Stanovenie energetického výdaja v pomocných učebných pomôckach pre študentov slovníka biológie
Každý organizmus má určitý energetický výdaj v závislosti od spotreby a výkonu potravy. Tento energetický obrat je možné zmerať a presne určiť. Existujú rôzne postupy.
Rýchlosť metabolizmu
Môže sa merať spotreba energie živej bytosti. Celkový výdaj energie v danom čase sa nazýva rýchlosť metabolizmu. Udáva sa v jouloch (J) alebo kilojouloch (kJ). V minulosti sa používala jednotková kalória (kal) alebo kilokalória (kcal). Metabolické rýchlosti je možné určiť priamym meraním emitovaného tepla alebo nepriamo určením spotreby kyslíka.
V Kalorimetria Jedná sa o merania množstva tepla, ktoré sa uvoľňuje pri spaľovaní živín v kalorimetri. Jeden rozlišuje priamy a nepriamy Kalorimetria.
Priama kalorimetria
Všetky formy energie vrátane chemickej energie výživných látok sa dajú premeniť na teplo. Uvoľňuje sa do životného prostredia. Toto množstvo tepla je možné merať pomocou kalorimetrov. Prvý ľadový kalorimeter navrhol ANTOINE LAURENT LAVOISIER (1743–1794) a PIERRE SIMON DE LAPLACE (1749–1827) v roku 1780. Slúžil na meranie energetického výdaja menších zvierat.
Modernejšie spaľovacie kalorimetre sa používajú v chémii na stanovenie fyzikálnych výhrevností čistých živín.
Na tento účel sa 1 g testovanej látky spaľuje elektrickým zapaľovaním v kalorimetrickej bombe. Tomu zodpovedá namerané množstvo tepla v jouloch fyzikálna výhrevnosť.
Získava sa za fyziologických podmienok bunkového dýchania fyziologická výhrevnosť. V prípade sacharidov a tukov fyziologická výhrevnosť zodpovedá fyzickej výhrevnosti. Pre bielkoviny je nižšia, pretože bielkoviny sa nielen štiepia na CO2 a H2O, ale tiež sa premieňajú na močovinu. V porovnaní s úplnými produktmi oxidácie však močovina stále obsahuje energiu.
| Porovnanie fyzikálnych a fyziologických výhrevností | |||
| sacharidy | Tuky | Bielkoviny | |
| fyzikálna výhrevnosť | 17 kJ ⋅ g -1 | 39 kJ ⋅ g -1 | 24 kJ ⋅ g -1 |
| fyziologická výhrevnosť | 17 kJ ⋅ g -1 | 39 kJ ⋅ g -1 | 17 kJ ⋅ g -1 |
Nepriama kalorimetria (respirometria)
Pretože existuje priamy vzťah medzi oxidáciou glukózy a iných živín a spotrebou kyslíka, je možné odvodiť množstvo energie zo spotreby kyslíka. Aby ste to dosiahli, musíte vedieť, koľko energie sa uvoľní pri konzumácii 1 litra kyslíka a určitej živiny.
Toto množstvo energie sa nazýva kalorický ekvivalent určený. Hodnota oxidácie glukózy je 21 kJ na liter kyslíka. Pri diéte s čistým obsahom sacharidov sa množstvo energie získa vynásobením hodnoty množstvom spotrebovaného kyslíka.
Pretože však jedlo pozostáva zo zmesi rôznych výživných látok, respiračný kvocient použité. Vyplýva to z pomeru množstva emitovaného CO2 k množstvu absorbovaného O2 a je 1,0 pre bylinožravce, 0,75 pre mäsožravce a 0,9 pre bežne vyživovaných ľudí.
Bazálny metabolizmus a metabolický výkon
Najnižšia rýchlosť metabolizmu sa meria, keď je telo uvoľnené a v úplnom odpočinku, takže energiu si vyžadujú iba tie najdôležitejšie životné procesy, ako je dýchanie, tlkot srdca a činnosť mozgu. Táto rýchlosť metabolizmu je známa ako pokojový metabolizmus alebo bazálny metabolizmus. Hodnota je dôležitá pre lekársku diagnostiku. U dospelého muža je to asi 4,2 kJ na kg telesnej hmotnosti a hodinu. V závislosti od hmotnosti to má za následok dennú spotrebu. Maximálne rýchlosti metabolizmu sú výsledkom vysokého fyzického výkonu, napr. B. u súťažiacich športovcov. Táto hodnota sa nazýva Obrat výkonu určený. Maximálna dosiahnuteľná hodnota pre človeka je okolo 30 000 kJ za deň. Tým sa vyčerpá kapacita tráviaceho systému absorbovať.