1- ma'ruza. Odam va hayvonlar fiziologiyasi faniga kirish

Organizmda energiya sarfini o’lchash
Organizm tinch turganida sarflangan engergiya osonlik bilan issiqlik energiyasiga aylanadi. Shuning uchun ham bu issiqlik miqdori sarflangan ja'miki energiyaga nisbatan ekvivalent hisoblanadi. Boshqacha aytganda tanadan ajraladi­gan issiqlik miqdorini o’lchab energiya sarflanishi haqida xulosa qilish mumkin. Bu energiya asosan ikki xil usulda o’lchanadi, ya'ni bevosita va bilvosita kalorimetriya yo’li bi­lan.
Bevosita kalorimetriya shu bilan xarakterlanadiki, bu vaqtda tanadan ajraladigan issiqlik maxsus kameralardagi suv haroratini o’zgartirishi (oshirishi) bilan o’lchanadi. Odam yoki hayvon har tomonlama izolyasiya qilingan kameraga joylashtirib unga kiradigan va butun devorini (kamera at­rofini) aylanib, ma'lum vaqtdan keyin chiqib ketadigan suv harortining farqi hisoblanadi va tanada ajraladigan is­siqlikka qarab energiya sarfi haqida xulosa chiqariladi. Bu usul birinchi marta 1788 yili Antuan Lavuaze (fransuz xi­migi) va Per Simon Laplas (fransuz fizigi, matematigi) tomonidan taklif qilingan bo’lib, eng aniq ma'lumotlar olish imkoniyatini bersada, amalda juda kam qo’llaniladi. Chunki, bunday kameralar juda katta hajmda bo’lib noqulay, ulardan turli ish jarayonlarida foydalanish imkoniyati nihoyatda oz.
Bilvosita kalorimetriya organizmda energiya almashi­nuvini nafas olish uchun sarf qilingan kislorodga ko’ra aniqlash demakdir. Aniqlanishicha o’zlashtirilib olinadigan O₂ miqdori bilan energiya almashinuvi intensivligi orasida to’g’ridan-to’g’ri bog’liqlik bo’lar ekan, ya'ni sarflanayotgan O₂ ning ozayishi va ko’payishiga qarab energiya almashinuvi ham proporsional holda o’tkaziladi.
Ba'zi bir tadqiqotchilar organizmdan ajralib chiqqan SO₂ miqdori bilan ham enegiya almashinuvini aniqlash mum­kin degan taklifni beradi. Lekin bunday yo’l bilan energiya almashinuvi haqida xulosa chiqarish qiyin, chunki organizm­ning CO₂ni to’plash xususiyati ancha yuqori, shuning uchun na­fas chiqarish bilan ajratiladigan CO₂ miqdori ma'lum vaqt birligida hosil bo’lgan energiyaga ekvivalent bo’lmasligi mumkin. Kislorod esa CO₂ singari organizmda to’planmaydi va uning o’zlashtirilgan qismi energiya ajralishi haqida to’liq ma'lumot berish mumkin.
O’zlashtirilgan O₂ qarab energiya almashinuvini aniqlash uchun ma'lum vaqt ichida sarf qilingan gaz ochiq va yopiq respirator tizimlar yordamida o’lchanadi. Yopiq tizim shu bi­lan xarakterlanadiki, tekshiriluvchi odam yoki hayvon hamma tomoni berkitilgan (izolyasiya qilingan) kameradagi havodan nafas oladi. Nafas chiqarish havosi ham tashqariga chiqarilmasdan undagi CO₂ maxsus modda orqali (ishqor eritmasi) yutiladi va qolgan havo yana nafas olish uchun ishla­tiladi. Nafas olinadigan havo tarkibida O₂ ning kamayib borishi maxsus asbob orqali qayd qilinadi (spirografda). Yopiq respirator tizimning noqulayligi shunchaki undan ko’chma sharoitlarda, masalan, har xil mehnat qilish chog’ida foydalanib bo’lmaydi.
Ochiq respirator tizim yopig’idan shu bilan farq qiladiki, bunda nafas olish to’g’ridan-to’g’ri atmosfera havosidan amalga oshirilib nafas chiqarish havosi maxsus asbobga o’tkaziladi va uning miqdori, tarkibi (O₂ va CO₂) o’lchanadi. Atmosfera havosining tarkibi ma'lumligi sabab­ligi o’pkadan chiqarilgan havo tarkibi tahdid qilib ma'lum vaqt birligida qancha kislorod sarflanganini va qancha CO₂ hosil bo’lganligini o’lchash mumkin. Ochiq respirator tizim bilan o’zlashtirilgan CO₂ ni hisoblashda eng qulay usul bu Duglas-Xolden usulidir. U bilan ish olib borilganida chiqariladigan havo maxsus qopga yig’ib olinadi va keyin ga­z analizator yordamida tahlil qilinadi.
Umumiy va asosiy almashinuv. Odam va hayvon organiz­midagi umumiy almashinuv asosiy va ma'lum ish bajarilga­nida sarf qilingan energiya almashinuvi yig’indisiga teng. Asosiy almashinuv qo’yidagi standart sharoitlariga amal qilinganida qayd qilinadi: 1) ertalab 2) tinchlik holda (yotgan holda) 3) oxirgi ovqatlanish 12 soat o’tganidan keyin 4) opti­mal muhit harorati (22-24⁰ C) sharoitida. Tanada qayd qilinadigan asosiy almashinuvga juda ko’p omillar sezi­larli darajada kuchli ta'sir qiladi, masalan, aqliy va jis­moniy mehnat qilish asosiy almashinuvni kuchaytiradi, qayd qilinadigan ertalabki asosiy almashinuv kechasi ancha pa­sayadi va hokozo. Yana u ovqat yeyilganida darhol oshadi, ay­niqsa ovqat tarkibida oqsilli moddalar ko’p bo’lsa, bu farq ancha sezilarli va davomli bo’ladi (12-18 soatgacha). Ovqat yeyil­ganidan keyin asosiy almashinuv ko’payishi ovqatning spe­sifik-dinamik ta'siri deyiladi. Aralash ovqat iste'mol qilinganida asosiy almashinuv 10-15 % ga oshsa, oqsilli ovqatdan keyin 30-40% ga oshadi. Uglevodlar yig’ilganidan keyin esa u 4-7% ga ko’payadi. Bunday spetsifik dinamik ta'sir turli xil sabablarga ko’ra kelib chiqadi. Birinchidan hazm fermentlari ta'sirida murakkab moddalar parchalanib o’zidan energiya chiqadi. Ikkinchidan xazm jarayonida intestinal gormonlar qancha ko’prok o’tib energiya almashinuvi intensiv­ligini oshiradi, uchinchidan bu xolat boshqa garmonlar miqdorining o’zgarishiga ham bog’liq bo’lishi mumkin. Ovqatning spetsifik dinamik ta'siri bilan yuzaga keladi­gan energiya almashinuvi intensivligini odam o’z ixtiyori bi­lan o’zgartira olmaydi, ya'ni u biz xoxlasak, xoxlamasak ovqat yegandan keyin yuz beradi. Qayd qilingan barcha stan­dart sharoitlarga rioya qilsada, asosiy almashinuv sog’lom odamda uning yoshi, jinsi, massasi va buyiga qarab har xil bo’ladi. O’rtacha asosiy almashinuv bir soatiga har bir kg tana massasi uchun 1 kkal /4,2 kDJ / hajmida bo’ladi. Shunga ko’ra tana massasiga odamda sutkali asosiy almashinuv o’rtacha 1700 kkal /7100 k DJ/ ga tengdir.
Jismoniy yuklama vaqtida energiya almashinuvi baja­radigan ish xajmiga qarab oshib boradi. Erkaklar «nisbiy tinch» xolda ishlaganlarida sutkasiga o’rtacha 2300 kkal (9600 kJ) energiya sarflaydi. Bu ko’rsatkich o’tirib ish bajara­digan ko’pgina odamlarga xos bo’lib, hozirgi paytda aho­lining anchagina qismiga tegishlidir. Ayollar tana massasi erkak­larga nisbatan bir muncha kam bo’lganligi uchun ularda umumiy almashinuv ko’rsatgichi ham biroz kam bo’ladi. Jismoniy yuklama bajarish bilan energiya almashinuvini kishi o’z hohishi bi­lan o’zgartirishi mumkin, ya'ni kamroq yuklama bajarsa, energiya kam sarflanadi, ko’p ishlasa ko’p sarflanadi va ho­kazo. Ish paytida jismoniy yuklama bajarish turli kasb ega­larida har xil bo’lib, shunga ko’ra ular besh guruhga bo’li­nadi:
1-guruh. Juda kam jismoniy faollikka ega aqliy mehnat egalari (olimlar, shifokor­lar, pedagoglar, EHM operatorlari, hi­sobchilar va boshqalar). Bu guruhga man­sub erkaklarda ko’pincha (yoshiga qarab) 2550-2800 kkal, ayollarda esa 2200-2400 kkal energiya sarflanadi.
2-guruh. yengil jismoniy ish bilan shug’ullanuvchilar (avtomatlashgan korxona ishchilari, tramvay va trolleybus xaydov­chilar, hamshira va sanitarkalar, tikuvchi­lar, sotuvchilar va boshqalar), ularda energiya sarfi tegishli ravishda 2750-3000 va 2350-2550 kkal.
3-guruh. O’rtacha og’irlikdagi jismoniy mehnat bi­lan shugullanuvchilar (transport haydov­chilar, slesarlar, jarrohlar, traktorchi­lar, avtobus haydovchilar, temir yo’lchilar va boshqalar) ularda energiya sarfi te­gishli ravishda 2950-3250 va 2500-2700 kkal.
4-guruh. Og’ir jismoniy mehnat qiladiganlar (qurilishda ishlaydiganlar, paxtakorlar, qishloq xo’jalik mehnatkashlari, metal­lurglar, duradgorlar). Ularda energiya sarfi tegishli ravishda 3900-4150 va 3450-3700 kkal.
5-guruh. Eng og’ir jismoniy ish bajaruvchilar (shaxtyorlar, tog’ ishchilari, daraxt kesuvchilar, g’isht teruvchi­lar, loy ishlari bilan shug’ullanuvchilar, betonchilar, hammollar). Ular asosan erkaklar (ayollar odatda bunday ishga jalb qilinmaydi) bo’lib, energiya sarfi 3900-4300 kkalga teng.

Aqliy mehnat qilganda ham asosiy almashinuv oshadi. Bu ko’payish, miya hujayralarining intensiv ishlashi bilan emas, balki reflektor holda muskul faoliyatining oshishi bilan tushun­tiriladi.

Energiya almashinuvi intensivligining tana ko’lamiga (razmeriga) bog’liqligi yoki Rubner qonuni. Yuqorida qayd qilingani singari har bir organizm to­monidan o’zlashtiriladigan O₂ miqdori undagi energiya alma­shinuvi haqida aniq ma'lumot beradi. Olib borilgan tekshirish­lar mayda hayvonlarda har bir kg tana massasi hisobiga sar­flanadigan O₂ ning miqdori yirik hayvonlarga qaraganda ancha ko’p bo’lishini ko’rsatadi. Bu holat kichik hayvonlarda tana yuzasining massasiga nisbati yirik hayvonlarga qaraganda yuqori bo’lishi bilan tushuntiriladi. Ya'ni mayda hayvonlarda tana yuzasi massasiga nisbati katta, termodina­mika qonun-qoidalariga nisbatan yuza qancha keng bo’lsa, is­siqlik tarqalishi shunchalik intensiv bo’ladi. Shuning uchun ham sichqon o’z tana haroratini bir xil saqlash uchun filga qaraganda ko’proq issiqlik ishlab chiqaradi (tana og’irligiga nisbatan), bu bog’liqlikni ifodali ravishda «sichqon fil egri chizig’i» ham deyiladi.

Bu noyob holni (fenomenni) birinchi marta bundan yuz yil ol­dinroq nemis fiziologi Maks Rubner qayd qilgan va unga ko’ra tananing har 1 m² yuzasiga nisbatan issiqlik ishlab chiqarishi kichik hayvonlarda ham katta hayvonlarda ham bir xil bo’lar ekan. Shunday qilib, energiya almashinuvining in­tensivligi tana yuzasining ko’lami bilan o’lchanadi va bu qonunni Rubnerning tana yuzasi qonuni deb aytiladi.