіцієнту (ДК) та розрахунок енерговитрат за даними ДК. Умови задачі: ХОД=7л/хв (приведено до нормальних умов). У газоаналізаторі Орса-Фішера знаходиться 100мл видихуваного повітря, узятого з мішка Дугласа. Після поглинання СО2 у бюретці залишилося 96,5 мл газу, після поглинання О2 у бюретці залишилося 79,5 мл газу. Розрахунок: Визначити вміст СО2 у видихуваному повітрі: 100 мл - 96,5 = 3,5 мл , тобто (3,5%). Визначити кількість мл СО2 виділеного організмом у кожних 100 мл видихуванго повітря: 3,5 мл - 0,03 мл (склад вдихуваного повітря ) =3,47 мл СО2. Розрахувати, скільки мл СО2 виділено організмом за 1 хв. досліду, тобто у ХОД: 3,47мл* 10*7=242,9 мл СО2. Визначити кількість поглиненого О2 у 100 мл видихуваного повітря: 96,5 - 79:5 = 17 мл, тобто (17%). Визначити кількість поглиненого О2 з кожних 100мл повітря: 21мл - 17 мл = 4 мл О2. Визначити, скільки мл О2 поглинено за 1хв досліду: 4 мл х 10 х 7 = 280мл О2. Визначити дихальний коефіцієнт (ДК): 242,9 мл СО2 : 280 мл О2. Відповідному ДК знаходимо по таблиці калорічний коефіцієнт О2 (1мл). Він дорівнює 4,9 ккал. У нас витрачено не 1л О2, а тільки 280 мл. Це означає: 1000 мл - 4,9 ккал, 280 мл - х ккал, де х = 1,38 ккал. Таким чином, енерговитрати за годину складають: 1,38 ккал х 60хв = 82,8 ккал. За добу 82,8 ккал х 24 год = 1987,2 ккал. Оформлення результатів та їх оцінка: отримані результати занотувати в протокол, порівняти з належними та зробити висновок. Визначення енерговитрат людини за умов фізичного навантаження Для роботи потрібно: дані газового складу видихуваного повітря досліджуваного, таблиці для розрахунків калорічного коефіцієнту кисню. Об’єкт дослідження – людина. Проведення роботи: Визначення енерговитрат за умов фізичного навантаження проводиться аналогічно, як і у спокої. Винятком є те, що визначення проводиться після фізичного навантаження (підняття вантажу або присідання з вантажем). Умови задачі: У видихуваному повітрі вміст О2 складає 16,5%, а СО2 - 4%. ХОД = 12л. При цьому виконана робота (підняття вантажу вагою 6 кг, відстань – 1,5 м. Кількість рухів за 1хв.- 30 разів). Примітка: при виділенні 1ккал виконується робота у 427 кг/м. Оформлення результатів та їх оцінка: отримані результати занотувати в протокол, порівняти з належними та зробити висновок. Визначення основного обміну за допомогою мета-тестів (метод неповного газового обміну): Мета-тест дозволяє визначити рівень основного обміну за показником поглиненого за одиницю часу кисню. Мета-тест становить замкнуту циркулярну систему, що складається з спірометра, поглинача СО2 (посудина з натронним вапном) та клапанної коробки з краном підключення досліджуваного. Спірометр точно реагує на зміну об’єму у системі приладу при переході дихального повітря із системи у легені та навпаки. Переміщення колокола спірометра, відповідно до обсягу дихання, фіксується чорнилами на папері. Видихуване дослідженим повітря через видихувальний клапан направляється у поглинач вуглецевої кислоти (натронне вапно), де звільнюється від СО2 та водяних парів, надходить під колокол спірометра та змішується там з повітрям (або киснем), якщо система до того була заповнена О2. Обсяг циркуляційної системи приладу у процесі досліду зменшується на обсяг поглиненого досліджуваним О2. Ця зміна обсягу фіксується писчиком у вигляді спадної кривої дихальних рухів (спірограмі). Слід пам’ятати, що досліджуваний повинен лежати на кушетці у зручній для нього позі з загубником у роті, якій з’єднаний за допомогою двох резинових шлангів з апаратом. Ніс затиснутий спеціальним затискачем. По мірі того, як поглинається О2, об’єм мішка зменшується, що реєструється на стрічці у вигляді кривої дихальних рухів, яка сходить донизу. Запис ведеться на окремих аркушах паперу з швидкістю кімографа 25 мм /хв. Паралельно проходить поглинання СО2. Дослід продовжується 3-5 хв. Отримана спірограма служить для підрахування обсягу поглинутого кисню та визначення основного обміну. Після визначення кількості поглинутого за 1 хв. кисню, підраховують його потребу за добу: Розрахунок об’єму вжитого О2 проводиться наступним чином. Проводиться пряма, яка з’єднує більшість нижніх точок кривої. З вершини лінії ординат, де початок спірограми, спускається перпендикуляр на лінію абсцис. Утворився трикутник, де є два катети та гіпотенуза. Нас цікавить той катет, який утворився в результаті зменшення О2 у резервуарі за рахунок поглинання його організмом. Цей катет трикутника і буде відображати в лінійному вимірянні величину поглинення О2 за потрібний відрізок часу. Приблизний розрахунок: припустимо, що за допомогою трикутника ми визначили, що за 5 хвилин досліду, або в клініці у хворого поглинений 1 л О2. Так як ціна приладу дорівнює зміщенню кривої на 20 мл за лінією ординат, за цей час поглинуто 1л О2. Звідси, за годину 1л 12л О2, за добу –12 л х 24 = 288 л кисню. Для визначення величини основного обміну, обсяг поглинутого за добу кисню помножують на калориметричний коефіцієнт кисню, який в умовах основного обміну дорівнює 4,8 ккал ( при ДК змішаної їжі = 0,85 - див. у додатку). Отримана цифра вкаже величину фактичного основного обміну (ФОО) у ккал. В клініці ФОО визначається по спірограмі й розрахунок ведеться за формулою: ФОО = К трикутника х 40 х 0,9 х7, де К – катет трикутника в мм, 40 – кількість О2 в мл при зміщенні писчика на 1 мл ( якщо ціна приладу 25 мм за умов поглинення 1 л О2 ) х 1000 мл / 25 = 40 мл. 0,9 – стандарт (стандартні умови – сухий стан газу, 0оС, тиск 760 мм.рт.ст. 7- число постійних одиниць). Наприклад: за 1 хв. писчик змістився на 6 мм, так як К трикутника = 6 мм, звідси 6 х 40 = 240 мл/хв. Знайдений об’єм поглиненого О2 приводимо до нормальних умов, тобто даємо поправку на температуру в апараті та барометричний тиск, а саме – 240 мл/хв. х 0,9 = 216 мл/хв поглиненого О2. Отримавши приведений О2, помножуємо його на 7 = 216мл/хв. х 7 = 1512 ккал (тобто отримуємо ФОО). Беручи до уваги, що під час окислення 1 л О2 виділяється 4,865 ккал за умов ДК = 0,85 (за Окуневим), то в нашому випадку за 1 хв. не поглинено не 1л О2, а 0,216 л О2, тому 4,865 ккал – 1л О2, х ккал – 0,216 О2, де Х = 1,05 ккал * 1440 (хв. за добу) = 1512 ккал.Визначивши ФОО за допомогою приладу “Метатест-1”, або “Метатест – 2”, тепер необхідно встановити, чи відповідає він нормі. Для цього необхідно визначити у цієї людини НОО (належний основний обмін) за таблицями Гарріса та Бенедикта (див. у додатку). Дослідження основного обміну проводять за умов відносного спокою (лежачи, натщесерце, як правило після прийому їжі потрібно пройти не менше 16 годин, після нічного сну, при температурі комфорту (18-200С). Такі умови важко створити в учбовій лабораторії. Тому, отримані в наших умовах цифри, можуть трохи відрізнятися від величин, які відповідають дійсному рівню основного обміну. Визначення відсотка відхилення основного обміну (за допомогою метатесту-1) Дані попередньої роботи використовуються для визначення відсотка відхилення обміну за допомогою розрахункової лінійки, що додається до метатесту-1. Розрахункова лінійка має три передні шкали. За допомогою верхньої приводять результати досліду до нормальних умов (ХВЛ- хвилинна вентиляція легень, ЖЕЛ- життєва ємність легень, м- маса тіла в кг), теж саме і на середній частині, тільки для жінок. На нижній враховуються споживання О2 за хв., ХОД- хвилинний обсяг дихання, основний обмін- ккал/сут. Також є дані статі, віку, ваги та зросту. Таким чином, за допомогою лінійки можна визначити основний обмін, а на зворотному боці, за тими ж показниками, відсоток відхилення основного обміну від норми. Визначення належної величини основного обміну за допомогою таблиць Гарріса та Бенедикта (див. додаток). За таблицею А (по вазі) необхідно знайти свою вагу в кг та відповідний до цієї ваги нормальний покажчик основного обміну в ккал. До цього табличного показника додають відповідне число у таблиці Б (за зростом та вагою), яке знаходять таким чином: відшукують свій зріст у см та вік. У місці перетинання ліній, які йдуть від цих показників і знаходиться необхідне число, яке додають до числа, знайденого за таблицею А. Сума цих чисел і буде шуканою величиною належного основного обміну за добу. Належний основний обмін (НОО) береться за 100 %. ФОО - Х, де Х = ФОО х 100/НОО. Нормою вважається ФОО: середній вік ± 10%, діти та люди похилого віку ± 15%. Визначення належної величини основного обміну за площею поверхні тіла По номограмі, відповідно зросту у см та ваги у кг, визначають поверхню тіла. Для визначення належного основного обміну поверхню тіла у см2 помножують, враховуючи вік та стать на стандарт основного обміну на 1см2 за годину, котрий потім помножують на 24 години. | ||||||||||||||