Вопрос III.40 Калорическая ценность основных пищевых продуктов (белки, жиры, углеводы)

Калорическая ценность питательных веществ заключается в их способности выделять теплоту при окислении. Калорическая ценность вещества определяется путем сжигания 1 г вещества в специальном калориметре («бомба» Бертло). Калориметр погружен в воду, и по изменению температуры воды судят о количестве выделившегося тепла при окислении вещества путем сжигания. Калорический коэффициент – это количество калорий, выделившихся при окислении 1 грамма вещест­ва.

Таблица. Калорический коэффициент (КК) основных питательных веществ.

Вещества	КК ккал/г
Углеводы	4.1
Жиры	9.3
Белки	4.1

Tак как тепловой эффект химического процесса не зависит от промежуточных стадий, а определяется лишь начальным и конечным состоянием химической системы, то закономерности, полученные в «бомбе» Бертло, можно перенести на живой организм, где эти вещества не горят, а медленно окисляются.

III.38 – определение расхода энергии методом газоанализа

1. Полный газоанализ – определение объемов поглощенного О2 и выделенного СО2; расчет дыхательного коэффициента (ДК). ДК=VCO2/VO2. ДК зависит от вида вещества, подвергавшегося окислению (см таблицу). С помощью ДК определяют вид веществ, окислявшихся в организме (белки, жиры, углеводы). Для данных веществ определяют калорический эквивалент О2 по таблицам. Калорический эквивалент кислорода – количество калорий при окис­лении 1 л О2 (см таблицу). Далее рассчитывают количество образовавшегося тепла путем умножения объема поглощенного О2 на калорический эквивалент О2.

Таблица. Калорический коэффициент (КК), калорический эквивалент (КЭ) и дыхательный коэффициент (ДК) различных веществ.

Вещества	КК ккал/г	КЭ ккал/л О2	ДК
Углеводы	4.1	5,05	1.0
Жиры	9.3	4,69	0.7
Белки	4.1	4,48	0.81

Полный газоанализ проводят, например, по способу Дугласа-Холдейна: испытуемый в течение 15 минут дышит следующим образом – вдыхает воздух из внешней среды и выдыхает в специальный мешок. После окончания процедуры измеряют объем выдохнутого воздуха и содержание в нем О2 и СО2. Для длительных исследований используют специальные респираторные камеры.

2. Неполный газоанализ – определение объема поглощенного О2. Количество образовавшегося тепла вычисляют по калорическому эквиваленту кислорода для усредненного ДК (4,8 ккал).

Определение объема потребленного кислорода проводят с помощью спирографа: при вдыхании из замкнутого прибора объем воздуха в нем уменьшается, что ведет к отклонению кривой спирограммы вверх (рисунок ниже).

Величину потребленного кислорода рассчитывают по скорости подъема кривой за 1 мин. Например, на рисунке за 1 мин (отрезок АВ) отклонение спирограммы соответствует отрезку ВС. 1 см отрезка ВС по калибровке соответствует 400 мл. Умножаем отрезок ВС на 400 мл, и получаем объем потребленного кислорода. Полученный объем умножаем на усредненный калорический эквивалент кислорода (4,8 ккал).

3. Полный газоанализ с учетом количества распавшегося белка. Проводят полный газоанализ, при этом по количеству выделившегося из организма азота определяют количество распавшегося белка (1 г азота содержится в 6,25 г белка). Эти данные помогают точнее определить, какие вещества преимущественно окислялись в организме, и точнее рассчитать количество выделившегося тепла.

III.37 – определение расхода энергии методом прямой калориметрии

Прямая калориметрия – это определение энергетических затрат организма по количеству выделенного тепла. Прямая калориметрия проводится в биокалориметрах. Биокалориметр представляет собой герметичную и теплоизолированную от внешней среды камеру, в которой по трубам циркулирует вода. По количеству протекающей воды и изменению ее температуры определяют количество выделенного организмом тепла.

Метод прямой калориметрии является очень точным, но ввиду сложности оборудования и трудоемкости самого процесса определения тепла в настоящее время применяется редко. Более широкое распространение получил метод непрямой калориметрии.