Катедра по природни и природни науки Кампус на отворения университет Дороти де Ротшилд Отвореният университет на Израел пощенска кутия 808 Раанана 43107, Израел E-mail: doi: 10.1152/advance.00028.2005

теоретично

Терминът „безчувствена загуба на вода“ се обсъжда във връзка с дихателната система, водния баланс и терморегулацията както в човешката физиология, така и в курсовете по физиология на животните. Учениците не винаги са наясно с количеството вода, загубено през този канал и значението му за водния баланс. За да помогнат на учениците да оценят количествено този проблем, им се предлага следното теоретично упражнение. Упражнението дава основа за дискусия относно водния баланс при различни условия на околната среда (сух/влажен или горещ/студен климат) или специални физиологични ситуации (изкуствена вентилация или недоносени бебета в кувьози). Упражнението се състои от въпрос, инструкции за отговор на въпроса и съответни данни. Изчисленията изискват интегриране и манипулиране на данни от емпирични уравнения и физиологични измервания, получени от различни източници. Повечето данни са взети от учебници, които са достъпни за нашите ученици (но може да се намерят и в други източници).

Човек се претегля преди и след сън. По време на 6 часа сън той/тя губи около 230 g тегло. Защо е отслабнал?

Обяснете възможните причини за загуба на тегло (телесна маса и вода).

Изчислете очакваната загуба на тегло по време на сън в примера по-горе въз основа на данните в таблици 1 и 2.

1.Изчислете количеството загубена вода през различните канали на загуба на вода.

2.Оценете базалната скорост на метаболизма (BMR) и изчислете намаляването на телесната маса поради метаболизма. Вземете под внимание метаболитното увеличаване на водата (3, 9).

Предложете експеримент, за да потвърдите констатациите си.

1.Обяснете как да измервате (експериментално) загуба на тегло през всеки канал.

Обяснете ефекта на следните фактори върху изпарителната/нечувствителната загуба на вода:

1.Промяна в температурата и/или влажността на вдишания или издишания въздух.

2.Промяна в скоростта на вентилация, BMR или телесната повърхност. (Например, в сравнение с възрастните, новородените имат по-висок метаболизъм и повърхност.)

Обяснете ефекта на безчувствената загуба на вода върху терморегулацията и енергийния баланс.

маса 1. Данни за изчисления

P h 2 o, H2O парно налягане на парите.

* Да приемем, че изтекъл въздушен поток (Vex) = вдъхновен въздушен поток (Vin) = скорост на вентилация. Малките ефекти на водната пара и съотношението на дихателния обмен върху Vex се пренебрегват (3).

† Температурата на издишания въздух обикновено е по-ниска от температурата на сърцевината на тялото и зависи от околната температура (Ta), влажността и скоростта на вентилация. Стойността 32 ° C е избрана за почивка при Ta от 20–30 ° C (8).

‡ Масата на 1 mol водна пара е 18 g с обем 22,4 литра при стандартна температура (0 ° C, 273 K) и налягане (760 mmHg) по закона на Avogardro.

§ За прогнозната базална скорост на метаболизма (BMR) са използвани следните уравнения: мъжки, BMR (MJ/24 h) = 0,063 W (kg) + 2,896 и женски, BMR (MJ/24 h) = 0,062 W (kg) + 2.036.

Таблица 2. Метаболитни данни

Причини за отслабване.

Загубата на тегло може да бъде причинена от загуба на телесна маса поради метаболизъм (експлоатация на телесни мазнини, въглехидрати или тъканни протеини за енергия) или от загуба на вода като нечувствителна загуба на вода, изпотяване или отделяне (с изпражнения и урина). В този пример фекалиите и урината се игнорират.

1.Безчувствена загуба на вода през дихателните пътища.

Обемът на водната пара (VH2O), загубен по време на дишането, е разликата между водата в издишания въздух (VH2Oex) и вдишания въздух (VH2Oin).

VH2O в издишания или вдишания въздух е произведението на фракцията на водната пара във въздуха (Fr; в%) и скоростта на вентилация (V), съответно: VH2O = V × Fr

2.Безчувствена (изпарителна) загуба на вода чрез кожата и изпотяване.

Ако приемем, че скоростта на изпаряване от кожата и изпотяване са равномерни през деня и нощта, 1 оценките за 6 часа сън ще бъдат както следва.

3.Загуба на телесна маса.

Теоретична консумация на O2 от 250 ml O2 (STP)/min [където STP е стандартна температура (0 ° C, 273 K) и налягане (760 mmHg)] беше избрана като скорост на метаболизма по време на сън. За по-точни стойности на BMR, изчислете прогнозирания BMR според вашите лични данни. Изберете всяко подходящо емпирично уравнение, използвано във физиологични тестове като уравнението на Schofield (10) или уравнението на Харис-Бенедикт (6). За метаболизма на съня можете също да използвате стойността от 4,6 или 4,2 kJ/min за мъже и жени, съответно (1). Ако приемем, че мазнините се метаболизират през нощта, използвайте калоричната стойност на мазнините: 19,8 kJ/l O2. В такъв случай теглото на консумирания O2 е приблизително същото като произведеното CO2 (12). (Можете също така да изчислите за въглехидрати или средна диета.)

4.Печалба от метаболитна вода.

Коефициентът на метаболитна вода (H2Om) може да се изчисли, както следва:

Загуба на тегло и загуба на вода, изчислени в този пример, са показани в Таблица 3. Изглежда, че основната причина за загуба на тегло по време на сън е нечувствителната загуба на вода от дихателните пътища и кожата (около 83% от общата загуба на тегло, без изпражнения и урина).

Таблица 3. Загуба на тегло по време на 6 часа сън

* Стойностите са за BMR от 250 ml O2/min.

Авторът благодари на проф. И. Чошняк (Катедра по зоология, Университет в Тел Авив, Тел Авив, Израел) за полезни коментари по упражнението.