Kvėpavimo koeficientas baltymų oksidacijai yra lygus. Kvėpavimo koeficientas. Kvėpavimo centras. Kvėpavimo parametrų nustatymas

Išsiskiriančio anglies dioksido tūrio ir sugerto deguonies tūrio santykis vadinamas kvėpavimo koeficientu.

DK = CO 2 (l) / O 2 (l)

Kvėpavimo koeficientas apibūdina maistinių medžiagų, kurios daugiausia oksiduojasi organizme jo nustatymo metu, tipą. Jis apskaičiuojamas pagal cheminių oksidacinių reakcijų formules.

Dėl angliavandenių:

C 6 H 12 O 2 + 6 O 2 o - 6 CO 2 + 6 H 2 O;

DC = (6 tūriai CO 2) / (6 tūriai O 2) = 1

Dėl riebalų:

2C15H48,O6 + 145O2o - 102CO2 + 98H2O;

DK = (102 tūriai CO 2) / (145 tūriai O 2) = 0,703

Dėl baltymų Skaičiavimas yra šiek tiek sudėtingas, nes baltymai organizme nėra visiškai oksiduoti. Dalis karbamido azoto (NH 2) 2 CO 2 išsiskiria iš organizmo su šlapimu, prakaitu ir išmatomis. Todėl norint apskaičiuoti DC baltymų oksidacijos metu, turėtumėte žinoti su maistu gaunamų baltymų kiekį ir išskiriamų azoto turinčių „atliekų“ kiekį. Nustatyta, kad anglies ir vandenilio oksidacijai vykstant baltymų katabolizmui ir susidarant 77,5 tūrio anglies dioksido reikia 96,7 tūrio deguonies. Taigi baltymams:

DC = (77,5 tūrio CO 2) / (96,7 tūrio O2) = 0,80

Su mišriu maistu kvėpavimo koeficientas yra 0,8-0,9.

Kvėpavimo koeficientas raumenų darbo metu. Pagrindinis energijos šaltinis intensyvaus raumenų darbo metu yra angliavandeniai. Štai kodėl dirbant DC artėja prie vienybės.

Iš karto po darbų pabaigos DK gali smarkiai padidėti. Šis reiškinys atspindi kompensacinius procesus, kuriais siekiama pašalinti iš organizmo anglies dioksido perteklių, kurio šaltinis yra vadinamosios nelakiosios rūgštys.

Su laiku baigus darbus DC gali smarkiai sumažėti, palyginti su įprasta. Taip yra dėl sumažėjusio anglies dioksido išskyrimo plaučiuose dėl jo kompensacinio sulaikymo kraujo buferinėse sistemose, kurios neleidžia pH pasislinkti į pagrindinę pusę.

Maždaug per valandą baigus darbą nuolatinė srovė tampa normali.

Deguonies kalorijų ekvivalentas. Tam tikras kvėpavimo koeficientas atitinka tam tikrą deguonies kalorijų ekvivalentą, t.y. šilumos kiekis, kuris išsiskiria visiškai oksiduojant 1 g maistinės medžiagos (iki galutinių produktų), esant 1 litrui deguonies.

Deguonies kalorijų ekvivalentas baltymų oksidacijos metu yra 4,8 kcal (20,1 kJ), riebalų - 4,7 kcal (19,619 kJ), angliavandenių - 5,05 kcal (21,2 kJ).

Iš pradžių dujų mainai žmonėms ir gyvūnams buvo nustatyti Krogho metodu specialiose uždaro tipo kamerose (M.N. Šaternikovo kvėpavimo kameroje).

Šiuo metu visa dujų analizė atliekama naudojant Douglas-Haldane atviro kvėpavimo metodą. Metodas pagrįstas iškvepiamo oro surinkimu į specialų imtuvą (hermetišką maišelį), vėliau, naudojant dujų analizatorius, nustatant bendrą jo kiekį ir deguonies bei anglies dioksido kiekį jame.

Nr. 51 Pagrindinė medžiagų apykaita ir jos nustatymo metodai. Bazinės apykaitos nustatymo sąlygos ir jo vertę įtakojantys veiksniai. Specifinis dinaminis maisto veikimas. M. Rubnerio paviršiaus dėsnis.

BX- minimalus energijos kiekis, reikalingas normaliai gyvenimo veiklai užtikrinti santykinės fizinės ir psichinės ramybės sąlygomis. Ši energija eikvojama ląstelių medžiagų apykaitos procesams, kraujotakai, kvėpavimui, šalinimui, kūno temperatūros palaikymui, gyvybiškai svarbių smegenų nervų centrų veiklai, nuolatinei endokrininių liaukų sekrecijai.

Kepenys sunaudoja 27 % bazinės medžiagų apykaitos energijos, smegenys – 19 %, raumenys – 18 %, inkstai – 10 %, širdis – 7 %, visi kiti organai ir audiniai – 19 %.

Bazinio metabolizmo nustatymo metodai.

Bazinio metabolizmo greičio skaičiavimas naudojant lenteles. Specialios lentelės leidžia nustatyti vidutinį žmogaus bazinio metabolizmo lygį pagal ūgį, amžių ir kūno svorį. Palyginus šias reikšmes su rezultatais, gautais tiriant darbo biržą naudojant prietaisus, galima apskaičiuoti skirtumą, atitinkantį energijos sąnaudas darbui atlikti.

Bazinio metabolizmo apskaičiavimas naudojant hemodinaminius parametrus (Reed formulė). Skaičiavimas pagrįstas ryšiu tarp kraujospūdžio, pulso dažnio ir kūno šilumos gamybos. Formulė leidžia apskaičiuoti bazinio metabolizmo greičio nuokrypio nuo normos procentą. Priimtinas nuokrypis yra ±10 %.

PO = 0,75 (HR + PP 0,74) - 72,

čia PO yra nuokrypių procentas; HR – širdies ritmas

(pulsas); PP - pulso slėgis.

Norint nustatyti bazinio mainų atitiktį norminiams hemodinaminių parametrų duomenims, yra specialios nomogramos.

Skirtingų kūno audinių energijos suvartojimas ramybės būsenoje nėra vienodas. Vidaus organai energiją išleidžia aktyviau, raumeninis audinys – ne taip aktyviai. Bazinio metabolizmo intensyvumas riebaliniame audinyje yra 3 kartus mažesnis nei likusioje kūno ląstelių masėje. Mažo kūno svorio žmonės gamina daugiau šilumos vienam kūno svorio kilogramui nei žmonės, kurių kūno svoris yra didelis. Jei skaičiuotume energijos išsiskyrimą 1 m2 kūno paviršiaus, tai šis skirtumas beveik išnyksta. Pagal kitą Rubnerio taisyklė, Pagrindinis medžiagų apykaitos greitis yra maždaug proporcingas skirtingų gyvūnų rūšių ir žmonių kūno paviršiaus plotui.

Pastebėti sezoniniai bazinio metabolizmo vertės svyravimai – jos padidėjimas pavasarį ir mažėjimas žiemą. Bazinio metabolizmo dydžiui įtakos turi ankstesnis raumenų darbas ir endokrininių liaukų būklė.

Bazinio metabolizmo greičio nustatymo sąlygos.

Bet koks darbas - fizinis ar protinis, taip pat maisto vartojimas, aplinkos temperatūros svyravimai ir kiti išoriniai ir vidiniai veiksniai, keičiantys medžiagų apykaitos procesų lygį, padidina energijos sąnaudas.

Todėl bazinė medžiagų apykaita nustatoma griežtai kontroliuojamomis, dirbtinai sukurtomis sąlygomis: ryte, tuščiu skrandžiu (12-14 valandų po paskutinio valgio), gulint, visiškai atpalaidavus raumenis, ramaus budrumo būsenoje, temperatūros komforto sąlygomis (18-18 20 °C). Likus 3 dienoms iki tyrimo, baltyminis maistas pašalinamas iš dietos. Pagrindinis metabolizmas išreiškiamas energijos kiekiu, suvartotu 1 kcal 1 kg kūno svorio per valandą.

Veiksniai, lemiantys bazinio metabolizmo kiekį. Pagrindinė medžiagų apykaita priklauso nuo žmogaus amžiaus, ūgio, kūno svorio ir lyties. Intensyviausia bazinė medžiagų apykaita 1 kg kūno svorio stebima vaikams (naujagimiams - 53 kcal/kg per parą, pirmųjų gyvenimo metų vaikams - 42 kcal/kg). Vidutinis bazinis medžiagų apykaitos greitis suaugusiems sveikiems vyrams yra 1300-1600 kcal per dieną; moterų šios vertės yra 10% mažesnės. Taip yra dėl to, kad moterys turi mažesnę masę ir kūno paviršiaus plotą.

Specifinis dinaminis maisto veikimas- organizmo energijos sąnaudų padidėjimas dėl maisto suvartojimo, virškinimo ir įsisavinimo. Specifinis dinaminis maisto poveikis yra tas, kad energija taip pat sunaudojama maistui virškinti, net ir nesant raumenų veiklos. Šiuo atveju didžiausią suvartojimą sukelia baltymų virškinimas. Baltymai maksimaliai sustiprina medžiagų apykaitą, padidina ją 40%, angliavandeniai ir riebalai – tik 5%. Normaliai maitinantis, suaugęs žmogus kasdien suvartoja apie 200 kalorijų specifiniam dinaminiam maisto veikimui.

Rubnerio kūno paviršiaus dėsnis. Bazinio metabolizmo greičio priklausomybę nuo kūno paviršiaus ploto įrodė vokiečių fiziologas Rubneris įvairiems gyvūnams. Pagal šią taisyklę bazinės medžiagų apykaitos greičio intensyvumas yra glaudžiai susijęs su kūno paviršiaus dydžiu: skirtingų kūno dydžių šiltakraujų organizmuose iš 1 m 2 paviršiaus išsisklaido toks pat šilumos kiekis.

Taigi kūno paviršiaus dėsnis teigia: šiltakraujo organizmo energijos sąnaudos yra proporcingos kūno paviršiaus plotui.

Su amžiumi bazinis medžiagų apykaitos greitis nuolat mažėja. Sveiko žmogaus bazinis metabolizmo greitis yra maždaug 1 kcal/(kg-h).

Nr. 52 Darbinė energijos apykaita. Kūno energijos sąnaudos įvairių rūšių darbo metu. Darbo mainų nustatymo metodai.

Bendros žmogaus energijos sąnaudos priklauso nuo kūno būklės ir raumenų veiklos.

Raumenų darbas reikalauja didelių energijos sąnaudų ( darbinė energijos apykaita), viena vertus, ir šilumos gamybos padidėjimas, kita vertus. Ramiai gulinčiam žmogui šilumos gamyba yra 35 kcal/(gm 2). Jei tiriamasis užima sėdimą padėtį - 42%; stovint - 70%, o ramiai, neskubant vaikštant šilumos gamyba padidėja 180%. Esant vidutinio intensyvumo raumenų apkrovoms, raumenų darbo efektyvumas siekia apie 24%. Iš viso dirbančių raumenų sunaudojamos energijos 43% išleidžiama susitraukimui suaktyvinti, o visa ši energija paverčiama šiluma. Tik 57% visos energijos skiriama darbo mažinimui.

Skirtumas tarp energijos sąnaudų fizinio aktyvumo metu ir bazinės medžiagų apykaitos energijos sąnaudų sudaro darbo padidėjimą, kuris tuo didesnis, kuo intensyvesnis darbas. Darbinis pelnas – tai visa likusi energija, kurią organizmas per dieną išleidžia fizinei ir protinei veiklai.

Bazinio mainų ir darbinio padidėjimo suma sudaro bendrąjį mainą. Bendrosios medžiagų apykaitos ir specifinio dinaminio maisto veikimo suma vadinama bendrąja medžiagų apykaita. Didžiausias leistinas konkretaus žmogaus darbo krūvis, nuolat jo atliekamas ilgą laiką, neturi viršyti bazinės metabolizmo lygio suvartojant energiją daugiau kaip 3 laikai. Trumpalaikio pratimo metu energija išsiskiria dėl angliavandenių oksidacijos.

Ilgai treniruojant raumenis, organizmas pirmiausia skaido riebalus, suteikdamas 80 % reikalingos energijos. Treniruotiems sportininkams raumenų susitraukimų energiją suteikia tik riebalų oksidacija. Fizinį darbą dirbančiam žmogui energijos sąnaudos didėja proporcingai darbo intensyvumui.

Pagal energijos sąnaudas visos profesijos yra suskirstytos į kelias grupes, kurių kiekviena pasižymi savo kasdieniu energijos suvartojimu.

Fizinio aktyvumo norma. Objektyvus fizinis kriterijus, lemiantis adekvatų energijos sąnaudų kiekį konkrečioms profesinėms žmonių grupėms, yra fizinio aktyvumo koeficientas (visų rūšių gyvenimo veiklų bendrųjų energijos sąnaudų santykis su bazinės medžiagų apykaitos, t. y. energijos sąnaudų ramybės būsenoje, verte). Vyrų ir moterų fizinio aktyvumo koeficiento reikšmės yra vienodos, tačiau dėl mažesnio moterų kūno svorio ir atitinkamai bazinės medžiagų apykaitos vyrų ir moterų energijos sąnaudos grupėse, kurių fizinio aktyvumo koeficientas yra vienodas skirtinga.

I grupė- darbuotojai, daugiausia dirbantys protinį darbą: mokslininkai, humanitarinių mokslų studentai. Labai lengvas fizinis aktyvumas; fizinio aktyvumo koeficientas 1,4; energijos suvartojimas 1800-2450 kcal/para.

II grupė- lengvąjį fizinį darbą dirbantys darbuotojai: tramvajų, troleibusų vairuotojai, serviso darbuotojai, medicinos seserys, tvarkdariai. Lengvas fizinis aktyvumas; fizinio aktyvumo koeficientas 1,6; energijos suvartojimas 2100-2800 kcal/para.

III grupė- vidutinio sunkumo darbininkai: mechanikai, derintojai, autobusų vairuotojai, chirurgai. Vidutinis fizinis aktyvumas; fizinio aktyvumo koeficientas 1,9; energijos suvartojimas 2500-3300 kcal/para.

IV grupė- sunkaus fizinio darbo darbuotojai: statybininkai, metalurgai. Didelis fizinis aktyvumas; fizinio aktyvumo koeficientas 2,2; energijos suvartojimas 2850-3850 kcal/para.

V grupė- ypač sunkaus darbo darbininkai, tik vyrai: mašinistai, žemės ūkio darbuotojai sėjos ir derliaus nuėmimo laikotarpiu, kalnakasiai, kirtėjai, betonuotojai, mūrininkai, kasėjai, nemechanizuoto darbo krautuvai, elnių ganytojai ir kt. Labai didelis fizinis aktyvumas; fizinio aktyvumo koeficientas 2,5; energijos suvartojimas 3750-4200 kcal/para.

Kiekvienai darbo grupei buvo nustatytos vidutinės sveiko žmogaus subalansuotų energijos ir maistinių medžiagų poreikių reikšmės, kurios vyrams ir moterims šiek tiek skiriasi.

Nr. 53 Žmogaus kūno temperatūra ir jos paros svyravimai. Homeoterminio organizmo šilumos balansas. Žmogaus kūno temperatūros diagrama. Žmogaus kūno temperatūros matavimo metodai.

Homeotermija. Evoliucijos procese aukštesni gyvūnai ir žmonės sukūrė mechanizmus, galinčius palaikyti pastovią kūno temperatūrą, nepriklausomai nuo aplinkos temperatūros. Jų vidaus organų temperatūra svyruoja tarp 36-38 °C, skatindama optimalią medžiagų apykaitos procesų eigą, katalizuoja daugumą fermentinių reakcijų ir tam tikrose ribose įtakoja jų greitį.

Pastovi temperatūra taip pat būtina norint palaikyti normalius fizikinius ir cheminius parametrus – kraujo klampumą, paviršiaus įtempimą, koloidinį-osmosinį slėgį ir kt. Temperatūra taip pat turi įtakos sužadinimo procesams, raumenų susitraukimo greičiui ir intensyvumui, sekrecijos procesams, absorbcijai ir apsauginėms reakcijoms. ląstelių ir audinių.

Homeoterminiai organizmai sukūrė reguliavimo mechanizmus, kurie daro juos mažiau priklausomus nuo aplinkos sąlygų. Jie sugeba išvengti perkaitimo, kai oro temperatūra per aukšta, ir hipotermijos, kai oro temperatūra per žema.

Optimali žmogaus kūno temperatūra yra 37 °C; viršutinė mirtina temperatūra yra 43,4 °C. Aukštesnėje temperatūroje prasideda ląstelių baltymų denatūracija ir negrįžtama mirtis; žemesnė mirtina temperatūra yra 24 °C. Esant ekstremalioms staigių aplinkos temperatūros pokyčių sąlygoms, homeoterminiai gyvūnai reaguoja į stresą (temperatūra – karštis ar šaltis – stresas). Šių reakcijų pagalba tokie gyvūnai palaiko optimalų kūno temperatūros lygį. Homeotermija žmonėms vystosi visą gyvenimą.

Žmonių, kaip ir aukštesnių gyvūnų, kūno temperatūra yra daugiau ar mažiau reguliari dienos svyravimai net ir tomis pačiomis mitybos ir fizinio aktyvumo sąlygomis.

Kūno temperatūra dieną aukštesnė nei naktį, o dieną svyruoja tarp 0,5–3 °C, iki minimumo nukrenta 3–4 val., o maksimumą pasiekia 16–18 val. Temperatūros kreivės paros ritmas nėra tiesiogiai susijęs su aktyvumo ir poilsio laikotarpių kaita, nes jis išlieka, net jei žmogus nuolat visiškai ilsisi. Šis ritmas palaikomas be jokių išorinių reguliavimo veiksnių; jis būdingas pačiam organizmui ir reprezentuoja tikrai endogeninį ritmą.

Moterims būdingi ryškūs mėnesiniai kūno temperatūros svyravimų ciklai. pakyla temperatūra pavalgius (specifinis dinaminis maisto poveikis), dirbant raumenims, esant nervinei įtampai.

Kūno temperatūros modelis, kurį lemia skirtingas medžiagų apykaitos lygis skirtinguose organuose. Kūno temperatūra pažastyje yra 36,8 °C, delniniuose plaštakos paviršiuose - 25-34 °C, tiesiojoje žarnoje - 37,2-37,5 °C, burnos ertmėje - 36,9 °C. Žemiausia temperatūra stebima apatinių galūnių pirštuose, o aukščiausia – kepenyse.

Tuo pačiu metu net tame pačiame organe yra dideli temperatūros gradientai, o jo svyravimai svyruoja nuo 0,2 iki 1,2 °C. Taigi kepenyse temperatūra yra 37,8-38 °C, o smegenyse - 36,9-37,8 °C. Vykstant raumenų veiklai stebimi dideli temperatūros svyravimai. Žmonėms dėl intensyvaus raumenų darbo susitraukiančių raumenų temperatūra pakyla 7 °C.

Kai žmogus maudosi šaltame vandenyje, pėdos temperatūra be nemalonių pojūčių nukrenta iki 16 °C.

Atskiros kūno temperatūros modelio ypatybės:

Sveikas žmogus turi santykinai pastovų kūno temperatūros modelį;

Temperatūros modelio ypatybes lemia genetiškai, visų pirma individualus medžiagų apykaitos procesų intensyvumas;

Individualias kūno temperatūros modelio charakteristikas lemia humoralinių (hormoninių) veiksnių įtaka ir autonominės nervų sistemos tonusas;

Ugdymosi procese pagerėja kūno temperatūros modelis, lemia gyvenimo būdas ir ypač grūdinimasis. Kartu ji yra dinamiška tam tikrose ribose, priklausomai nuo profesijos ypatybių, aplinkos sąlygų, charakterio ir kitų veiksnių.

Nr. 54 Šilumos gamybos mechanizmai. Metabolizmas kaip šilumos susidarymo šaltinis. Atskirų organų vaidmuo šilumos gamyboje ir šio proceso reguliavimas.

Šilumos gamybos centrai.Šilumos generavimo centrai buvo rasti šoninio nugaros pagumburio srityje. Jų sunaikinimas lemia tai, kad gyvūnai praranda galimybę palaikyti pastovią kūno temperatūrą esant žemai aplinkos temperatūrai. Jų kūno temperatūra tokiomis sąlygomis pradeda kristi, o gyvūnai patenka į hipotermijos būseną. Elektros stimuliacija atitinkamiems pagumburio centrams sukelia gyvūnams tokį sindromą: 1) susiaurėja paviršiniai odos kraujagyslės. Kraujagyslių susiaurėjimas pasiekiamas aktyvuojant užpakalinio pagumburio simpatinius centrus.; 2) piloerekcija – kūno plaukų tiesinimo reakcija.; 3) raumenų drebulys - padidina šilumos gamybos kiekį 4-5 kartus. Drebėjimo motorinis centras yra užpakalinio pagumburio dorsomedialinėje dalyje. Jį slopina padidėjusi išorinė temperatūra ir susijaudina, kai ji mažėja. Impulsai iš drebėjimo centro sukelia bendrą raumenų tonuso padidėjimą. Padidėjęs raumenų tonusas sukelia ritminių refleksų atsiradimą iš raumenų verpsčių, o tai sukelia drebulį; 4) padidėjusi antinksčių sekrecija.

Termoreguliacijos centrų sąveika. Tarp priekinio pagumburio šilumos perdavimo centrų ir užpakalinio pagumburio šilumos gamybos centrų yra abipusiai santykiai. Padidėjus šilumos gamybos centrų veiklai, šilumos perdavimo centrų veikla slopinama ir atvirkščiai. Sumažėjus kūno temperatūrai, suaktyvėja užpakalinės pagumburio neuronų veikla; Kai kūno temperatūra pakyla, suaktyvėja priekinio pagumburio neuronai.

Šilumos gamybos mechanizmai. Sumažėjus aplinkos temperatūrai, eferentiniai impulsai iš užpakalinio pagumburio neuronų plinta į nugaros smegenų α-motoneuronus. Dėl šios įtakos susitraukia griaučių raumenys. Susitraukus raumenims, suaktyvėja ATP hidrolizė. Dėl to padidėja valingas raumenų aktyvumas.

Tuo pačiu metu, atvėsus, vadinamasis termoreguliacinis raumenų tonusas. Termoreguliacinis tonas yra tam tikra raumenų skaidulų mikrovibracija. Dėl to šilumos gamyba nuo pradinio lygio padidėja 20-45%. Esant didesniam vėsinimui, termoreguliacinis tonas virsta šaltas raumenų drebulys.Šaltas drebulys – tai nevalinga paviršinių raumenų ritminė veikla. Dėl to šilumos gamyba, palyginti su pradiniu lygiu, padidėja 2-3 kartus.

Raumenų tremoro mechanizmai yra susiję su sužadinimo plitimu iš pagumburio per vidurinių smegenų tegmentum ir per raudonąjį branduolį į nugaros smegenų α-motoneuronus ir iš jų į atitinkamus raumenis.

Tuo pačiu metu aušinimo metu griaučių raumenyse, kepenyse ir ruduosiuose riebaluose suaktyvėja oksidacijos procesai ir sumažėja oksidacinio fosforilinimo efektyvumas. Dėl šių procesų, vadinamosios nesusitraukiančios termogenezės, šilumos gamyba gali padidėti 3 kartus.

Nesusitraukiančios termogenezės reguliavimas vykdomas aktyvinant simpatinę nervų sistemą, skydliaukės hormonus ir antinksčių šerdį.

Nr. 55 Šilumos perdavimo mechanizmai. Būdai, kaip organizmas išskiria šilumą. Fiziologiniai šilumos perdavimo mechanizmai.

Kūno temperatūros palaikymas optimaliame medžiagų apykaitai yra atliekamas dėl centrinės nervų sistemos reguliavimo įtakos. Dėl nervinių ir tiesioginių humoralinių poveikių, kuriuose dalyvauja nemažai oligopeptidų, tokių kaip bombezinas, nagrinėjamoje funkcinėje sistemoje formuojasi procesai, kuriais siekiama atstatyti susidariusius kūno temperatūros pokyčius. Šie procesai apima šilumos gamybos ir šilumos perdavimo mechanizmus.

Šilumos perdavimo centrai.Šilumos perdavimo centrai buvo rasti pagumburio priekinių branduolių srityje. Šių struktūrų sunaikinimas lemia tai, kad gyvūnai praranda galimybę palaikyti pastovią kūno temperatūrą esant aukštai aplinkos temperatūrai. Tuo pačiu metu jų kūno temperatūra pradeda kilti, gyvūnai patenka į hipertermijos būseną, hipertermija gali išsivystyti net kambario temperatūroje. Šių struktūrų dirginimas per implantuotus elektrodus elektros srove sukelia gyvūnams būdingą sindromą: dusulį, paviršinių odos kraujagyslių išsiplėtimą, kūno temperatūros kritimą. Sustoja raumenų drebulys, kurį sukelia išankstinis aušinimas.

Šilumos išsklaidymas(fizinę termoreguliaciją) lemia fizikiniai procesai:

Šilto oro judėjimas nuo kūno paviršiaus kontaktine arba tolima konvekcija;

Šiluminė spinduliuotė (radiacija);

Skysčių išgarinimas iš odos paviršiaus ir viršutinių kvėpavimo takų

Šlapimo ir išmatų išsiskyrimas.

Fizinis termoreguliavimas atliekamas šiais būdais.

Kontaktinė konvekcija- tiesioginis šilumos mainai tarp dviejų skirtingų temperatūrų objektų, kurie tiesiogiai liečiasi vienas su kitu.

Tolima konvekcija- šilumos perėjimas į oro srovę, kuri juda šalia kūno paviršiaus ir, įkaista, pakeičiama nauju, šaltesniu.

Radiacija- šilumos perdavimas spinduliuojant elektromagnetinę energiją į

infraraudonųjų spindulių pavidalu.

Šilumos perdavimo reguliavimas.Konvekcija, šilumos spinduliavimas Ir garinimasšiluma yra tiesiogiai proporcinga aplinkos šilumos talpai.

Šilumos išsklaidymas priklauso nuo kūno paviršiaus tūrio. Yra žinoma, kad daugelis gyvūnų šaltyje susisuka į kamuoliuką, užimdami mažesnį tūrį. Konvekcijos, spinduliavimo ir šilumos išgaravimo procesai priklauso nuo odos savybių. Kailis ant gyvūnų odos neleidžia perduoti šilumos.

Kraujagyslių reakcijos perkaitimo metu. Visi fiziniai žmogaus šilumos perdavimo procesai yra pagrįsti fiziologiniais procesais, susijusiais su odos paviršinių kraujagyslių spindžio pokyčiais, veikiant aplinkos temperatūrai. Veikiant aukštai temperatūrai kraujagyslės plečiasi, žemoje – susiaurėja. Šios reakcijos vyksta dėl autonominės nervų sistemos aktyvavimo - pirmuoju atveju parasimpatinis skyrius, o antruoju - simpatinis.

Bradikininas, kurį gamina prakaito liaukos per cholinergines simpatines skaidulas, dalyvauja odos vazodilatacijos mechanizmuose.

Šilumos perdavimas vandeninėje aplinkoje.Šilumos perdavimo procesai priklauso nuo fizinių aplinkos savybių. Šilumos perdavimo procesai, taip pat šilumos gamyba, sudėtingiausiai keičiasi vandens aplinkoje. Vėsus vanduo turi didžiausią šiluminę talpą. Išgaravimas pašalinamas vandenyje. Tuo pačiu metu vanduo daro fizinį spaudimą kūno odai, todėl kūno svoris persiskirsto. Vandens temperatūra dirgina odos receptorius ir interoreceptorius.

Prakaitavimas. Svarbiausias šilumos praradimo mechanizmas yra prakaitavimas. Su 1 g garų organizmas netenka apie 600 kalorijų šilumos. Prakaitavimas yra būtinas norint palaikyti optimalų kūno temperatūros lygį esant aukštai aplinkos temperatūrai, ypač karštose šalyse. Nustatyta, kad ne visi žmonės vienodai gali padidinti prakaitavimą esant aukštai temperatūrai.

Nr. 56 Funkcinė sistema, palaikanti medžiagų apykaitai optimalią kraujo temperatūrą. Pagrindinių jo mechanizmų charakteristikos.

Funkcinė sistema, nustatanti optimalią kūno temperatūrą medžiagų apykaitai, apjungia dvi posistemes: vidinę endogeninę savireguliaciją ir į tikslą nukreiptą elgesį. Endogeniniai savireguliacijos mechanizmai dėl šilumos gamybos ir šilumos išsiskyrimo procesų lemia medžiagų apykaitai būtinos kūno temperatūros palaikymą. Funkcinė sistema:

Naudingas prisitaikymo rezultatas

Indikatorius, kuriam veikia ši funkcinė sistema, yra kraujo temperatūra. Viena vertus, tai užtikrina normalią medžiagų apykaitos procesų eigą, o iš kitos – pati nulemta jų intensyvumo.

Normaliam medžiagų apykaitos procesų eigai homeoterminiai gyvūnai, įskaitant žmones, yra priversti palaikyti santykinai pastovią kūno temperatūrą. Tačiau šis pastovumas yra sąlyginis. Įvairių organų temperatūra priklauso nuo svyravimų, kurių ribos priklauso nuo paros meto, organizmo funkcinės būklės, drabužių termoizoliacinių savybių ir kt.

Norint nustatyti energijos sąnaudas, reikia žinoti: (a) kiek deguonies buvo sunaudota per laiko vienetą ir (b) kiek energijos turėjo susidaryti organizme, kai buvo panaudota oksiduojant 1 litrą O. 2 - kaloringas, arba energijos, deguonies ekvivalento (OEC).

KEC reikšmė nėra pastovi. Naudojant tą patį deguonies kiekį (1 l) oksidacijoje susidaro skirtingi energijos kiekiai: šiek tiek daugiau nei 5 kcal, jei oksidacijos substratas yra tik angliavandeniai;

4,6-4,7 kcal, jei riebalai oksiduoti; ir 4,5-4,6 kcal baltymų oksidacijos metu.

Kadangi visų trijų įvardytų komponentų oksidacija vyksta vienu metu, būtina žinoti, kuo santykis jie šiuo metu oksiduojasi. Norėdami tai padaryti, nustatykite kvėpavimo koeficientas (RK) - per tą patį laiką išsiskyrusio anglies dioksido ir sugerto deguonies tūrių santykis: DC = Vco 2 / Vo 2 .

Jei būtų oksiduojami tik angliavandeniai, tai per laiko vienetą absorbuotų deguonies molekulių skaičius būtų lygus susidariusių anglies dioksido molekulių skaičiui, pavyzdžiui: C6H12O 6 + 60 2 → 6CO 2 + 6H 2 O.

Vienodas dujų molekulių skaičius užima vienodus tūrius, todėl angliavandenių oksidacijos metu Vco 2 = Vo 2 ir DC = 1,0.

Oksiduojant baltymus dalis absorbuoto deguonies neišsiskiria su iškvepiamu oru, o sudaro junginius su azotu ir pasišalina su šlapimu. Šiuo atveju DC įgyja reikšmes, esančias žemiau vieneto (apie 0,81).

Riebalų oksidacijai (pvz., tripalmitinui):

2 C 51 H 98 0 6 + 1450 2 → 102С0 2 + 98Н 2 0ДК = 102/145 = 0,70.

Tačiau jei žmogus keletą savaičių maitinamas tik riebalais, DC nesumažės iki 0,70. Panašiai, jei žmogus valgo gryną gliukozę, DC (ramybės būsenoje) padidės tik iki 0,87, bet ne iki 1,00. Priežastis ta, kad angliavandeniai, riebalai ir baltymai oksidacijoje naudojami kiekvieną minutę. Maiste trūkstami komponentai mobilizuojami iš paties organizmo atsargų. Todėl DC paprastai įgauna tam tikrą vidutinę vertę (apie 0,82).

DC rodo santykį, kuriuo angliavandeniai, riebalai ir baltymai naudojami oksiduojant tam tikrą minutę. Todėl KEK yra „tvirtai susietas“ su DC, t. y. kiekviena nuolatinės srovės vertė atitinka savo KEK reikšmę (11.1 lentelė).

Lentelė. 11.1

Kvėpavimo koeficientas (RK) ir kalorijų deguonies ekvivalentas (CEC, kcal/l O 2)

dk	0,70	0,75	0,80	0,85	0,90	0,95	1,00
KEC	4,69	4,74	4,80	4,86	4,92	4,98	5,05

Su mišria mityba EB yra maždaug 4,83 kcal/l O2 . Ši vertė naudojama apytiksliams skaičiavimams (tai leidžia eksperimentiškai nenustatyti nuolatinės srovės).

Kai žmogus dirba sunkų fizinį darbą, raumenyse besikaupianti pieno rūgštis išstumia iš kraujo padidėjusį anglies dvideginio kiekį, dėl to CO 2 išsiskyrimas didėja greičiau nei O 2 įsisavinimas. DC palaipsniui artėja prie 1 ir tada viršija šią vertę. DC = 1,12 rodo reikšmingą acidozę ir kad žmogus netrukus bus priverstas nustoti dirbti.

Sustabdžius darbą, palaipsniui vyksta pieno rūgšties oksidacija, todėl dalis susidariusio anglies dvideginio lieka organizme bikarbonato jonų pavidalu. Dėl to CO 2 emisija mažėja greičiau nei O 2 suvartojimas, o nuolatinė srovė mažėja.

Skaitytojas tikriausiai pastebėjo, kad paprastai kas Iš plaučių pernešama 100 ml kraujo audinyje yra apie 5 ml deguonies, o iš audinių į plaučius patenka tik apie 4 ml anglies dvideginio. Taigi normaliomis ramybės sąlygomis per plaučius išsiskiriančio anglies dioksido tūris sudaro tik 82% plaučiuose absorbuoto deguonies tūrio. Išskiriamo anglies dioksido kiekio ir absorbuoto deguonies kiekio santykis vadinamas kvėpavimo koeficientu (RQ).
Kvėpavimo koeficientas= Pašalinto anglies dioksido tūris / absorbuoto deguonies tūris.

Keičiant mainų sąlygas kvėpavimo koeficiento vertė pokyčius. Kai maiste naudojami tik angliavandeniai, DC reikšmė siekia 1, o atvirkščiai, kai maiste naudojami tik riebalai, DC reikšmė sumažėja iki 0,7. Šių pokyčių priežastis yra ta, kad angliavandenių apykaitai panaudojus vieną deguonies molekulę, susidaro viena anglies dioksido molekulė; Kai deguonis reaguoja su riebalais, didelis kiekis deguonies susijungia su riebalų vandenilio atomais, o vietoj anglies dioksido susidaro vanduo. Kitaip tariant, vykstant riebalų apykaitai, audinių cheminių reakcijų kvėpavimo koeficientas yra apie 0,7, o ne 1. Manoma, kad žmogui, valgančiam maistą, kuriame yra vidutiniai angliavandenių, riebalų ir baltymų kiekiai, vidutinė koeficiento reikšmė. yra 0,825.

Kvėpavimo centras

Nervų sistema dažniausiai nustato beveik tiksliai organizmo poreikius atitinkantį alveolių ventiliacijos greitį, todėl deguonies (Po2) ir anglies dvideginio (Pco2) įtampa arteriniame kraujyje mažai kinta net ir esant dideliam fiziniam krūviui bei daugeliu kitų kvėpavimo streso atvejų. Šiame skyriuje aprašoma šios neurogeninės kvėpavimo kontrolės sistemos funkcija.

Kvėpavimo centras susideda iš kelių neuronų grupių, esančių smegenų kamiene abiejose pailgųjų smegenų ir tilto pusėse. Jie skirstomi į tris dideles neuronų grupes: (1) dorsalinė kvėpavimo neuronų grupė, esanti pailgųjų smegenėlių nugarinėje dalyje, kuri daugiausia sukelia įkvėpimą; (2) ventralinė kvėpavimo neuronų grupė, esanti ventrolateralinėje pailgųjų smegenų dalyje ir daugiausia sukelianti iškvėpimą; (3) pneumotaksinis centras, esantis nugaroje viršutinėje tilto dalyje ir daugiausia kontroliuojantis kvėpavimo dažnį bei gylį. Nugarinė neuronų grupė atlieka svarbiausią vaidmenį kontroliuojant kvėpavimą, todėl pirmiausia panagrinėsime jos funkcijas.

Nugarinė kvėpavimo neuronų grupė tęsiasi per didžiąją dalį pailgųjų smegenų ilgio. Dauguma šių neuronų yra pavienio trakto branduolyje, nors kvėpavimui reguliuoti svarbūs ir papildomi neuronai, esantys netoliese esančiame pailgųjų smegenėlių tinkliniame darinyje. Trakto solitarinio trakto branduolys yra jutimo branduolys, skirtas klajokliams ir glossopharyngeal nervams, kurie perduoda jutimo signalus į kvėpavimo centrą iš: (1) periferinių chemoreceptorių; (2) baroreceptoriai; (3) įvairių tipų plaučių receptoriai.

Ritmiški įkvėpimo išskyros iš nugaros neuronų grupės. Pagrindinį kvėpavimo ritmą daugiausia generuoja nugarinė kvėpavimo neuronų grupė. Net po to, kai buvo nupjauti visi periferiniai nervai, patenkantys į medulę ir smegenų kamieną žemiau ir virš smegenų, ši neuronų grupė ir toliau generuoja pasikartojančius veikimo potencialo pliūpsnius iš įkvėpimo neuronų. Pagrindinė šių salvių priežastis nežinoma. Primityviuose gyvūnuose buvo aptikti neuroniniai tinklai, kuriuose vienos neuronų grupės veikla aktyvuoja antrąją grupę, o antrosios grupės veikla slopina pirmąją.

Su laiku aktyvinimo schema kartojasi, ir tai tęsiasi visą gyvūno gyvenimą, todėl dauguma fiziologų, užsiimančių kvėpavimo fiziologija, mano, kad žmonės taip pat turi panašų neuronų tinklą, išsidėsčiusį pailgosiose smegenyse; gali būti, kad jis apima ne tik nugarinę neuronų grupę, bet ir greta esančias pailgųjų smegenėlių dalis, o šis neuronų tinklas yra atsakingas už pagrindinį kvėpavimo ritmą.

Kylantis įkvėpimo signalas. Signalas iš neuronų, perduodamas į įkvėpimo raumenis, daugiausia diafragmą, nėra momentinis veikimo potencialo pliūpsnis. Įprasto kvėpavimo metu jis palaipsniui didėja maždaug per 2 sekundes. Po to jis staigiai sumažėja maždaug 3 sekundes, o tai sustabdo diafragmos sužadinimą ir leidžia iškvėpti elastingą plaučių ir krūtinės sienelės trauką. Tada vėl prasideda įkvėpimo signalas, o ciklas kartojasi iš naujo, o tarp jų atsiranda iškvėpimas. Taigi įkvėpimo signalas yra kylantis signalas. Matyt, šis signalo padidėjimas užtikrina laipsnišką plaučių tūrio padidėjimą įkvėpimo metu, o ne staigaus įkvėpimo.
Valdomi du taškai kylančio signalo.

1. Kylančio signalo didėjimo greitis, todėl sunkiai kvėpuojant signalas greitai auga ir sukelia greitą plaučių prisipildymą.
2. Ribinis taškas, kurį pasiekus signalas staiga dingsta. Tai yra įprastas būdas kontroliuoti kvėpavimo dažnį; Kuo greičiau stiprėjantis signalas sustos, tuo trumpesnė įkvėpimo trukmė. Tuo pačiu metu sutrumpėja iškvėpimo trukmė, todėl kvėpavimas tampa dažnesnis.

Darbas 3. Kvėpavimo koeficiento nustatymas

Svarbus kvėpavimo substrato cheminės prigimties rodiklis yra kvėpavimo koeficientas ( DK) – išsiskiriančio anglies dioksido tūrio santykis ( V(CO 2)) iki absorbuoto deguonies tūrio ( V(O 2)). Kai angliavandeniai oksiduojasi, kvėpavimo koeficientas yra 1; oksiduojant riebalus (daugiau redukuotų junginių), absorbuojama daugiau deguonies nei išsiskiria anglies dioksidas ir DK < 1. При окислении органических кислот (менее восстановленных, чем углеводы соединений) DK > 1.

Didumas DK priklauso nuo kitų priežasčių. Kai kuriuose audiniuose dėl sunkios deguonies patekimo, kartu su aerobiniu kvėpavimu, vyksta anaerobinis kvėpavimas, kuris nėra lydimas deguonies absorbcijos, todėl padidėja deguonies vertė. DK. Kvėpavimo koeficiento reikšmę taip pat lemia kvėpavimo substrato oksidacijos užbaigtumas. Jei, be galutinių produktų, audiniuose kaupiasi mažiau oksiduotų junginių, tada DK < 1.

Kvėpavimo koeficiento nustatymo prietaisas (8 pav.) susideda iš mėgintuvėlio (8 pav., a) arba kito stiklinio indo (8 pav., b) su sandariai priglundančiu kamščiu, į kurį įdedamas matavimo vamzdelis su milimetrinio popieriaus skale. yra įdėtas.

Medžiagos ir įranga. Daigančios saulėgrąžų, miežių, žirnių, pupelių, linų, kviečių sėklos, 20 % natrio hidroksido tirpalas, 2 cm 3 švirkštas, spalvotas skystis, Petri lėkštelė, cheminis mėgintuvėlis, U formos vamzdelis, elastingas vamzdelis, kamštis su skylute, anatominis pincetas , filtravimo popieriaus juostelės (1,5-5 cm), milimetrinis popierius, smėlio laikrodis 3 min., mėgintuvėlių stovas.

Progresas. Į mėgintuvėlį įpilkite 2 g dygstančių saulėgrąžų sėklų. Tvirtai uždarykite mėgintuvėlį kamščiu, elastingu vamzdeliu sujungtu su U formos stikliniu vamzdeliu, ir pipete įlašinkite nedidelį skysčio lašelį į mėgintuvėlio galą, sukuriant uždarą atmosferą prietaiso viduje. Eksperimento metu būtinai palaikykite pastovią temperatūrą. Norėdami tai padaryti, pastatykite prietaisą ant trikojo, kad nešildytumėte rankomis ar kvėpuodami. Nustatykite, kiek skalės padalų lašas pajudės vamzdžio viduje per 3 minutes. Norėdami gauti tikslų rezultatą, apskaičiuokite trijų matavimų vidurkį. Gauta vertė išreiškia skirtumą tarp kvėpavimo metu absorbuoto deguonies tūrio ir išsiskiriančio anglies dioksido tūrio.

Atidarykite prietaisą su sėklomis ir pincetu įdėkite į žiedą susuktą filtravimo popieriaus juostelę, iš anksto pamirkytą NaOH tirpale. Vėl uždarykite mėgintuvėlį, į matavimo mėgintuvėlį įlašinkite naują spalvoto skysčio lašą ir toliau matuokite jo greitį toje pačioje temperatūroje. Nauji duomenys, iš kurių vėl apskaičiuojate vidutinę vertę, išreiškia kvėpavimo metu absorbuoto deguonies tūrį, nes išsiskiriantį anglies dioksidą sugeria šarmas.

Apskaičiuokite kvėpavimo koeficientą pagal formulę: , kur DK– kvėpavimo koeficientas; IN– kvėpavimo metu absorbuoto deguonies tūris; A– skirtumas tarp kvėpavimo metu sugerto deguonies tūrio ir išsiskiriančio anglies dioksido tūrio.

Palyginkite siūlomų objektų kvėpavimo koeficientų reikšmes ir padarykite išvadą apie kiekvieno objekto kvėpavimo substratų cheminę prigimtį.

_________________________________

1 Prietaisas dujų mainams stebėti augalų ir gyvūnų kvėpavimo metu PGD (mokomasis): naudojimo instrukcija / red. T.S. Chanova. – M.: Švietimas, 1987. – 8 p.

Kvėpavimo koeficientas yra 18,10:24,70 = 0,73.[...]

Įprasto vaisių nokimo metu kvėpavimo koeficientas nepasilieka pastovus. Priešmenopauzės stadijoje jis yra maždaug 1, o bręsdamas pasiekia 1,2... 1,5 reikšmes. Esant ±0,25 nukrypimams nuo vieneto, vaisiuose medžiagų apykaitos sutrikimų dar nepastebima, tik esant dideliems nukrypimams galima daryti prielaidą apie fiziologinius sutrikimus. Bet kurio vaisiaus atskirų audinių sluoksnių kvėpavimo intensyvumas nėra vienodas. Atsižvelgiant į didesnį odoje esančių fermentų aktyvumą, joje kvėpavimo dažnis yra daug kartų didesnis nei parenchiminiame audinyje (Hulme ir Rhodes, 1939). Sumažėjus deguonies kiekiui ir padidėjus anglies dioksido koncentracijai parenchimos ląstelėse, kvėpavimo intensyvumas mažėja tolstant nuo odelės iki vaisiaus šerdies.[...]

Prietaisas kvėpavimo koeficientui nustatyti, pincetas, filtravimo popieriaus juostelės, smėlio laikrodis 2 min., stikliniai puodeliai, pipetės, stiklinės lazdelės, 250 ml kūginės kolbos.[...]

Kvėpavimo koeficiento nustatymo prietaisas susideda iš didelio mėgintuvėlio su sandariai priglundančiu guminiu kamščiu, į kurį įkišamas stačiu kampu sulenktas matavimo vamzdelis su milimetrine popieriaus skale.[...]

Deguonies suvartojimas ir jo panaudojimo koeficientas buvo pastovūs, kai p02 buvo sumažintas iki 60 ir 20% pradinio (priklausomai nuo srauto). Kai deguonies koncentracija šiek tiek viršija kritinę ribą, maksimalus vėdinimo tūris buvo palaikomas ilgą laiką (kelias valandas). Vėdinimo tūris padidėjo 5,5 karto, tačiau skirtingai nuo karpių, sumažėjo nuo 22% vandens prisotinimo deguonimi. Autoriai mano, kad žuvų ventiliacijos tūrio sumažėjimas esant ekstremaliam hipoksijai yra deguonies trūkumo kvėpavimo raumenyse pasekmė. Kvėpavimo dažnio ir širdies susitraukimų dažnio santykis normaliai buvo 1,4, o esant deguonies trūkumui – 4,2.[...]

Įvadiniai paaiškinimai. Metodo privalumai: didelis jautrumas, leidžiantis dirbti su mažais eksperimentinės medžiagos pavyzdžiais; galimybė stebėti dujų mainų dinamiką ir kartu atsižvelgti į 02 ir C02 dujų mainus, kas leidžia nustatyti kvėpavimo koeficientą.[...]

Todėl pH reikšmė oksitanke sumažėja iki beveik 6,0, o aeracijos bake pH>7D Esant maksimaliai apkrovai, oksibako energijos suvartojimas, įskaitant deguonies gamybos įrangos galią 1,3 m3/ (AG-h) ir galios aeratorius (26.9 pav.), turi būti mažesnė už aeratoriaus galią aeravimo bakui. Tai paaiškinama didele deguonies koncentracija (virš 60%) visose deguonies bako stadijose.[...]

Anglies dioksido išsiskyrimo (С?СО2), deguonies absorbcijos dinamika ([...]

Jūros ir gėlavandenės žuvys tokiomis eksperimentinėmis sąlygomis turėjo maždaug tokį patį kvėpavimo koeficientą (RQ). Šių duomenų trūkumas yra tas, kad autorius palyginimui paėmė auksinę žuvelę, kuri paprastai sunaudoja mažai deguonies ir vargu ar gali būti lyginimo etalonu.[...]

Kalbant apie žiemojančių vabzdžių dujų mainus, reikia pasakyti, kad kvėpavimo koeficientas taip pat mažėja1. Pavyzdžiui, Dreyer (1932) nustatė, kad aktyvios skruzdėlės Formica ulkei Emery būsenoje kvėpavimo koeficientas buvo 0,874; skruzdėlėms tapus neaktyviomis prieš žiemos miegą, kvėpavimo koeficientas sumažėjo iki 0,782, o žiemos miego laikotarpiu sumažėjimas siekė 0,509-0,504. Kolorado vabalas Leptinotarsa ​​decemlineata Say. žiemojimo laikotarpiu kvėpavimo koeficientas sumažėja iki 0,492-0,596, o vasarą - 0,819-0,822 (Ushatinskaya, 1957). Tai paaiškinama tuo, kad aktyvios būsenos vabzdžiai daugiausia gyvena su baltyminiu ir angliavandenių maistu, o žiemos miego metu jie suvartoja daugiausia riebalų, kurių oksidacijai reikia mažiau deguonies.

Uždarytose talpyklose, skirtose slėgiui GP RK. d = 1962 Pa (200 mm vandens stulpelis), esant dideliam apyvartos greičiui, tuščiosios eigos laikas bakui su „negyvomis“ nuosėdomis prieš užpildymą gali būti toks trumpas, kad kvėpavimo vožtuvas nespėja atsidaryti „iškvėpimui“ “. Tada nėra nuostolių dėl „atvirkštinio iškvėpimo“.[...]

Norint suprasti organizme vykstančius biocheminius procesus, didelę reikšmę turi kvėpavimo koeficiento reikšmė. Kvėpavimo koeficientas (RC) – tai iškvepiamos anglies rūgšties ir suvartoto deguonies santykis.[...]

Norint įvertinti temperatūros įtaką bet kuriam procesui, jie paprastai veikia pagal temperatūros koeficiento vertę. Kvėpavimo proceso temperatūros koeficientas (t>ω) priklauso nuo augalo tipo ir temperatūros gradacijų. Taigi, padidėjus temperatūrai nuo 5 iki 15 ° C, 0 ω gali padidėti iki 3, o pakilus temperatūrai nuo 30 iki 40 ° C, kvėpavimo intensyvumas padidėja mažiau (ω apie 1,5). Didelę reikšmę turi augalo vystymosi fazė. Pasak B., A. Rubino, kiekvienoje augalo vystymosi fazėje kvėpavimo procesui palankiausios temperatūros yra tos, kurių fone dažniausiai vyksta ši fazė Optimalios temperatūros pokytis augalo kvėpavimo metu priklausomai nuo fazės jų vystymąsi lemia tai, kad ontogenezės procese jie keičia kvėpavimo takų mainų kelius. Tuo tarpu skirtingos temperatūros yra palankiausios skirtingoms fermentų sistemoms. Šiuo atžvilgiu įdomu tai, kad vėlesnėse augalų vystymosi fazėse pastebimi atvejai, kai flavino dehidrogenazės veikia kaip galutinės oksidazės, pernešdamos vandenilį tiesiai į oro deguonį.[...]

Visos tirtos žuvys nelaisvėje sunaudoja mažiau deguonies nei natūraliomis sąlygomis. Nedidelis kvėpavimo koeficiento padidėjimas akvariumuose laikomoms žuvims rodo kokybinės metabolizmo pusės pasikeitimą link didesnio angliavandenių ir baltymų dalyvavimo joje. Autorius tai aiškina prastesniu akvariumo deguonies režimu, palyginti su natūraliomis sąlygomis; Be to, žuvys akvariume yra neaktyvios.[...]

Siekiant sumažinti kenksmingų garų išmetimą, taip pat naudojami reflektorių diskai, sumontuoti po kvėpavimo vožtuvo tvirtinimo vamzdžiu. Esant dideliam atmosferinių bakų apyvartos greičiui, atšvaitų diskų efektyvumas gali siekti 20-30 %.[...]

Pripildžius dujų kamerą gali vėl prisotėti, jei dujų erdvė nebuvo visiškai prisotinta garų. Tokiu atveju pripildžius indą kvėpavimo vožtuvas neužsidaro ir iš karto prasideda papildomas iškvėpimas. Šis reiškinys pasireiškia bakuose, kurių apyvartos koeficientas yra didelis arba yra iš dalies užpildytas, o ne iki maksimalaus pildymo aukščio, taip pat rezervuaruose, kuriuose hidraulinio skysčio prisotinimo procesai yra lėti (cisternose su pontonais ir įgilintose). GP prisotinimas ypač būdingas bakams, kurie užpildomi pirmą kartą po valymo ir vėdinimo. Šio tipo nuostoliai kartais vadinami nuostoliais dėl GP prisotinimo arba prisotinimo.[...]

Žinomiems u0 Acjcs taip pat galima nustatyti pagal grafikus, panašius į parodytus Fig. 14. Nuostolių skaičiavimo metodai pateikia panašius grafikus tipinėms RVS talpykloms, įvairių tipų kvėpavimo vožtuvams ir jų kiekiams. Reikšmė Ac/cs reiškia koncentracijos padidėjimą degalinėje per bendrą prastovos (tp) ir rezervuaro užpildymo laiką (te), t.y. t = t„ + t3; jis apytiksliai nustatomas pagal grafikus (žr. 3 pav.). Naudojant formulę (!9), reikia turėti omenyje, kad esant pilnam GP prisotinimui ccp/cs = 1 ir kad visiško antžeminių rezervuarų GP prisotinimo laikas ribojamas iki 2-4 dienų ( priklausomai nuo oro sąlygų ir kitų sąlygų), o grafikas yra " Apytikslis 3 pav. Todėl iš (19) formulės gavus reikšmes ccp/cs>l, o tai reiškia visiško dujų generatoriaus prisotinimo pradžią prieš pasibaigus prastovos laikui arba pasibaigus bako užpildymui, reikia pakeisti ccp/cs = 1.[ ...]

Įvertinkime šių dviejų dujų srautų kiekybinius ryšius. Pirma, daugumos nuotekų ir aktyviojo dumblo išsiskyrusio anglies dioksido tūrio ir sunaudoto deguonies tūrio santykis (kvėpavimo koeficientas) yra mažesnis nei vienas. Antra, deguonies ir anglies dioksido tūriniai masės perdavimo koeficientai yra arti vienas kito. Trečia, anglies dioksido fazės pusiausvyros konstanta yra beveik 30 kartų mažesnė nei deguonies. Ketvirta, anglies dioksidas yra ne tik ištirpusio dumblo mišinyje, bet ir cheminiu būdu sąveikauja su vandeniu.[...]

Lyginant abu kvėpavimo tipus, į akis krenta nevienodas deguonies įsisavinimo ir anglies dioksido išsiskyrimo santykis. CO2/O2 santykis įvardijamas kaip kvėpavimo koeficientas KO.[...]

Jei kvėpuojant oksiduojasi organinės medžiagos, turinčios santykinai didesnį deguonies kiekį nei angliavandeniuose, pavyzdžiui, organinės rūgštys - oksalo, vyno ir jų druskos, tai kvėpavimo koeficientas bus žymiai didesnis nei 1. Taip pat bus didesnis nei 1 tuo atveju. kai dalis deguonies, naudojama mikrobų kvėpavimui, paimta iš angliavandenių; arba kvėpuojant tų mielių, kuriose alkoholinė fermentacija vyksta kartu su aerobiniu kvėpavimu. Jei kartu su aerobiniu kvėpavimu vyksta ir kiti procesai, kurių metu naudojamas papildomas deguonis, tai kvėpavimo koeficientas bus mažesnis už 1. Taip pat bus mažesnis nei 1, kai medžiagos, turinčios santykinai mažą deguonies kiekį, pvz., baltymai, angliavandeniliai ir kt. ., kvėpavimo procese oksiduojasi Vadinasi, žinant kvėpavimo koeficiento reikšmę, galima nustatyti, kurios medžiagos oksiduojasi kvėpuojant.[...]

Bendriausias oksidacijos greičio rodiklis yra kvėpavimo greitis, apie kurį galima spręsti pagal deguonies absorbciją, anglies dioksido išsiskyrimą ir organinių medžiagų oksidaciją. Kiti kvėpavimo takų metabolizmo rodikliai: kvėpavimo koeficiento reikšmė, glikolitinio ir pentozės fosfato cukraus skaidymo takų santykis, redokso fermentų aktyvumas. Apie kvėpavimo energetinį efektyvumą galima spręsti pagal mitochondrijų oksidacinio fosforilinimo intensyvumą.[...]

Cox Orange obuoliams parodytos tendencijos dėl deguonies ir anglies dioksido koncentracijų įtakos kameros ore galioja visoms kitoms obuolių rūšims, išskyrus atvejus, kai mažėjant temperatūrai kvėpavimo koeficientas stipriau didėja.

DC vertė priklauso nuo kitų priežasčių. Kai kuriuose audiniuose dėl sunkaus deguonies patekimo, kartu su aerobiniu kvėpavimu, vyksta anaerobinis kvėpavimas, kuris nėra lydimas deguonies absorbcijos, todėl padidėja nuolatinės srovės vertė. Koeficiento reikšmę taip pat lemia kvėpavimo takų substrato oksidacijos užbaigtumas. Jei, be galutinių produktų, audiniuose kaupiasi mažiau oksiduotų junginių (organinių rūgščių), tai DC[...]

Daug tyrėjų atliko žuvų dujų mainų priklausomybės nuo temperatūros kiekybinius tyrimus. Daugeliu atvejų šio klausimo tyrimas apsiribojo visų pirma kiekybine kvėpavimo puse – kvėpavimo ritmo dydžiu, deguonies suvartojimo kiekiu ir tada temperatūros koeficientų apskaičiavimu skirtingose ​​temperatūrose.[...]

Siekiant sumažinti nuostolius dėl garavimo ir oro taršos, benzino talpyklose sumontuotas dujų vamzdynas, jungiantis bakų, kuriuose laikomi tos pačios markės produktai, oro erdves, įrengtas bendras kvėpavimo vožtuvas. Aukščiau aprašytas „didelis ir mažas kvėpavimas“, dujų erdvės vėdinimas, taip pat sukelia oro taršą sandėliuojant naftos produktus žemės ūkio objektuose, nes esant 4–6 cisternų apyvartos koeficientui, kuro atsargų apyvartos koeficientas yra 10- 20, o tai reiškia, kad tankų naudojimo santykis sumažėjo 0,4-0,6. Siekiant išvengti oro taršos, naftos saugyklose įrengti valymo įrenginiai ir benzino-tepalų gaudyklės.[...]

Iki šiol gauti duomenys rodo, kad ekstremalios temperatūros slopina fiziologinę sistemą, ypač dujų transportavimą žuvyse. Tuo pačiu metu vystosi bradikardija, didėja aritmija, mažėja deguonies suvartojimas ir jo panaudojimo greitis. Po šių širdies ir kvėpavimo aparato veikimo pokyčių pamažu nutrūksta žiaunų ventiliacija ir, galiausiai, nustoja funkcionuoti miokardas. Matyt, kvėpavimo raumenų anoksija ir bendras deguonies trūkumas yra viena iš žuvų žūties dėl perkaitimo priežasčių. Padidėjus temperatūrai pagreitėja deguonies panaudojimas ir dėl to sumažėja jo įtampa nugaros aortoje, o tai, savo ruožtu, yra signalas padidinti žiaunų ventiliaciją.[...]

Prieš naudojant modelį, reikia patikrinti jo kinetikos parametrus. Gryno deguonies sistemos modelio, skirto buitinių ir pramoninių nuotekų valymui, patvirtinimą atliko Muller ir kt.(1) Modelio patvirtinimui buitinėms nuotekoms buvo naudojamas kvėpavimo koeficientas R.C 1,0, o pramoninių nuotekų – 0,85 ir net 0,60. Papildomas cheminių sąveikų patikrinimas buvo atliktas visai neseniai tiriant celiuliozės ir popieriaus gamyklos nuotekas (26.6 pav.) Gautiems duomenims įvertinti buvo priimta prielaida, kad kvėpavimo koeficientas lygus 0,90. Nors duomenys apie amonio kiekį ten buvo ne tiek daug azoto, o jo poreikis mikroorganizmams augti buvo mažesnis nei tradiciškai stebimas biologinėse sistemose.

Norint išspręsti temperatūros įtakos žuvų medžiagų apykaitai esmę, būtina žinoti ne tik medžiagų apykaitos padidėjimo ar sumažėjimo laipsnį keičiantis temperatūrai, bet ir kokybinius atskirų grandžių pokyčius, sudarančius medžiagų apykaitą. Kokybinę metabolizmo pusę tam tikru mastu galima apibūdinti tokiais koeficientais kaip kvėpavimo ir amoniakas (išsiskyrusio amoniako, kaip galutinio azoto apykaitos produkto, ir sunaudoto deguonies santykis) (89 pav.).[...]

Iš pirmiau pateiktos (4) lygties matyti, kad 02 ir CO2 konstantų santykis yra lygus 1,15, t. y. naudojant CO2 balanso matavimo metodą, atrodo, kad būtų galima atlikti stebėjimus esant šiek tiek didesnėms 2 vertėms. ir atitinkamai didesni srauto greičiai. Tačiau šis akivaizdus pranašumas išnyksta, jei darome prielaidą, kad kvėpavimo koeficientas yra mažesnis nei 1. Be to, kaip parodė Talingas 32], CO2 nustatymo tikslumas natūraliuose vandenyse negali būti geresnis nei ± 1 µmol/l (0,044 mg/l). ir deguonies - ±0,3 µmol/l (0,01 mg/l). Vadinasi, net ir imant kvėpavimo koeficientą lygų 1, balansinio metodo tikslumas, pagrįstas deguonies balanso įvertinimu, pasirodo bent tris kartus didesnis nei nustatant anglies dioksidą.[...]

Mūsų tyrimuose buvo naudojamas morfofiziologinis metodas su kai kuriais papildymais. Tai leido pakankamai tiksliai (±3,5%) nustatyti sugerto deguonies kiekį, išsiskyrusio anglies dioksido kiekį ir kvėpavimo koeficientą (RQ) ant sveikų 10-12 dienų daigų ir augalų lapų iš lauko bandymų. Šios technikos principas yra tas, kad augalai, patalpinti į uždarą indą (specialiai suprojektuota dujų pipete) su atmosferos oru, keičia oro sudėtį dėl kvėpavimo. Taigi, žinant indo tūrį ir nustačius procentinę oro sudėtį eksperimento pradžioje ir pabaigoje, nesunku apskaičiuoti augalų sugerto ir išskiriamo CO2 kiekį. [...]

Įvairių augalų organų ir audinių aprūpinimo deguonimi sąlygos labai skiriasi. Lape deguonis laisvai patenka į beveik kiekvieną ląstelę. Sultingi vaisiai, šaknys, gumbai labai prastai vėdinami; jie prastai laidūs dujoms, ne tik deguoniui, bet ir anglies dioksidui. Natūralu, kad šiuose organuose kvėpavimo procesas pereina į anaerobinę pusę, didėja kvėpavimo koeficientas. Meristematiniuose audiniuose stebimas kvėpavimo koeficiento padidėjimas ir kvėpavimo proceso poslinkis į anaerobinę pusę. Taigi skirtingiems organams būdingas ne tik skirtingas intensyvumas, bet ir nevienoda kvėpavimo proceso kokybė.[...]

Kvėpavimo procese naudojamų medžiagų klausimas jau seniai buvo fiziologų klausimas. Netgi I. P. Borodino darbuose buvo įrodyta, kad kvėpavimo proceso intensyvumas yra tiesiogiai proporcingas angliavandenių kiekiui augalų audiniuose. Tai davė pagrindo manyti, kad angliavandeniai yra pagrindinė medžiaga, suvartojama kvėpuojant. Aiškinant šį klausimą, didelę reikšmę turi kvėpavimo koeficiento nustatymas. Kvėpavimo koeficientas – tai tūrinis arba molinis kvėpuojant išsiskiriančio CO2 ir per tą patį laikotarpį absorbuoto CO2 santykis.Esant normaliai prieigai prie deguonies, kvėpavimo koeficiento reikšmė priklauso nuo kvėpavimo substrato. Jei kvėpavimo procese naudojami angliavandeniai, procesas vyksta pagal lygtį CeH) 2O5 + 6O2 = 6CO2 + 6H2O, šiuo atveju kvėpavimo koeficientas yra lygus vienetui! = 1. Tačiau jei kvėpuojant suyra daugiau oksiduotų junginių, tokių kaip organinės rūgštys, deguonies absorbcija mažėja, o kvėpavimo koeficientas tampa didesnis už vienetą. Kai kvėpuojant oksiduojasi daugiau redukuotų junginių, tokių kaip riebalai ar baltymai, reikia daugiau deguonies ir kvėpavimo koeficientas tampa mažesnis už vienetą.[...]

Taigi paprasčiausias aerobinio kvėpavimo procesas pavaizduotas tokia forma. Kvėpavimo metu sunaudotas molekulinis deguonis daugiausia naudojamas surišti substrato oksidacijos metu susidarantį vandenilį. Vandenilis iš substrato perkeliamas į deguonį per eilę tarpinių reakcijų, kurios vyksta nuosekliai dalyvaujant fermentams ir nešikliams. Vadinamasis kvėpavimo koeficientas suteikia tam tikrą supratimą apie kvėpavimo proceso pobūdį. Tai suprantama kaip išskiriamo anglies dioksido tūrio ir kvėpavimo metu sugerto deguonies tūrio santykis (C02:02).[...]

Žuvų kardiorespiracinio aparato efektyvumas, rezervinės galimybės, dažnio ir amplitudės parametrų labilumas priklauso nuo žuvies rūšies ir ekologinių savybių. Temperatūrai pakilus tiek pat (nuo 5 iki 20°C), lydekų kvėpavimo dažnis padidėjo nuo 25 iki 50 per minutę, lydekų – nuo ​​46 iki 75, ide – nuo ​​63 iki 112 per minutę. Deguonies suvartojimas didėja lygiagrečiai didėjant dažniui, bet ne kvėpavimo gyliui. Daugiausia kvėpavimo judesių siurbti vandens tūrio vienetą sukelia judrioji ide, o mažiausiai – mažiau aktyvi oksifilinė lydeka, kas teigiamai koreliuoja su tiriamų rūšių dujų mainų intensyvumu. Autorių teigimu, maksimalaus vėdinimo tūrio ir atitinkamo deguonies panaudojimo koeficiento santykis lemia maksimalias organizmo energetines galimybes. Ramybės būsenoje didžiausias dujų apykaitos intensyvumas ir ventiliacijos tūris buvo oksifiliniuose ešeriuose, o esant funkcinei apkrovai (motorinė veikla, hipoksija) – ide. Esant žemai temperatūrai, vėdinimo tūrio padidėjimas ide, reaguojant į hipoksiją, buvo didesnis nei esant aukštai temperatūrai, būtent: 20 kartų 5 ° C temperatūroje ir 8 kartus 20 ° C temperatūroje. Orthologus thioglossy esant hipoksijai (40 % prisotinimas) per žiaunas pumpuojamo vandens tūris kinta mažiau: esant 12°C jis padidėja 5 kartus, o esant 28°C - 4,3 karto.[...]

Angliavandenių apykaitos rodikliai adaptacinės egzogeninės hipoksijos metu, t.y. esant nedideliam ar vidutinio sunkumo deguonies trūkumui aplinkoje, buvo daug mažiau ištirti. Tačiau turimi riboti eksperimentiniai duomenys rodo, kad tokiu atveju raumenyse sunaudojama daugiau glikogeno, padidėja pieno rūgšties ir cukraus kiekis kraujyje. Kaip ir galima tikėtis, vandens prisotinimo deguonimi lygis, kuriam esant šie poslinkiai įvyksta, įvairiose rūšyse skiriasi. Pavyzdžiui, žiobriuose buvo stebima hiperglikemija, kai deguonies kiekis sumažėjo tik 20% nuo pradinio lygio, o 1 abeo karepvk cukraus koncentracija kraujyje išliko nuolat žema net esant 40% vandens prisotinimui deguonimi, ir tik toliau. prisotinimo sumažėjimas lėmė greitą cukraus kiekio kraujyje padidėjimą. Lynų hipoksijos metu buvo pastebėtas cukraus ir pieno rūgšties padidėjimas kraujyje. Panaši reakcija į hipoksiją buvo pastebėta kanalų šamuose. Pirmajame iš šių tyrimų, esant 50% vandens prisotinimui deguonimi, žuvyse buvo nustatytas pieno rūgšties kiekio padidėjimas, kuris tęsėsi pirmąją normoksijos valandą, t.y., žuvims grįžus į normalias deguonies sąlygas. Biocheminiai parametrai normalizavosi per 2-6 valandas, o padidėjus laktato kiekiui ir kvėpavimo koeficientui nuo 0,8 iki 2,0, rodė anaerobinės glikolizės padidėjimą.