Часть IV. Физиология систем внутренних органов

Кислород, поглощаемый организмом, используется для окисления белков, жиров и углеводов. Окислительный распад 1 г каждого из этих веществ требует неодинакового количества О2 и сопровождается освобождением различного количества тепла. При потреблении организмом 1 л О2 освобождается разное количество тепла в зависимости от того, на окисление каких веществ О2 используется (табл. 25.3). Количество тепла, освобождающегося после потребления организмом 1 л О2, носит название калорического эквивалента кислорода. Зная общее количество О2, использованное организмом, можно вычислить энергетические затраты только в том случае, если известно, какие вещества — белки, жиры или углеводы, окислились в теле. Показателем этого может служить дыхательный коэффициент.

Таблица 25.3. Потребление кислорода и высвобождение тепла при окислении различных веществ в организме

Дыхательным коэффициентом (ДК) называется отношение объема выделенного углекислого газа (VCO2) к объему поглощенного кислорода (VO2).

(25.2)

Дыхательный коэффициент различен при окислении белков, жиров и углеводов. Для примера рассмотрим, каков будет дыхательный коэффициент при использовании организмом глюкозы. Общий итог окисления молекулы глюкозы можно выразить формулой:

С6Н12О6 + 6О2 = 6СО2 + 6Н2О (25.3)

При окислении глюкозы число молекул образовавшегося СО2 равно числу молекул затраченного (поглощенного) О2. Равное количество молекул газа при одной и той же температуре и одном и том же давлении занимает один и тот же объем (закон Авогадро–Жерара). Следовательно, дыхательный коэффициент (отношение СО2/О2) при окислении глюкозы и других углеводов равен единице.

При окислении жиров и белков дыхательный коэффициент будет ниже единицы, поскольку в жирных кислотах на один атом углерода приходится меньше атомов кислорода, чем в углеводах.

Определенному дыхательному коэффициенту соответствует определенный калорический эквивалент кислорода, что следует из табл. 25.4. Относительное постоянство дыхательного коэффициента (0,85–0,90) у людей при обычном питании в условиях покоя позволяет производить достаточно точное определение энергетического обмена у человека в покое, вычисляя только количество потребленного кислорода и беря его калорический эквивалент при усредненном дыхательном коэффициенте. Количество потребленного организмом кислорода определяют при помощи различных спирографов.

Определив количество поглощенного кислорода и приняв усредненный дыхательный коэффициент равным 0,85, можно рассчитать энергообразование в организме; калорический эквивалент 1 л кислорода при данном дыхательном коэффициенте равен 20,356 кДж, то есть 4,862 ккал (см. табл. 25.4).

Таблица 25.4. Соотношение дыхательного коэффициента и калорического эквивалента кислорода