ЭНЕРГОМЕТРИЯ

ЭНЕРГОМЕТРИЯ (греческий energeia действие, деятельность + metred мерить, измерять) — определение общего расхода энергии, затрачиваемой организмом человека и животных в процессе жизнедеятельности.

В организме происходит непрерывный обмен веществ и энергии (см.). Конечным итогом всех превращений энергии является образование тепла, по величине которого можно судить об общем расходе энергии в организме (см. Теплопродукция).

Энергетические затраты организма можно измерить путем прямого определения количества тепла, отдаваемого телом в окружающую среду (прямая калориметрия), и путем исследования газообмена (непрямая калориметрия). Прямая калориметрия производится в специальных герметически закрытых калориметрических камерах (см. Калориметрия).

Непрямая калориметрия основана на определении расхода энергии по кислородному запросу. Каждому литру кислорода, израсходованному организмом, соответствует эквивалентное количество высвобождаемой энергии, определяемое величиной калорического эквивалента кислорода и зависящее от окисляемых субстратов (белков, жиров, углеводов). Соотношение между ними оценивается по величине дыхательного коэффициента (см.). При одновременном окислении углеводов и жиров дыхательный коэффициент колеблется от 0,7 до 1,0 (в зависимости от процентного соотношения окисляемых субстратов); калорический эквивалент кислорода в зависимости от величины дыхательного коэффициента изменяется от 4,69 до 5,05 ккал. Расчет энергозатрат организма осуществляют, умножая величины потребления кислорода на его калорический эквивалент.

Исследования методом непрямой калориметрии проводятся либо в специальных реепирационных камерах (камерный метод), либо при дыхании через специальные маски или мундштуки, снабженные клапанами, отделяющими вдыхаемый воздух от выдыхаемого (методы закрытой и открытой циркуляции). При камерном методе исследования газообмена определяют изменения химического состава воздуха в ходе опыта (см. Шатерникова камера). Метод закрытой циркуляции является модификацией камерного метода: выделяемая при дыхании углекислота удаляется из воздуха с помощью специальных поглотителей; по уменьшению первоначального объема воздуха, соответствующего количеству потребленного кислорода, оценивают затраты кислорода. Метод открытой циркуляции заключается в измерении объема воздуха, поступающего в легкие, и последующем анализе газового состава выдыхаемого воздуха. С помощью этого метода были осуществлены массовые энергометрические обследования людей различных профессиональных групп и возрастов.

Новые физические методы анализа газового состава воздуха позволяют быстро и с высокой точностью определять содержание углекислого газа и кислорода. Так, в диаферометре Нойонса оценка их содержания производится путем измерения теплопроводности газа, в оксиметре Полинга — парамагнитных свойств кислорода и т. д. Созданы совершенные энергометры, с помощью которых на основе специальных алгоритмов исследований, совершенствования процедуры забора воздуха и методов его анализа, полностью автоматизированы энергометрические исследования. В частности, в аппарате Белау показатели потребления кислорода и выделения углекислоты записываются автоматически, а наличие эргометра (см. Эргография) позволяет осуществлять оценку газообмена при различных физических нагрузках. В ходе исследований регистрируют значение дыхательного коэффициента, калорического эквивалента кислорода, мощность выполненной работы, величины кпд и максимального поглощения кислорода, коэффициента использования кислорода, «кислородный пульс» и т. д. Флейш (A. Fleisch, 1959) предложил энергометр — метаболограф, включающий сдвоенный спирометр (один функционирует на вдохе, другой — на выдохе) и эргометрическую установку. Аппарат автоматически регистрирует широкий спектр показателей.

С помощью энергометрии выделены две группы энергетических затрат в организме — основной обмен (см.) и добавочный расход энергии. Первую группу составляют энергетические затраты, связанные с поддержанием необходимого для жизни уровня окислительных процессов, деятельностью постоянно работающих внутренних органов, обеспечением минимального уровня мышечного тонуса. Вторая группа энергозатрат связана с расходами энергии на поддержание позы и постоянства температуры тела (вне зоны комфорта), специфическое — динамическое действие пищи, а также с расходом энергии, обусловленным профессиональной деятельностью, — рабочий обмен.

Энергометрия широко используется в клинической, спортивной и других областях медицины, С помощью энергометрии производят уточнение расходов энергии в различных профессиональных группах работающих, подбор индивидуальных мероприятий по коррекции энергообмена в рамках соответствующих физических упражнений и режимов двигательной активности, корректирование питания.

Частным случаем энергометрии является энергометрия сердца. Она осуществляется путем измерения энергии и работы пульса на определенном участке артерии. Энергия (мощность) пульсовой волны измеряется с помощью специального энергометра — чувствительного манометра. Величину работы сердца вычисляют, умножая энергию (мощность) отдельного сокращения на число сердечных сокращений.

Библиогр.: Беркович E. М. Энергетический обмен в норме и патологии, М., 1964; Б у з н и к И. М. Энергетический обмен и питание, М., 1978; Власов Ю. А. и Окунева Г. Н. Кровообращение и газообмен человека, М., 1983; Карпман В. JI., Б е лоцер-ковский 3. Б. и Гудков И. А. Исследование физической работоспособности у спортсменов, М., 1974; МакМюррей У. Обмен веществ у человека, пер. с англ., М., 1980; С ы р о м я т-никова И. Н. Методы и приборы исследования тепловых параметров человека, Л., 1980; Чередниченко Л. К. Физиологическая калориметрия, М.— Л., 1965; Fleisch А.Neue Methoden zum Studium des Gasau-stausches und der Lungenfunction, Lpz., 1956; Hermansen L. Erometri, Oslo, 1971; Shephard R. J. Human physiological work capacity, Cambridge а. о., 1978; Wo 1 burg I. a. o. Dyna-mische Sauerstoffmessung — Voraussetzun-gen und Einsatzmoglichkeiten in der Ar-beits und Leistungsphysiologie, Z. ges. Hyg., Bd 27, S. 38, 1981. В. О. Альбер.