W poprzednim rozdziale omówiłem chem icznie p o śre dnie odczyny, zachodzące w u stro ju i pow odujące, że ustrój odpow iadał na po b ran ie ciał pokarm ow ych albo p rzy sw o jeniem ich, albo w ydalaniem odpow iednich im przetw orów drogą płuc, moczu, stolca, skóry i t. d. P rzytem , odnośnie do ciał posiłkowych, najw ażniejsza różnica m iędzy poboram i a w ydalinam i zachodziła w ich potencjale chemicznym, czyli w zaw artej w nich ilości energji. W szystkim więc procesom z zak resu chem ji organicznej, toczącym się w u stro ju , to w arzyszy pew ien spadek potencjału chemicznego, a sum a tych poszczególnych spadków rów na się różnicy m iędzy potencjałem ciał pob ran y ch a potencjałem ciał w ydalonych. P rzez jakiekolw iek p rzetw o ry pośrednie przeb ieg a proces przem iany m aterji w u stro ju , z a w s z e m u s i i s t ;n i e ć ta s a m a r ó ż n i c a p o t e n c j a ł ó w m i ę d z y e n e r g j ą c h e m i c z n ą z a w a r t ą w z w i ą z k u p o b r a n y m a e n e r g j ą z w i ą z k u w y d a l o n e g o j a k o p r z e t w o r u k o ń c o w e g o p r z e m i a n y tegoż zw iązku pobranego. D ow ody na to znajdziem y w dalszym toku niniejszego rozdziału. Są to podstaw ow e praw a, na k tó ry ch opiera się n a u k a o en erg e tyce ustroju.
r-m alnych w arunkach zaw sze ter-mi sar-mer-m i r-m etodar-m i do w y k o rzy sty w an ia energji chem icznej, w ciałach pokarm ow ych zaw artej, czyli do obniżania jej potencjału chemicznego. Dzięki tem u m ożem y mówić o norm alnych p rzetw o rach po średnich typow ych dla każdego z ciał posiłkow ych, a tern sam em o norm alnych spadkach energji, tow arzyszących norm alnym procesom katabolicznym . O gólnym sposobem uw alniania en erg ji w u stro ju zwierzęcym je st r o z b u d o w a i u t l e n i a n i e ciał posiłkow ych, w zględnie ciał znajdujących się w tkankach. W iemy z poprzedniego rozdziału, że u tle nianie nie odbyw a się w sposób bezpośredni, że wiele zw iąz ków chem icznych organicznych jest niedostępnych b ezp o średniem u d ziałaniu tlenu w ustroju, że m uszą zajść n a j przód odczyny »otw ierające«, ja k np. zam ienienie kw asu tłuszczow ego nasyconego na nienasycony, lub też inne odczyny anaerobiochem iczne, k tó re um ożliw iają działanie tlenu. Ale z p u n k tu w idzenia ogólnej en erg ety k i u stro ju je st to sp raw a d ru g o rzęd n a. P ierw szorzędnym zaś je st fakt, że p rzy utlenieniu każdego z ciał pokarm ow ych posiłko wych na związki chemiczne, z tych ciał pochodzące, a z u stro ju w ydalone, musi ten ustrój zużyć zaw sze n a ta k ą sam ą ilość energji z każdego z ciał posiłkow ych, spożytych z wessa- nych, jed n ą i tę sam ą dla każdego z tych ciał c h a ra k te ry styczną ilość tlenu.
Pow staje przytem zaw sze jed n a i ta sam a ilość energji (Nernst, Hess). W y n i k a s t ą d , ż e s k o r o w i e m y , j a k i e c i a ł a w d a n y m ^ c z a s o k r e s i e u s t r ó j u t l e n i a i i l e z u ż y t k o w u j e d o t e g o t l e n u , t o m o ż e m y o b l i c z y ć i l e e n e r g j i c h e m i c z n e j z d o ł a ł u s t r ó j w t y m c z a s i e u w o l n i ć . Do tego sam ego w yniku możemy jeszcze dojść dw om a innem i sposobam i: albo obliczając en erg ję za w artą w ciałach posiłkow ych i w ciałach w ydalonych z m o czem, kałem i potem w tym sam ym czasie, albo też m ożna w prost zastosow ać m ierzenie energji w ydalonej przez ustrój. P olega to n a bezpośredniem m ierzeniu ilości ciepła w ka- lorynmetrze, ja k ą ustrój zw ierzęcy w ciągu pew nego czasu zdołał z siebie wydalić. Poniew aż k alo ry m etr stanow i zam knięty układ dla en erg ji cieplnej, więc zapom ocą niego oblicza się nietylko całą ilość energji ciepła, w ydaloną jak o
81
ta k ą przez ustrój, ale tak że całą ilość energji m echanicznej, energji p racy m ięśniow ej, ja k ą ustrój w kalorym etrze w y konał, k tó ra to en e rg ja m usi się w kalorym etrze w całości ujaw nić w postaci ciepła. P rzypom inam , że en erg ja p racy m echanicznej w u stro ju pow staje rów nież z en erg ji che micznej i to bezpośrednio, t. zn. bez pośrednictw a energji cieplnej. W praw dzie przem ianie energji chemicznej n a energję p ra c y nie tow arzyszy utlenianie, ale, ja k w idzieliśm y w p o przednim rozdziale, pow staje p rzy tym anaerobiochem icznym procesie zaw sze to sam o »końcowe« ciało chemiczne, p rze de w szystkiem kw as mlekowy, k tó ry musi być albo resynte- tyzow any n a cukier, albo zapom ocą utlenienia rozłożony i z u stro ju w ydalony. Część resy n tety zo w an a nie wchodzi dla ogólnego bilansu energetycznego w rachubę, natom iast część utleniona kw asu m lekow ego jest m iarą tej ilości energji chemicznej, ja k ą ustrój m usiał ze siebie stracić dla w yko n an ia pracy mięśniowej. W praw dzie część energji spalonego kw asu m lekow ego została zużyta na resyntezę pew nej innej części kw asu m lekow ego n a glikogen, ale ta znów w artość energetyczna została zachow ana w u stro ju w postaci gli- kogenu, tak że ilość spalonego kw asu m lekow ego może s łu żyć za iriiarę tej energji, ja k a faktycznie dla p racy m ię śniowej została zużyta.
Poniew aż przy m etabolizm ie ciał posiłkow ych chodzi ostatecznie o spalenie jej węgla i w odoru na kw as węglowy i wodę. a poniew aż bezw odnik węglowy zostaje w ogrom nej większości w ydalony d ro g ą płuc, a więc tą sam ą drogą, ja k ą ustrój pobiera tlen, możemy zatem posługiw ać się dla m ierzenia obrotu energetycznego, zachodzącego w ustroju, nietylko ilością p o b ran eg o tlenu, ale także w ydalonego b ez wodnika. W artości te b ęd ą m iarą m etabolizm u e n erg e ty cz nego zw anego w tych w aru n k ach m e t a b o l i z m e m o d d e c h o w y m . N azw ijm y go sobie dla skrócenia (Mo): je st on, jak widzimy, b e z p o ś r e d n i ą m i a r ą t e r m o g e n e z y , czyli ilości w ytw orzonego przez ustrój ciepła, a p o ś r e d n i ą — d y n a m o g e n e z y , czyli ilości pracy mięśniowej. J a k zo b a czymy, znaczenie m etabolizm u oddechow ego jest n a d e r d o niosłe p rzy zastosow aniu praktyczno-klinicznem , a obliczenie
jego je st p rzy p o siad an iu odpow iednich p rzy rząd ó w łatw o w ykonalne.
B ad an ia n ad m etabolizm em oddechow ym m ogą iść w dwóch kierunkach: albo będą zm ierzać do obliczenia b ez w zględnych ilości energij w ydalonych przez ustrój, albo też oznaczenia będą p rzep ro w ad zan e w pew nych ustalonych w arunkach zew nętrznych, np. odżyw ienia, ciepłoty otoczenia i t. p., a otrzym ane w yniki będzie się zestaw iać w zględem pew nych w artości kon sty tu cjo n aln y ch u stro ju , i to takich, k tó re w yw ierają na e n erg e ty k ę u stro ju istotny wpływ, ja k np. w zględem pow ierzchni skóry, ciepłoty otoczenia i t. d. 0 ile m etabolizm oddechow y bezw zględny nic nam właści wie nie mówi o u stro ju sam ym , o tyle m e t a b o l i z m o d d e c h o w y w z g l ę d n y b ę d z i e s t a n o w i ł j e d n ą z n a j w a ż n i e j s z y c h c e c h b i o c h e m i c z n y c h u s t r o j u , j a k o ż e b ę d z i e m i a r ą j e g o t e m p e r a m e n t u e n e r g e t y c z n e g o . Jeżeli np. wiemy, że jak iś osobnik o takiej a takiej pow ierzchni skóry, w takich a takich w arunkach odżyw ienia 1 otoczenia p o b iera i w ydala ta k ą a tak ą ilość tlenu, czy bezw odnika węglowego, a inny znów ósobnik w t y c h s a m y c h w a r u n k a c h p o b iera i w ydala inną, to tak o trz y m ane w artości m etaboliczne stanow ią osobniczą, bardzo w ażną jego cechę konstytucjonalną. Nic też dziw nego, że na klinikach now oczesnych, zw łaszcza am erykańskich, o zn a czanie (Mo) należy do codziennych sposobów badania.
Zanim przejdziem y do om ów ienia różnych rodzajów (Mo) oraz ich n a d e r w ażnego k l i n i c z n e g o znaczenia, z a stanów m y się, w ja k i sposób możemy ze znalezionej ilości p o b ran eg o tlenu czy w ydalonego kw asu w ęglow ego o zn a czyć ilość energji p rzez ustrój w tym czasie w y produko w anej, a naw et dow iedzieć się, z jakich ciał chem icznych e n erg ja ta pochodzi. W artości te znaleźć możemy zapom ocą dw óch w s p ó ł c z y n n i k ó w : k a l o r y c z n e g o i o d d e c h o w e g o . .
83
0 współczynniku kalorycznym i oddechowym oraz o sposobie