Indirektna kalorimetrija
Indirektna kalorimetrija izračunava toplotu koju proizvode živi organizmi, mjerenjem bilo njihove proizvodnje ugljik-dioksida i otpadnog dušika (često amonijaka u vodenim organizmima ili ureje u kopnenim), ili zbog njihove potrošnje kisika. Indirektna kalorimetrija je metod prema kojem se oblik i brzina iskorištavanja supstrata i energetski metabolizam procjenjuju in vivo, počevši od mjerenja razmjene plinova (proizvodnja ugljičnog dioksida i potrošnja kisika t0kom odmora i vježbe u stanju mirovanja) . Ova tehnika daje jedinstvene informacije, neinvazivna je i može se povoljno kombinirati s drugim eksperimentalnim metodima za istraživanje brojnih aspekata asimilacije hranjivih tvari, termogeneze, bioenergetike) tjelesnih vježbi i patogeneza metaboličkih bolesti.[1]
Naučna osnova
urediIndirektna kalorimetrija mjeri potrošnju O2 i proizvodnju CO2. Pod pretpostavkom da se sav kisik koristi za oksidiranje razgradivih goriva i da se sav CO 2 tako dobijen oporavi, moguće je izračunati ukupnu količinu proizvedene energije. Treba biti jasno da "proizvodnja energije" znači pretvaranje hemijske slobodne energije hranjivih tvari u kemijsku energiju ATP plus gubitak nešto energije tokom procesa oksidacije. Respiratorna indirektna kalorimetrija ili indirektna kalorimetrija (IC), kako je poznata većini autora, neinvazivan je i vrlo precizan metod procjene bazne stope metabolizma koja ima grešku manju od 1%.[2] Ima visoku reproducibilnost i smatran je metodom zlatnog standarda.[3] Ovaj metod omogućava procjenu BEE i REE, a također omogućava identifikaciju energetskih podloga koje tijelo u određenom trenutku pretežno metabolizira. Zasniva se na indirektnoj mjeri proizvedene topline, oksidacijom makronutrijenata, koja se procjenjuje praćenjem potrošnje kisika (O2) i proizvodnje ugljik-dioksida (CO2 ) na određeno vrijeme.[4] Kalorimetar ima sakupljač plina koji se prilagođava subjektu i sistemu koji mjeri volumen i koncentracije O2 i CO2 iz minute u minutu. Kroz jednosmjerni ventil, kalorimetar prikuplja i kvantificira volumen i koncentraciju udahnutog O2 i izdahnutog CO2. Nakon što se postigne volumen, potrošnja energije u mirovanju izračunava se prema Weirovoj formuli i rezultati se prikazuju u softveru priključenom na sistem. Druga korištena formula je:[5]
gdje RQ = respiratorni kvocijent (osnos volumena proizvedenog CO2 i udahnutog O2), je 21.13 kilojoules (5.05 kcal), toplota po litru oksidiranog kisika u ugljikohidrat i je 1,962 kilojoules (469 kcal),vrijednost za masnoću, To daje isti rezultat Weirove formule na RQ = 1 (izgaranje samo ugljikohidrata) i gotovo ista vrijednost pri RQ = 0,7 (sagorijevanje samo masti). ⊅∑′
Aplikacije
urediIndirektna kalorimetrija pruža najmanje dvije informacije: mjeru potrošnje energije ili 24-satne potrebe za kalorijama koje odražavaju potrošnju energije u mirovanju (REE) i mjeru iskorištenosti supstrata kako je prikazano u [ [Respiratorni količnik | respiratornom količniku]] (RQ). Poznavanje mnogih faktora koji utiču na ove vrijednosti dovelo je do mnogo šireg područja primjene. Studije indirektne kalorimetrije u posljednjih 20 godina dovele su do karakterizacije hipermetaboličkog odgovora na stres na ozljede i osmišljavanja režima ishrane čiji se supstrati najefikasnije asimiliraju u različitim procesima bolesti i stanjim a otkazivanja organa. Indirektna kalorimetrija uticala je i na svakodnevne prakse medicinske i hirurške njege, poput zagrijavanja Jedinica za opekotine i hirurških apartmana i odvikavanje pacijenata od ventilatora.
Reference
uredi- ^ Ferrannini E."The theoretical bases of indirect calorimetry: a review." Metabolism. 1988 Mar;37(3):287-301.
- ^ Marson F, et al. "Correlation between oxygen consumption calculated using Fick's method and measured with indirect calorimetry in critically ill patients." Arq Bras Cardiol. 2004 Jan;82(1):77-81, 72-6. Epub 2004 Feb 12.
- ^ Haugen HA, et al. "Indirect calorimetry: a practical guide for clinicians." Nutr Clin Pract. 2007 Aug;22(4):377-88.
- ^ Pinheiro Volp AC, et al. "Energy expenditure: components and evaluation methods." Nutr Hosp. 2011 May-Jun;26(3):430-40. doi: 10.1590/S0212-16112011000300002.
- ^ A.R. Bain; et al. (Jun 2012). "Body heat storage during physical activity is lower with hot fluid ingestion under conditions that permit full evaporation Authors". Acta Physiologica. 206 (2): 98–108. doi:10.1111/j.1748-1716.2012.02452.x. PMID 22574769. S2CID 23682662. citing Nishi, Y. (1981). "Measurement of thermal balance in man". u K. Cena & J. Clark (ured.). Bioengineering, Thermal Physiology and Comfort. Elsevier. str. 29–39.
