Робота 10.1. Визначення газообміну за методом дугласа-холдена

У фізіологічних дослідженнях для визначення витрат енергії використовується порівняно простий метод непрямої калориметрії, за допомогою якого витрати енергії визначають непрямим шляхом (за об’ємом поглинутого кисню і об’ємом виділеного за цей же час вуглекислого газу).

Визначення витрат енергії за газообміном можливе тому, що основним процесом, внаслідок якого звільняється енергія, є процес окиснення. Поглинутий твариною кисень окиснює органічні речовини (білки, жири, вуглеводи), внаслідок чого звільнюється певна кількість тепла, а самі речовини розпадаються до своїх кінцевих продуктів.

Кількість тепла, яка звільняється в організмі у разі використання 1 л кисню, називається калоричним коефіцієнтом.

Мета роботи. Засвоїти методику визначення газообміну за Дугласом -Холденом.

Матеріали і обладнання: дихальна маска, мішок Дугласа, газовий лічильник, барометр, термометр, газоаналізатор Холдена, таблиця для визначення об'єму газу в нормальному стані, тварина.

Хід роботи

Повітря, яке видихає тварина, збирають за допомогою маски, через газовий лічильник у мішок Дугласа. За показниками газового лічильника підраховують об’єм повітря, який видихнула тварина за одиницю часу. Враховують атмосферний тиск і температуру повітря, а потім за таблицею знаходять коефіцієнт поправки і прирівнюють об’єм видихнутого повітря до нормальних умов, тобто до об’єму, який би повітря займало за 0 °С і атмосферного тиску 760 мм рт. ст.

За допомогою апарата Холдена визначають кількість кисню і вуглекислого газу у видихнутому повітрі.

Апарат Холдена складаєтъся з таких частин:

1) вимірювальної бюретки для взяття проб крові і вимірювання його об’єму;

2) запиральної посудини, з’єднаної через кран і гумову трубку з нижнім кінцем вимірю-вальної бюретки. Піднімаючи і опускаючи ці посудини, можна змінювати рівень ртуті і засмоктувати або виштовхувати з неї повітря;

3) двох поглинальних посудин, що мають форму ампул, всередині яких розташовані дрібні трубочки для збільшення поверхні дотику повітря з поглиначем. Нижній кінець кожної посудини з’єднується з відкритою лійкою, а верхній має триходовий кран для з'єднання з вимірювальною бюреткою.

Одну посудину заповнюють 15–20%-ним розчином їдкого калію для поглинання СО₂, другу посудину заповнюють розчином пірогалолу для поглинання О₂.

Для дослідження в бюретку набирають пробу повітря в об’ємі 10 мл. Багаторазовими коливаннями ртуті забезпечують тісний контакт між пробою повітря і лужним поглиначем, а потім визначають в бюретці об’єм повітря, що залишився.

За зменшеним об’ємом підраховують вміст СО₂ в повітрі. Цією ж пробою повітря забезпечують тісний контакт з пірогалолом. Зі зменшенням їх об’єму визначають кількість вдихнутого О₂.

Встановивши склад повітря, яке вдихнулось та видихнулось, визначають дихальний коефіцієнт – відношення об'єму виділеного СО2 до О2, а потім за таблицею визначають калорійний еквівалент 1л О₂. Виконують розрахунки величин енергетичного обміну.

Контрольні питання

1. Дихальний коефіцієнт і причини його змін.

2. Суть методів прямої і непрямої калориметрії.

3. Як виконується розрахунок величин енергетичного обміну?

4. Що таке калориметрична бомба?