Այս մեթոդը հիմնված է գազափոխանակության հետազոտության վրա: Քանի որ նյութերի օքսիդացումն ընթանում է անպայման թթվածնի մասնակցությամբ և ածխածնի երկօքսիդի առաջացումով, ուստի կլանված թթվածնի և արտադրված ածխածնի երկօքսիդի քանակով հնարավոր է որոշել օրգանիզմի էներգիական ծախսերը: Տարբեր նյութերի օքսիդացումը օրգանիզմում պահանջում է տարբեր քանակությամբ թթվածին ե ուղեկցվում է ջերմության տարբեր քանակների անջատումով: Ջերմային էներգիայի այն քանակը, որը առաջանում է օրգանիզմում 1 լիտր թթվածնի օգտագործման ժամանակ կոչվում է թթվածնի էներգիական համարժեք: 1լ թթվածին օգտագործելու դեպքում անջատվում է տարբեր քանակությամբ ջերմություն, կախված նրանից, թե ինչ նյութերի օքսիդացման վրա է ծախսվում թթվածինը: Այսպիսով, իմանալով օրգանիզմի կողմից յուրացված ամբողջ թթվածնի քանակը, կարելի է հաշվել օրգանիզմի էներգիակաե ծախսերը միայն այն դեպքում, եթե հայտնի է թե ինչ նյութեր են առավելապես օքսիդանում օրգանիզմում` ածխաջրատ, ճարպ, թե սպիտակուց: Դա որոշում են շնչական գործակցի միջոցով:
ՇՆՉԱԿԱՆ ԳՈՐԾԱԿԻՑ: Շնչական գործակից (ՇԳ) հասկացությունը մտցրել է գերմանացի գիտնական Ֆլյուգերը: ՇԳ-ը նյութափոխանակության ցուցանիշ է և ցույց է տալիս նյութափոխանակության ընթացքում առավելապես ինչ նյութեր են օքսիդանում: ՇԳ-ն որոշվում է օրգանիզմի կողմից արտադրված ածխածնի երկօքսիդի և յուրացված թթվածնի ծավալների հարաբերությամբ: ՇԳ=արտադրված CO2 / յուրացված O2 ՇԳ-ը տարբեր սննդանյութերի դեպքում տարբեր է: Դա պայմանավորված է սննդանյութերի մոլեկուլում թթվածնի ատոմների քանակով: Ածխաջրատների մոլեկուլը հարուստ է թթվածնով, օքսիդացման համար ծախսվում է 6մոլ. թթվածին, ուստի շնչական գործակիցը հավասար է 1-ի` C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O ՇԳ= 6CO2 / 6O2=`1 ճարպի մոլեկուլը համեմատաբար աղքատ է թթվածնով: Նրա օքսիդացման համար ծախսվում է ավելի մեծ քանակով Օ2, ուստի ՇԳ-ը փոքր է մեկից: Դիտենք տրիպալմիտինաթթվի օրինակով`
C51H98O6=102CO2+98H2O
ՇԳ= 102/145=0.7
Սպիտակուցի մոլեկուլը թթվածնի բաղադրությամբ ածխաջրատի և ճարպի շարքում գրավում է միջին տեղ, ուստի շնչական գործակիցը սպիտակուցի համար ընդունում են 0,8:
Խառը սննդի դեպքում շնչական գործակիցը հավասար է մոտավորապես 0,85-0,9-ի: Այսպիսով, տարբեր սննդանյութերի օքսիդացման համար պահանջվում է տարբեր չափով թթվածին, և 1 լ թթվածին օգտագործելու դեպքում անջատված ջերմության քանակը կախված է նրանից, թե ինչ նյութ է այրվում, որը, ինչպես նշվել է վերևում, որոշում են շնչական գործակցի միջոցով, հետևաբար շնչական գործակցի տարբեր մեծություններին համապատասխանում է թթվածնի ջերմային համարժեքի տարբեր մեծություններ: Մշակված է աղյուսակ որտեղ շնչական գործակցի տարբեր մեծությունների դիմաց տրված 1; թթվածնի կալորիական համարժեքները: Եթե իմանանք շնչական գործակցի մեծությունը և 1 օրում յուրացված թթվածնի քանակը, ապա վերջինը կբազմապատկենք աղյուսակի տված թթվածնային համարժեքով և կստանանք արտադրված էներգիայի քանակը 1 օրում: Գործնականում թթվածնի ջերմային համարժեքի միջին մեծությունը 20,2 կջ/լ է, որը համապատասխանում է շնչական գործակցի (ՇԳ) 0,82 մեծությանը: Շնչական գործակիցը ֆունկցիոնալ ցուցանիշ է: Նա փոփոխվում է կախված տարիքից, սեռից, սննդի տեսակից, հորմոնային ֆոնից, առողջական վիճակից, եղանակից, տարեշրջանից, օրգանիզմի ֆունկցիոնալ վիճակից` (ակտիվ աշխատանքի կամ հարաբերական հանգստի վիճակ), հոգեհուզական լարվածությունից և այլն:
Ինտենսիվ մկանային աշխատանքի ժամանակ ՇԳ-ն մեծանում և հասնում է 1-ի: Դա բացատրվում է նրանով, որ մկանային աշխատանքի ժամանակ էներգիայի հիմնական աղբյուրը ածխաջրատների (մկանային հյուսվածքի գլիկոգենի) օքսիդացումն է: Աշխատանքը ավարտելուց հետո առաջին րոպեներին որն անվանում են վերականգնման շրջան, ՇԳ-ն մեծանում, անցնում է մեկից, ապա կտրուկ իջնում է և կարող է հասնել մինչև 0,6 և աշխատանքից 30-50 րոպե հետո միայն կարգավորվում և հասնում է ելակետային վիճակին: Վերականգնման շրջանի սկզբում ՇԳ-ի մեծացումը բացատրվում է նրանով, որ ինտենսիվ աշխատանքի ժամանակ առաջանում է թթվածնային պարտք, որի հետևան-քով բջջի էներգիական համակարգերն անցնում են անթթվածնավոր օքսիդացման ռեժիմի, առաջանում են թերայրման արգասիքներ' կաթնաթթու և այլ օրգանական թթուներ, որոնք արյան մեջ անցնելով, բուֆերներից (բիկարբոնատներից) դուրս են մղում ածխածնի երկօքսիդը, մեծացնելով արտադրվող CO2-ի քանակը: ՇԳ-ի հետագա իջեցումը կապված է արյան կողմից CO2-ի կապման և հիմնային պահեստների վերականգնման հետ, որի հետևանքով արտադրվող CO2-ի քանակը իջնում է: Բուֆերային համակարգերի վերականգնումից հետո ՇԳ-ն վերադառնում է հանգստի վիճակին բնորոշ մեծությունների: ՇԳ-ի բնորոշ փոփոխություններ առաջանում են նաև նյութափոխանակության տարեշրջանային. երևույթների հետ կապված: Օրինակ, ձմեռային քնին նախապատրաստվող կենդանիների մոտ ճարպի կուտակման շրջանում: ճարպը սինթեգվում է ածխաջրատներից, ընդ որում մի քանի մոլեկուլ ածխաջրատից սինթեզվում է մեկ մոլեկուլ ճարպ: Ուստի ածխաջրատի մոլեկուլը դառնում է էնդոգեն թթվածնի աղբյուր, որը փոքրացնում է ներշնչած օդից թթվածնի կլանումը, և շնչական գործակիցը մեծանում է:
8.5 C6H12O6-> C51H98O6+ա21.5O2+2H2O ծխաջրատ ->պալմիտինաթթու
Մարդու օրգանիզմում ՇԳ-ը նույն ձևով մեծանում է առատ ածխաջրատային սննդի դեպքում, գիրացման կամ ճարպակալման ժամանակ, աճման շրջանում: Ձմեռային քնի ընթացքում, երբ կենդանին ճարպ է օգտագործում, ՇԳ-ն փոքրանում է, դառնում է 0,7: Քաղցի շրջանում և շաքարային դիաբետի ժամանակ ՇԳ-ը փոքրանում է և կարող է հասնել 0,6: Դա պայմանավորված է ճարպերի և սպիտակուցների փոխանակության ինտենսիվության բարձրացման հետ միաժամանակ շաքարի փոխանակության իջեցումով (կապված գլիկոգենի պաշարների հյուծման հետ քաղցի դեպքում և գլյուկոզայի յուրացման խանգարման հետ' շաքարային դիաբետի դեպքում): ՇԳ-ի մեծության էական փոփոխության (մինչև 1,4) կարելի է հասնել գերօդափոխության ճանապարհով, որի ընթացքում արտաշնչվում է ածխածնի երկօքսիդի լրսւցուցիչ քանակներ, որոնք ազատվում են հյուսվածքներից և արյունից և չեն պատկանում նյութափոխանակային CO2-ին, իսկ կլանված թթվածնի քանակը չի փոխվում, քանի որ օրգանիզմի հյուսվածքները և արյունը չեն կարող կուտակել թթվածնի լրացուցիչ քանակներ:
Էլեկտրոնային նյութի սկզբնաղբյուրը ՝ Doctors.am
Նյութի էլէկտրոնային տարբերակի իրավունքը պատկանում է Doctors.am կայքին
