• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Організм як відкрита термодинамічна система.

Організм людини є відкритою термодинамічною системою, тобто він обмінюється з навколишнім середовищем речовинами, енергією та інформацією.

Як будь-яка термодинамічна система, організм людини підкоряється законам термодинаміки:

1-й закон:загальна енергія системи та навколишнього середовища постійна, та в ході хімічних реакцій та фізичних процесів енергія може переходити із однієї форми в іншу. Тобто, 1-й закон термодинаміки представляє собою закон збереження енергії. Кількість матерії і енергії, що переходить в організм точно відповідає кількості, яку організм повертає у навколишнє середовище.

2-й закон: всі самовільні процеси намагаються проходити в напрямку зростання ентропії системи та навколишнього середовища. Ентропія – це міра невпорядкованості системи, міра деструкції та розсіяності енергії.

У відповідності з другим законом термодинаміки всі самовільні процеси в організмі проходять в напрямку підвищення ентропії, тобто зменшення ступеня впорядкованості структур, які складають організм. Та організм людини, як і будь-який інший організм, характеризується високим ступенем впорядкованості структур.

Для підтримання структурної впорядкованості організм запозичує енергію з навколишнього середовища, тобто всередині організму створюється негентропія (проти ентропії), а навколо організму створюється ентропія. Кінцевим наслідком енергетичних перетворень, що відбуваються в організмі, у відповідності з другим законом термодинаміки, є теплота, що виділяється у навколишнє середовище.

Співвідношення між енергією, що надходить в організм і кількістю енергії, що виділяється організмом називається енергетичним балансом. Енергетичний баланс складається на основі визначення калорійності їжі і теплових витрат організму.

Методи визначення енерговитрат організму:

1. Пряма калориметрія. Дослідження проводять за допомогою спеціальних пристроїв – калориметрів, які не допускають втрати тепла в зовнішнє середовище. Прилад має подвійні стінки, між якими по системі трубок рухається рідина. Організм, який знаходиться в калориметрі, виділяє тепло, тому рідина в трубах нагрівається. Розрахунок енерговитрат проводять за формулою:

, де

Q – тепловтрати організму;

m – маса рідини в трубах;

с – питома теплоємність рідини;

t₁ – t₂ – різниця температури рідини за час дослідження.

Оцінка енерговитрат за виділенням тепла із організму можлива, тому що вся енергія, яка використовується організмом, перетворюється в тепло і виділяється з організму у вигляді тепла (якщо не виконується зовнішня механічна робота).Метод точний, але громіздкий і не дозволяє виміряти енергетичні витрати організму під час руху.

2. Непряма калориметрія. Енерговитрати організму розраховують за його газообміном (за використанням кисню та виділенням вуглекислого газу). Правильність такого підходу є доведеною, тому що енергія поживних речовин звільняється в організмі людини, головним чином, в ході процесів аеробного окисного фосфорилювання; саме на ці процеси іде поглинений організмом О₂, саме в ході цих процесів утворюється СО₂, який виділяється з організму).

Визначення енерговитрат організму методом непрямої калориметрії включає наступні етапи:

а) визначення поглинання О₂ та виділення СО₂ організмом за певний час. Частіше всього розрахунки проводять, виходячи із різниці складу атмосферного (вдихуваного) та видихуваного повітря (у %) та величини ХОД. Для цього необхідно зібрати видихуване повітря в замкнуту ємність і визначити його газовий склад; визначають також ХОД;

б) розрахунок дихального коефіцієнту (ДК):

, де

Vо₂ – об’єм О₂, що був поглинений організмом за певний час;

Vсо₂ – об’єм СО₂, що був виділений організмом за той самий час.

Дихальний коефіцієнт – це співвідношення між об’ємами СО₂, що видихується і об’ємом О₂, який використовується для окислення.

За величиною ДК можна опосередковано судити про речовини,які киснюються.

Величина ДК в звичайних умовах змінюється від 0,7 до 1,0 і залежить від виду поживних речовин, які окиснюються в організмі.

При окисненні вуглеводів ДК = 1,0; білків – 0,8; жирів – 0,7, при змішаному окисненні поживних речовин ДК частіше всього коливається в межах від 0,8 до 0,85.

Калоричного коефіцієнту кисню (ККО₂). Це кількість енергії яка звільняється при затраті одного літра кисню.

г) розрахунок енерговитрат організму за певний час проводять, виходячи із:

- об’єму кисню, який організм використав за цей час (Vо₂);

- ККО₂.

Розрахунки проводять за формулою:

.

Енергетична цінність різних поживних речовин різна; в розрахунку на 1г речовини вона складає:

- жири = 9,3 ккал (39кДж);

- білки = 4,1 ккал (17кДж);

- вуглеводи = 4,1 ккал (17кДж).

Тобто, енергетична цінність жирів більше ніж в 2 рази перевищує енергетичну цінність вуглеводів і білків.

На окиснення 1г жиру використовується О_­2 більше в 2 рази, ніж на окиснення 1г вуглеводів.

Читайте також:

1. II. МЕХАНІЗМИ ФІЗІОЛОГІЧНОЇ ДІЇ НА ОРГАНІЗМ ЛЮДИНИ.
2. Агроценоз як система.
3. АДАПТАЦІЯ ОПОРНО-РУХОВОГО АПАРАТУ ТА ФУНКЦІОНАЛЬНИХ СИСТЕМ ОРГАНІЗМУ ДО ФІЗИЧНИХ НАВАНТАЖЕНЬ
4. Адаптація організму до змін чинників зовнішнього середовища
5. Адаптація організму до зовнішніх факторів середовища.
6. Адаптація функціональних систем організму спортсменів
7. АДАПТИВНІ РЕАКЦІЇ МІКРООРГАНІЗМІВ НА СТРЕСОВІ ДІЇ.
8. Анатомо-фізіологічна перебудова організму підлітка
9. Анатомо-фізіологічна перебудова організму підлітка та її вплив на його психологічні особливості й поведінку.
10. Бактеріофаг, його природа і практичне застосування. Вплив бактеріофага на мінливість мікроорганізмів.
11. Банківська система.
12. Білки, властивості, роль в життєдіяльності організмів.

Переглядів: 7710