|
Mavzu: 10 Modda va energiya almashinuvi. Oziqlanish. Termoregulyasiya
|
| bet | 20/28 | | Sana | 30.12.2019 | | Hajmi | 2,78 Mb. | | #6520 | | Turi | Referat |
Mavzu: 10 Modda va energiya almashinuvi. Oziqlanish. Termoregulyasiya - 2 soat.
Savollar:
Energiya almashinuvi xakida umumiy tushuncha.
Asosiy almashinuv va uning mikdoriga ta’sir kiluvchi omillar.
Odam tanasining xaroragi.
Xdroratni boshkarilishi (termoregulyasiya)
Modda almashinuvi tirik organizmning eng muxim funksiyasidir va xaetning xarakterli belgisi. Xamma xujayralarda doimo modda almashinuvi tufayli xujayra strukturalari va xujayra-aro modda uzluksiz xosil bulib, emirilib va yangilanib turadi. Organizmda doimo xar xil ximiyaviy birikmalar parchalanib va sintezlanib turadi, bir xil moddalar ikkinchi xil moddalarga aylanadi. Bunda energiya bir xolatdan ikkinchi xolatga utadi, ximiyaviy birikmalardagi potensial energiya ular parchalanganda asosan issiklik, mexanik, elektr va kinetik energiya turlariga aylanadi. Orgnanizmda modda almashinuvi energiya almashinuvi bilan boylangan. Organizmda ximiyaviy protsesslar natijasida yukori molekulali moddalardan oddiy moddalar xosil bulganda energiya ajraladi. Energiyaning uzgarishi natijasida issiklik xosil bulib, gavdadan tashki muxitga utadi. Organizmdan ajraladigan energiya mikdorini kallorillarda eki djoul bilan ulchanadi. Djoul jaxonaro birlik sistemasi xisoblanadi 1 Dj = 4,187 kal.
Organizmning energiya sarfini tekshirish (kalorimetriya)
Dissimilyasiya protsesslarida energiya ajralib chikadi, ya’ni potensial ximiyaviy energiya kinetik energiyada aylanadi. Bu energiyaning kupchilik kismi issiklik energiyasiga aylanadi; ajaralib chikkan energiyaning 20-25 protsenta mexanik energiyaga aylanishi mumkin. Elektr energiyasini juda oz chikadi. Energiyaning uzgarishi natijasida issiklik xosil bulib, gavdadan tashki muxitga utadi. Masalan, yurak kiskarganda yuzaga chikuvchi va konni xarakatga keltiruvchi mexanik energiya karshilikni engishga sarflanib, issiklik energiyasiga aylanadi. Skelet muskullari ishlaganda xam xuddi shunday xodisa ruy beradi: bunda mexanik energiya organizmdan tashkarida issiklik energiyasiga aylanadi.
Organizmda yuzaga chikadigan jami energiyani aniklash va issiklik birliklari - kaloriyalarda ifodalash mumkin. Organizmda xosil buladigan energiyani vositasiz va vositali kalorimetriya usullarida aniklash mumkin.
Vositasiz (bevosita) kalorimetriyada organizmdan ajralib chikadigan issiklikni sezuvchi maxsus murakkab apparatlar - kalorimetrik kameralardan foydalaniladi. Odam va yirik xayvonlar uchun shunday kameralarni Rossiyada V.V. Pashutin bilan A.A. Lixachev (1893), keyinchalik esa AKSH da U. Etuoter (1899) bilan F. Benedikt yasashgan.
Kalorimetrda tekshirish juda anik natija berishi mumkin. M. Rubner tajribalari shuni kursatadi. Organizm sarflaydigan energiya mikdorini kalorimetrik kameradi va yalpi almashinuvni tekshirish yuli bilan aniklash natijalarini M. Rubner takkoslab turgan. Organizmda xosil buladigan issiklik mikdori yalpi almashinuvni tekshirish yuli bilan aniklanganda va kalorimetrik kamerada organizmdan chikkan issiklik bevosita aniklanganda xisoblash natajalari kupi bilan 0,5% fark kildi.
Masalan, tajribalardan birida it kalorimetrik kamerada 8 kun turganda organizmdan 2494 kkst issiklik ajraldi. SHu it organizmida xosil bulgan issiklik mikdori yalpi alamshinuvni tekshirish yuli bilan xisoblab chikilganda esa 2488 kkal ajralganligi aniklandi. Bu rakamlar orasidagi fark xamisha ulchashda yul kuyiladigan xato chegarasida buladi.
Organizmning energiya sarfini bevosita kalorimetriya yordamida aniklash yoki yalpi moddalar almashinuvni tadkik kilish goyat murakkab. Gazlar almashinuvini urganish, ya’ni vositali kalorimetriya yuli bilan energiya sarfini xisoblash sodsarok va amalda kulayrok.
Gazlar almashinuvi - organizm en ergetikasining kursatkichi (vositali kalorimetriya)
Organizmda oksidlanish protsesslari energiya manbai xisoblanadi, bu protsesslarda kislorod sarflanadi va karbonat angidrid xosil buladi. SHuning uchun gazlar almashinuvini tekshirish asosida, ya’ni yutilgan kislorod va ajralib chikkan karbonat angidrid mikdoriga karab, organizmning kancha energiya sarflaganini aniklash mumkin. Bu usul vositali kalorimetriya deb ataladi. Gazlar almashinuvini uzok tekshirish uchun maxsus respiratsion kameralar ishlatiladi. Ularning kulay modellarini V.V. Pashutin (1886), keyin M.N. SHaternikov kurgan vatasvir etgan.
Respiratsion kamera odam yoki xayvondagi gazlar almashinuvini bir sutka va undan kuprok vakt davomida tekshirishga imkon beradi. Kiska vaktda gazlar almashinuvi maktablarda, kasalxonalarda, korxonalarda va boshka joylarda oddiy usullar bilan aniklanadi. Duglas-Xolden usuli juda keng tarkalgan, bu usulda tekshiriluvchi kishining yuziga gaz almashtiruvchi nikob tutiladi, bu nikob tekshiriluvchi kishining orkasiga osilgan va xavoni utkazmaydigan tukimadan yasalgan kopga (Duglas kopiga) tutashtirilgan. Nikobning klapanlari bor, ular shunday tuzilganki, tekshiriluvchi kishi atmosfera xavosidan bemalol nafas oladi, nafasidan chikkan xavo esa Duglas kopiga kiradi. Ma’lum vakt (10-15 minut) da nafasdan chikkan xavo yigiladi va uning xajmi aniklanadi (kopdagi xavo xajmi gaz soati bilan ulchanadi), shu xavodagi kislorod va karbonat angidridning protsent mikdori xam aniklanadi.Xavoning gazlar tarkibi kislorod va karbonat angidridni Xolden apparatida ximiyaviy boglab olish yuli bilan yoki keyingi yillarda elektron apparatlar yordamida fizikaviy metodlar bilan (gazlarning ba’zi fiztkaviy xossalari: kislorodning paramagnit xossalari, karbonat angidridning issiklik utkazish xossasi va boshkalar asosida) aniklanadi.Gazni ximiyaviy yul bilan analiz kilishda avval tekshirish uchun olingan gaz xajmi aniklanadi, sungra karbonat angidrid yutilishi uchun u ish- korli eritmadan utkaziladi, natijada xavo xajmi picha kamayadi. Tekshirilishdan avvalgi va keyingi xavo xajmining ayirmasiga karab karbonat angidridning protsent mikdori topiladi. Sungra shu usulda kislorod mikdori topiladi, buning uchun kolgan xavo pirogallol eritmasidan utkaziladi, bu eritma kislorodni yutadi. Tajriba xar xil temperaturada turli bosimda utkazilishi mumkin, shuning uchun, natijalarni solishtirish maksadida gazlar xajmi 0° temperatura va atmosfera bosimi 760 mm simob ust. ga teng sharoitd?"’ xajmga aylantirib xisob kilindi. Xavoni analiz kilib olingan natijalarga asoslanib, nafasd._~ chikkan jami xavodagi kislorod va karbonat angidrid mikdori aniklanadi.Organizmga yutilgan kislorod oksil, yog va uglevodlarning oksidlanishiga sarf buladi. SHu moddalar dan \g oksidlanib parchalanganda xar xil mikdorda kislorod sarflanadi va turli mikdorda issiklik ajraladi. Tablitsadan kurinadiki, 1g uglevod oksidlanganda organizmda 4,1 kkal issiklik ajralib chikadi va buning uchun 0,830 l kislorod ketadi. Demak, 1l kislorod iste’mol kilinganda u uglevodlarning oksidlanishiga sarf bulsa, 0,05 kkal yuzaga chikadi. 1g oksil oksidlanganda xam 4,1 kkal issi- klik ajraladi, lekin bunda uglevodlarning oksidlanishidagiga nisbatan kuprok, ya’ni 0,970 l kislorod sarflanadi. Demak, oksillarning oksidlanishiga 1l kislorod sarflanganda organizmda 4,46 kkal issiklik ajraladi. YOglarning oksidlanishiga 1l kislorod sarflanganda esa 4,74 kkal issiklik yuzaga chikadi.Organizmga 1l kislorod sarflanganda yuzaga chikadigan issiklik mikdori kislorodning kalorik ekeivalenti deb ataladi. Kislorod kaysi moddalarni oksidlashiga karab bu ekvivalent mikdori turlicha bulishi yukorida keltirilgan rakamlardan kurinib turibdi.SHunday kilib, organizmda kaysi moddalar - oksil, yog va uglevodlar oksidlangani ma’lum bulsa, iste’mol kilingan jami kislorod mikdoriga karab kancha energiya sarflanganini xisoblab chikish mumkin. Gazlar almashinuvini tekshirish tajrabalarida nafas koeffitsienta gavdasi kaysi ozik moddalar oksidlanganini kursatib kursatib bera oladi. Nafas koeffitsienti va moddalar almashinuvini tekshirishdagi axamiyati Organizmdan ajralib chikkan karbonat angidrid xajmining yutilgan kislorod xajmiga nisbati nafas koeffitsienti deb ataladi. Oksillar, yoglar va uglevodlar oksidlanganda nafas koeffitsienti turlicha buladi. Avvalo, organizm uglevodlar iste’mol kilganda nafas koeffitsienti kancha bulishini kurib chikaylik. Misol uchun glyukozani olaylik. Bir molekula glyukoza oksidlanishining umumiy yakunini kuyidagi formula bilan ifodalash mumkin:S6N1206 + 602=6S02 + 6N20.Glyukoza oksidlanganda necha molekula karbonat angidrid xosil bulsa, ushancha molekula kislorod sarf kilingani (yutilgani) reaksiya tenglamasidan kurinib turipti. Bir xil temperatura va bir xil bosimda gazning teng mikdordagi molekulalari bir xil xajmni egallaydi (Avogadro - Jerar konuni). Demak, glyukoza oksidlanganda nafas koeffitsienti (S02 ning 02 ga nisbati) 1 ga teng. Boshka uglevodlar oksidlanganda xam nafas koeffitsienti shuncha buladi. YOglar va oksillar oksidlanganda nafas koeffitsienti 1 dan kam buladi. YOglar oksidlanganda nafas koeffitsienti 0,7 ga teng ekanligini biror yogning oksidlanishi yakunidan kurish mumkin. Buni tripalmitinning oksidlanish misolida kursataylik:2S3N5 (Ci5H3iCOO)3+ 14502 = YU2S02 + 98N20. Bu misolida karbonat angidridning kislorodga nisbati = 0,703 ga teng.145 02Oksillar uchun xam shunday kilib kurish mumkin; organizmda oksillar oksidlanganda nafas koeffitsienti 0,8 ga teng. Odam aralash ovkatlar eb turganda nafas koeffitsienti aksari 0,85-0,9 ga teng buladi.Organizmda 1 l kislorod sarflanganda (yutilganda) oksil, yog, uglevodlarning oksidlanishiga karab, ajralib chikkan kaloriyalar xar xil bulgani uchun nafas koeffitsientining mikdoriga karab turli mikdorga kaloriyalar ajralib chikishi tushunarli, chunki nafas koeffitsienti organizmda kaysi moddalar oksidlanganini kursatib beradi.Ba’zi bir sharoitda, masalan, muskullar zur berib ishlagandan sung, kiska vakt uchun aniklangan nafas koeffitsienti oksil, yog va uglevodlar iste’mol kilinganini aks ettirmaydi.
Ish vaktidagi nafas koeffitsienti
Muskullar zo’r berib ishlagan vaktda nafas koeffitsienti ortib, kupincha 1 ga yakinlashadi. Buning sababi shuki, zur berib ishlash vaktida uglevodlarning oksidlanishi energiyaning asosiy manbai xisoblanadi. Ish tamom bulgach nafas koeffitsienti tiklanish davri deb ataladigan dastlabki minutlarda keskin kutarilib, 1 dan ortishi mumkin. Navbatdagi davrda nafas koeffitsienti keskin darajada kamayib, dastlabki mikdoridan xam pastga tushadi va ikki soatlik ishdan 30-50 minut keyingina normal mikdorga kelishi mumkin. Ish tamom bulgach nafas koeffitsientining uzgarishlari shu paytda sarflangan kislorod bilan ajralib chikkan karbonat angidrid urtasidagi xakikiy nisbatni aks ettirmaydi. Tiklanish davrining boshlarida nafas koeffitsienti kuyidagi sababga binoan ortadi: ish vaktida muskullarda sut kislota tuplanadi va ish vaktida uning oksidlanishiga kislorod etishmaydi (kislorod karzdorlik). Bu sut kislota konga utadi va asoslarni biriktirib, karbonat kislotani bikarbonatlardan sikib chikaradi. SHu tufayli ajralib chikkan karbonat angidrid shu paytda tukimalarda xosil bulgan karbonat angidriddan oshib ketadi. Navbatdagi davrda teskari xodisa kuzatiladi; bu davrda kondagi sut kislota sekin-asta yukoladi. Uning bir kismi oksidlanadi, bir kismidan avvalgi maxsulot resintezlanadi, bir kismi siydik va ter bilan chikib ketadi. Sut kislota kamaygan sayin bikarbonatlardan ilgari sikib chikarilgan asoslar ajrala boshlaydi. Bu asoslar yana bikarbonatlarni xosil kiladi va shu sababli ishdan sung bir kadar vakt utgach, tukimalardan kelayotgan karbonat angidrid konda ushlanib kolishi sababli nafas koeffitsienti keskin darajada kamayadi.
Asosiy almashinuv
Modda va energiya almashinuvining intensivligi umuman organizmning individual xususiyatlariga va xolatiga (jinsi, yoshi, gavda vazni va buyi, ovkatlanish sharoiti, ovkat turi, muskul ishi, endokrin bezlar, nerv sistemasi va ichki organlar - jigar, buyraklar, xazm yulining xolati va boshkalarga), shuningdek tashki muxit sharoitiga (temperatura, barometrik bosim, xavoning namlik darajasi va tarkibi, nur energiyasining ta’siri va shunga uxshashlarga) boglik.
Muayyan sharoitda tiyrak organizmda moddalar minimal mikdorda almashinib va energiya minimal mikdorga sarf bulib turadi. Asosiy almashinuv deb shuni aytishadi.
Asosiy almashinuvni aniklash uchun tekshiriladigan odam: 1) muskullari tinch turadigan xolatda bulishi (muskullarini bush kuyib yotishi), xayajonlantiruvchi omillar ta’sir etmasligi; 2) och bulishi, ya’ni ovkat egandan 12-16 soat keyin tekshirilishi; 3) “komfort” temperatura - 18-20°, ya’ni sovuk sezilmaydigan, titratmaydigan va organizmni kizitib yubormaydigan sharoitda bulishI kerak.
Asosiy almashinuv energiyasining kup kismi nafas muskullari, yurak, jigar, buyraklarning ishlashiga ketadi. Asosiy almashinuvga yarasha energiya sarflanishi tufayli gavda temperaturasi doimiy bir darajada saklanib turadi.
Odamdagi asosiy almashinuvning normal mikdorlari. Asosiy almashinuv mikdori odatda 1 soatda yoki 1 sutkada gavdaning 1 m2 yuzasidan yoki 1 kg vaznidan ajralib chikadigan issiklik mikdori bilan ifodalanadi, bu mikdor katta kaloriyalar bilan kursatiladi. Urta yoshlardagi ( taxminan 35 yoshdagi), urta buyli (taxminan 165 sm), urta vaznli (taxminan 70 kg) kishining asosiy almashinuvi 1 soatda 1 kg ga 1 kkal. Vazni 70 kg bulgan odamning bir sutkadagi asochsiy almashinuvi 1700 kkal, shu vazndagi ayolning asosiy almashinuvi esa taxminan 10% kamrok.
Gavdaning 1 kg vazniga xisob kilingan asosiy almashinuv intensivligi bolalarda katta yoshli kishilardagiga nisbatan ancha yukori. 20-40 yoshdagi organizm xolatida keskin uzgarishlar ruy bermasa (vazn aytarlik uzgarmasa va kandaydir kasalliklar bulmasa), asosiy almashinuv mikdori ancha doimiy buladi. Masalan, Suns uzidagi asosiy almashinuvni 22 yil mobaynida vakti-vaktibilan aniklab, uning uzgarishi urtacha mikdorga -+ 7% dan oshmasligini paykagan. Karilik davrida asosiy almashinuv kamayadi.Gavda vazni, buy, yoshni yoki gavda yuzasini bilib olib, odamlardagi asosiy almashinuv intensivligini maxsus formula yoki tablitsalar yordamida aniklash mumkin. Dreyer formulasiga binoan asosiy almashinuvning kkal xisobidagi sutkalik mikdori (N) kuyidagicha buladi:
V W
N=
K A0’1333’
bu erda W - odamning gavda vazni (gramm xisobiga), A - yoshi, K - konstanta (erkaklar uchun 0,1015, ayollar uchun 0,1129).
Formula va tablitsalar statistik yul bilan tuzilgan, ya’ni jinsi, yoshi, buyi xar xil kishilarning asosiy almashinuvini kayta-kayta aniklab chikarilgan urtacha rakamladir.
Gavda tuzilishi normal bulgan soglom odamlarning asosiy almashinuvini shu tablitsalarga karab xisoblash energiya sarfi xakida taxminan tugri ma’lumot beradi (xatosi ~ 5-8%). Kalkonsimon bez ortikcha ishlaganda va boshka ba’zi kasalliklarda asosiy almashinuvni aniklash shu vazn, buy, yosh va gavda yuzasiga mos kelmaydigan darajada goyat yuksak ma’lumotlarni beradi. Kalkonsimon bez etarli ishlamaganda (miksedema), gipofiz, jinsiy bezlar fuknsiyasi susayganda asosiy almashinuv kamayadi.
Uyku vaktida energiya almashinuv intensivligi tiyraklik davriga nisbatan 8-10% kamaya^ chunki uyku vaktida muskullar maksimal darajada bushashadi. Gavda temperaturasining kutarilishi energiya almashinuv i ga ancha katta ta’sir kursatadi. Masalan, odamning gavda temperaturasini 1° kutarilsa, energiya sarfi urta xisob bilan 10-11% ortadi.
Iqlimiy sharoit ta’sirida xam asosiy almashinuv mikdori uzgaradi: tropiklarda urta geografik keengliklardagiga nisbatan 10-20% kam va shimolda sovuk vaktda ortik buladi.
Yuza koidasi
Asosiy almashinuv intensivligi 1 kg gavda vazniga xisoblash chikarilsa, issik konlik xayvonlarning xar xil turlarida, shuningdek vazni va buyi xar xil bulgan odamlarda turlicha ekanligini paykash mumkin. Asosiy almashinuv intensivligi gavdaning 1 m2 yuzasiga aylantirib xisob kilinsa, turli xayvonlar va kishilarda olingan mikdorlar asosiy almashinuv intensivligini 1 kg vaznga aylantirib xisoblashdagidan keskin fark kilmaydi.
Modda almashinuv intensivligi bilan gavda yuzasining mikdori orasida konuniy boglanish borligidan guvoxlik beruvchi faktlarga asoslanib, M. Rubner va boshkalar “gavda yuzasi konuni”ni ta’riflab berishgan. Bu konunga binoan, issik konli xayvonlarda energiya sarfi gavda yuzasining mikdoriga proporsional buladi.
Odamda xar kuni 1 m2 gavda yuzasi uchun xosil buluvchi issiklik 850-1250 kkal bulib, erkaklar uchun urtachasi 948 kkal.
Gavda yuzasi R kuyidagi formulaga muvofik topiladi:
R = K X vazn 2/3
Bu formula gavda yuzasini bevosita ulchash natijalarini analiz kilish asosida chikarilgan. K konstanta odamda 12,3 ga teng.
Dyubua ancha anik formula taklif etgan:
R = W 0,425 X //0,725 X 71,84 bu erda W - gavda vazni {kg xisobida), YA - buy (sm xisobida). Xisoblash natijasi kvadrat santimetrlarda ifodalandi.
«Yuza konuni» mutlak tugri konun emas. Bu konun organizmda ajralib chikadigan energiyani taxminan xisoblash uchun bir kadar amaliy axamiyatga ega bulgan koidagina ekanligi yukorida keltirilgan tablitsadan kurinib turipti.
Gavda yuzasi bir xil bulgan ikki individda modda almashinuv intensivligining ancha fark kilishi «yuza konuni» ning axamiyati mutlak bir narsa emasligidan guvoxlik beradi. Oksidlanish protsesslarining darajasi gavda yuzasidan issiklik chikishidan kura xujayralarning issiklik ishlab chikarishiga kuprok boglik. Xujayralarning issiklik ishlab chikarishi xayvonlar turining biologik xususiyatlariga va butun organizm xolatiga, organizm xolati esa nerv sistemasining faoliyati ga va endokrin apparatining xolatiga boglik.
|
| |
