Визначення енергетичного обміну за газообміном.

Найзручнішим для визначення енергетичних витрат в орга нізмі тварин є метод непрямої калориметрії. Він базується на дослідженні газообміну, що відображає інтенсивність процесів окиснення, які відбуваються в організмі тварин, та властивостях окислювальних речовин. В організмі тварин відбувається без перервне перетворення хімічної енергії органічних речовин корму в теплову, яку можна визначити за кількістю виділеного вуглекислого газу й поглиненого кисню. Для розрахунку необхідно 1 л кисню або 1 л вуглекислого газу з утворенням тепла при відповідному дихальному коефіцієнті і кало-ричному коефіцієнті. Тепловий коефіцієнт використаного кисню при окисненні білків, жирів і вуглеводів різний. Для його визначення використовують дихальний коефіцієнт (відношення між об’ємом виділеного вуглекислого газу і об’ємом поглиненого за той же час кисню).

У зв'язку з тим, що більше 95% енергії, що виділяється організмом, проводиться в ході реакцій окиснення поживних речовин за допомогою кисню, інтенсивність метаболізму може бути розрахована з високим ступенем надійності шляхом визначення швидкості споживання кисню. Якщо 1 л кисню взаємодіє з глюкозою, виділяється 501 Ккал, при окисленні жирів - 47 Ккал, при окисленні білків - 46 Ккал.

Використовуючи ці дані, можна приблизно розрахувати, яка кількість енергії виділяється при споживанні 1 л кисню, незалежно від виду окисляються речовин. При звичайному раціоні харчування кількість енергії, що виділяється при споживанні 1 л кисню, в середньому становить 4825 Ккал. Цей показник називають теплотворний еквівалентом кисню. Використовуючи його, можна розрахувати з високим ступенем надійності швидкість виділення енергії організмом, знаючи, яка кількість кисню було використано за даний період часу.

Якщо за час визначення в організмі окислялись тільки вуглеводи, підрахована кількість виділеної енергії, що базується на значенні усередненого калоричного еквівалента кисню (4825 Ккал /л), може виявитися на 4% нижче, ніж реально існуюче. Якщо ж людина отримує енергію головним чином за рахунок жирів, розрахункове значення може бути на 4% більше реального.

Досліди по спалюванню різних речовин , проведені різними дослідниками , показали , що на окислення однакових кількостей білків , жирів і вуглеводів витрачається різна кількість кисню , але одночасно , майже точно в тій же пропорції , змінюється і кількість виділеної енергії. Інакше кажучи , виділення енергії в результаті окислення різних речовин майже точно пропорційно кількості спожитого кисню . У процесі біологічного окислення на одиницю споживання кисню у всіх випадках виділяється практично і саме кількість енергії. Отже , знаючи величину споживання кисню організмами , можна отримати досить точне уявлення про їх енергетичні витрати. Відношення кількості енергії ( в калоріях ) , що виділяється при окисленні речовини , до маси спожитого кисню ( в мг ) отримало назву оксікалорійного коефіцієнта . На підставі даних про хімічний склад різних гідробіонтів В. С. Івлєв (1939 ) знайшов , що середнє значення оксікалорійного коефіцієнта для водних організмів дорівнює 3,38 кал / мг О2. Окремі дані ухиляються від знайденого середнього значення тільки в третьому знаку . Таким чином , вимірюючи дихання гідробіонтів в різних умовах , можна дати характеристику їх енергетики без безпосереднього обліку окремих сторін енергетичного балансу. Величина оксікалорійного коефіцієнта не залежить від умов , в яких відбувається аеробне дихання , тобто від умов , в яких знаходяться організми . Визначення газообміну дозволяє скласти уявлення не тільки про величину енергетичних витрат у гідробіонтів, а й про те , за рахунок яких речовин видобувається енергія , тобто судити про хімічний склад їжі. Таке судження можна отримати , порівнюючи кількості споживаного організмом кисню і виділеної ними вуглекислоти. Коли енергія добувається за рахунок харчування вуглеводами , організм виділяє стільки вуглекислого газу , скільки споживає кисню ( за об'ємом) . При білковому харчуванні ставлення виділяється вуглекислого газу в спожитого кисню становить 0,77-0,82 , а у разі споживання жиру - 0,7. Відношення обсягу вуглекислого газу , що виділився в процесі дихання , до обсягу спожитого кисню отримало назву дихального коефіцієнта . Іноді він перевищує 1 , що зазвичай визначається частково анаеробним видобутком енергії , коли організми відчувають дефіцит кисню. При повному анаеробіозом дихальний коефіцієнт стає величиною нескінченною. На величину дихального коефіцієнта можуть впливати температура і деякі інші фактори .