Двигательная активность и максимальный кислородный запрос Оптимальный размер наземного млекопитающего Энергия существования

Сентябрь 3, 2022

Главная
Алгебра
Двигательная активность и максимальный кислородный запрос Оптимальный размер наземного млекопитающего Энергия существования

Содержание

2. Отличительной чертой животных является их способность к передвижению. Органы движения, в основе которого лежат сократительные белки,
3. Рис. 19. Способы передвижения и длина тела животного. Внизу показана плывущая инфузория длиной около 150 мкм
4. Скорость передвижения животных растет по мере увеличения их размера, однако и у самых маленьких она заметна
5. Рис. 20. Максимальная скорость потребления кислорода при беге у 22 видов млекопитающих с разной массой тела
6. Для всех 22 видов млекопитающих: максимальное VО2 (мл О2 / мин) = 115۰Мт (кг)0.81 базальное VО2
7. Потребление кислорода млекопитающими с разной массой тела, мл О2/(мин∙кг) Мт базовое максимальное их отношение 10 г
8. Домашние и дикие млекопитающие, различаются между собой [73]. У первых, ведущих по сравнению со вторыми менее
9. Животное ММ,, Кратность повышение мл 02/(мин • кг) по сравнению с БМ Лисица 4.7 кг 183
10. Рис. 21. Максимальная скорость потребления кислорода при беге у 34 видов млекопитающих с разной массой тела
11. Рис. 22. Максимальная скорость потребления кислорода и суммарный объем митохондрий в скелетных мышцах млекопитающих с разной
12. Рис. 23. Максимальная скорость потребления кислорода и объем мышечных митохондрий у млекопитающих атлетов неатлетов (точки) и
13. Рис. 24. Зависимость скорости потребления кислорода (VО2 - штрих), минутного объема кровообращения (МОК - точки) и
14. Количество вещества, оставшееся в органе после протекания по нему крови, равно произведению объемной скорости органного кровотока
15. Рис. 25. Параболическая зависимость Скорости потребления кислорода (вверху VО2 рассчитана на Мт-0.25) и артерио-венозной разницы кислорода
16. Повышение скорости окислительного метаболизма у мелких теплокровных обусловлено их усиленной теплопродукцией из-за охлаждающего влияния среды. Повышение
17. Cреди млекопитающих наименьшее влияние среды на окислительный метаболизм в покое испытывают животные с Мт 10–100 кг.
18. Рис. 26. Зависимость спокойной (круги) и максимальной (треугольники) частоты сердечных сокращений от Мт млекопитающих [105]:
19. Рис. 27. Системная АВО2 (об.%), МОК [мл / (мин х кг)], и скорость окислительного метаболизма [мл
20. У всех птиц повседневные затраты энергии («энергия существования») при любой Т среды обитания, в 2,3 раза
21. Если в процессе адаптации и видообразования птице необходимо дольше летать, то адаптация к этому виду деятельности
22. Это явление – поддержание постоянным суточного расхода энергии – отражает фундаментальную закономерность в живой природе. Оно
23. У млекопитающих «энергия существования» также может быть равной 2.3 БМ. Как учитывать эту закономерность для современного
24. Таблица 10 Энергетические затраты при различных формах физической активности [26] БМ, ккал/мин: у женщин 0.9, у
25. Задача 10. Найти энерготраты в условиях (Мт, кг) БМ = 11.3۰Мт0.75, мл 02 /мин БМ =
26. Решение задачи 10 : в 1 мин Мышь БМ = 36 мл О2/ кг, ММ =
27. Решение задачи 10. Мышь 10 г Человек 60 кг Слон 3 т мл 02 /мин: БМ
28. Задача 11. Сколько истратил человек в сутки (мл 02 и ккал)? Мт = 55 кг. 1
29. Решение задачи 11 БМ: 10 • 60 х (11.3 • 2.2) = 14916 мл О2 =
30. Задача 12. Найти системную артерио-венозную разницу О2 (АВО2), использовав уравнение Фика: VO2 = МОК : АВО2.
32. Скачать презентацию

Слайд 2

Отличительной чертой животных
является их способность к передвижению.
Органы движения, в

основе которого лежат
сократительные белки, у животных очень разные.
Самые маленькие одноклеточные, например, сперматозоиды, использует один – два жгутика.
У клеток покрупнее есть сотни и тысячи ресничек.
Животные длиной 100 мкм и более используют мышцы.

Слайд 3

Рис. 19. Способы передвижения
и длина тела животного.
Внизу показана плывущая

инфузория
длиной около 150 мкм
с координированным направлением
движения ресничек [72].

Слайд 4

Скорость передвижения животных растет
по мере увеличения их размера,
однако и

у самых маленьких она заметна [83]:
Сперматозоид 0.3 м/ч
Инфузория 0.5 м/ч
Комар 600 м/ч
Шмель 18 000 м/ч
Бражник 54 000 м/ч
Гепард 100 000 м/ч

Слайд 5

Рис. 20. Максимальная скорость потребления кислорода при беге у 22 видов

млекопитающих с разной массой тела (Taylor et al.,1981), по: [73].

Слайд 6

Для всех 22 видов млекопитающих: максимальное VО2 (мл О2 / мин)

= 115۰Мт (кг)0.81 базальное VО2 (мл О2 / мин) = 11∙Мт (кг)0.75
При сравнении этих уравнений видим:
в ряду млекопитающих по мере увеличения их Мт
числовой коэффициент перед Мт «α»
при максимальной работе в 10 раз выше, чем при БМ (115 и 11),
что отражает 10-кратное повышение VО2.
Кроме того, максимальное VО2 с увеличением Мт
становиться более зависимым от нее («b» 0.81 и 75).

Слайд 7

Потребление кислорода млекопитающими
с разной массой тела, мл О2/(мин∙кг)
Мт

базовое максимальное их отношение
10 г 35 276 1 : 8
300 кг 2,6 39 1 :15

Слайд 8

Домашние и дикие млекопитающие, различаются между собой [73].
У первых, ведущих

по сравнению со вторыми
менее подвижный образ жизни,
повышение максимального VО2 по сравнению с БМ меньше:
коэффициенты «a» 101 и 116 по сравнения с таковым при БМ,
равном для тех и других 10.
Кроме того, у домашних животных зависимость максимального VО2 от Мт
выражена больше: коэффициенты «b» 0.86 и 0.79:
для диких видов (14) 116۰Мт0.79
для домашних видов (8) 101۰Мт0.86

Слайд 9

Животное ММ,, Кратность повышение
мл 02/(мин • кг) по сравнению с

БМ
Лисица 4.7 кг 183 24
Койот 12 кг 184 31
Волк 23 кг 157 31
Собака 25 кг 160 32

Слайд 10

Рис. 21. Максимальная скорость потребления кислорода при беге у 34 видов

млекопитающих с разной массой тела (Weibel et al. 2004), по: [105].
Треугольники: светлые – атлеты, темные – неатлеы, линия внизу - БМ.

Слайд 11

Рис. 22. Максимальная скорость потребления кислорода
и суммарный объем митохондрий в

скелетных мышцах
млекопитающих с разной массой тела [104].
Название животных: 1 – лесная мышь, 2 – слепыш, 3 - белая крыса,
4 - морская свинка, 5 - агути, 6 - лиса, 7 - коза, 8 – собака,
9 – вилорогая антилопа, 10 - лошадь, 11 – бык.

Слайд 12

Рис. 23. Максимальная скорость потребления кислорода и объем мышечных митохондрий у

млекопитающих атлетов неатлетов (точки) и (кружки) [91].

Слайд 13

Рис. 24. Зависимость скорости потребления кислорода (VО2 - штрих),
минутного

объема кровообращения (МОК - точки) и
артерио-венозной разницы кислорода (АВО2 – сплошная линия )
от массы тела у млекопитающих в состоянии их естественного покоя [74, 75].

Слайд 14

Количество вещества, оставшееся в органе
после протекания по нему крови,
равно

произведению
объемной скорости органного кровотока
и артерио-венозной разницы
концентраций этого вещества.
Применительно к кислороду и всей кровеносной системе:
VО2 = МОК ∙ АВО2 (системная),
из чего следует
Системная АВО2 = VО2 / МОК

Слайд 15

Рис. 25. Параболическая зависимость
Скорости потребления кислорода
(вверху VО2

рассчитана на Мт-0.25)
и артерио-венозной разницы кислорода
(внизу АВО2) от Мт млекопитающих
в состоянии их естественного покоя [74, 75].
Пунктирная линия проведена по
средним величинам обоих показателей
на рис. 24, причем величина VО2
Пересчитана на Мт (кг)-0.25

Слайд 16

Повышение скорости окислительного метаболизма у мелких теплокровных обусловлено их усиленной теплопродукцией

из-за охлаждающего влияния среды. Повышение этого метаболизма в сторону крупных животных можно объяснить влиянием сил гравитации на их ткани.

Слайд 17

Cреди млекопитающих
наименьшее влияние среды
на окислительный метаболизм в покое
испытывают

животные с Мт 10–100 кг.
У них в покое
наименьший уровень кислородного запроса
и самая низкая системная АВО2.
Поэтому резервы их сердечно-сосудистой системы наибольшие.

Слайд 18

Рис. 26. Зависимость спокойной (круги) и максимальной (треугольники) частоты сердечных сокращений

от Мт млекопитающих [105]:

Слайд 19

Рис. 27. Системная АВО2 (об.%), МОК [мл / (мин х кг)],

и
скорость окислительного метаболизма [мл О2 / (мин х кг)]
(расчеты) [74, 75].

Слайд 20

У всех птиц
повседневные затраты энергии
(«энергия существования»)
при любой Т среды обитания,
в

2,3 раза больше их БМ,
который пропорционален Мт0.72

Слайд 21

Если в процессе адаптации и видообразования
птице необходимо дольше летать,
то адаптация к

этому виду деятельности
пойдет по пути экономии энергии при полете
(а полет требует 12 БМ);
при этом суточный расход энергии
(энергия существования)
сохраняется неизменным.

Слайд 22

Это явление – поддержание постоянным
суточного расхода энергии – отражает фундаментальную

закономерность
в живой природе.
Оно было замечено и на млекопитающих
(Brody, 1945)
«Энергия существования» у млекопитающих возможно, близка к 2.3 БМ.

Слайд 23

У млекопитающих
«энергия существования»
также может быть равной 2.3 БМ.
Как

учитывать эту закономерность
для современного человека?
Его образ жизни резко отличается
от образа жизни животного, птицы и древнего человека,
который каждодневно боролся с холодом и голодом.
Если БМ современника остался прежним,
то «энергия существования»
должна существенно измениться
и стать меньше, чем 2.3 БМ.

Слайд 24

Таблица 10
Энергетические затраты при различных формах
физической активности [26]
БМ, ккал/мин: у

женщин 0.9, у мужчин 1.16.
Европейцы: женщина 19-22 г, Мт 55 кг, рост 163 см
мужчина 19-22 г, Мт 70 кг, рост 177 см.

Слайд 25

Задача 10. Найти энерготраты в условиях (Мт, кг)
БМ = 11.3۰Мт0.75,

мл 02 /мин
БМ = 11.3۰Мт -0.25, мл 02 /(мин х кг)
ММ = 115۰Мт0.81 , мл 02 /мин
ММ = 115۰Мт -0.19, мл 02 /(мин х кг)
у мыши 10 г, человека 60 кг и у слона 3 т
Мт0.75: 0.032 кг, 21.6 кг 405 кг
Мт0.81: 0.024 кг 27.6 кг 655 кг .
Мт-0.25: 3.16 кг 0.36 кг 0.135 кг
Мт0.19: 2.4 кг 0.46 кг 0.218 кг .

Слайд 26

Решение задачи 10 : в 1 мин
Мышь БМ = 36

мл О2/ кг,
ММ = 276 мл О2/ кг
Человек БМ = 4.1 мл О2/ кг
ММ= 53 мл О2/ кг
Слон БМ = 1.5 мл О2/ кг
ММ = 25 мл О2/ кг

Слайд 27

Решение задачи 10.
Мышь 10 г Человек 60 кг Слон 3

т
мл 02 /мин: БМ 0.36 244 4 576
ММ 2.76 3 174 75 325
мл 02 /(мин х кг): БМ 35.7 4.07 1.53
ММ 276 52.9 25.1

Слайд 28

Задача 11. Сколько истратил человек в сутки
(мл 02 и ккал)?

Мт = 55 кг. 1 ккал = 208 мл О2
5 ч сидел – 4 мл О2 / (мин∙кг Мт)
4 ч ходил - 8 мл О2 / (мин∙кг Мт)
1 ч бегал - 40 мл О2 / (мин∙кг Мт)
Остальное время БМ = 11,3۰Мт0.75(мл О2 /мин).
55 0.75 кг = 2.2 кг.

Слайд 29

Решение задачи 11
БМ: 10 • 60 х (11.3 • 2.2)

= 14916 мл О2 = 15 л О2 или 72 ккал (5%)
Сидел: 4 • 60 • 5 • 55 = 66 000 мл О2 = 66 л О2 или 317 ккал (21%)
Ходил: 8 • 60 • 4 • 55 = 105 600 мл О2 = 106 л О2 или 508 ккал (33%)
Бегал 1 ч: 40 • 60 • 55 = 132 000 мл О2 = 132 л О2 или 635 ккал (41%)
Всего 319 л О2 или 1532 ккал (100%)

Слайд 30

Задача 12. Найти системную артерио-венозную разницу О2 (АВО2),
использовав уравнение

Фика: VO2 = МОК : АВО2.
Известно Мт VО2 , мл O2 / (мин • кг) МОК, мл / (мин • кг)
10 г и 100 кг 84 и 4 1000 и 110

Двигательная активность и максимальный кислородный запрос Оптимальный размер наземного млекопитающего Энергия существования

Содержание

Отличительной чертой животных является их способность к передвижению. Органы движения, в

Рис. 19. Способы передвижения и длина тела животного. Внизу показана плывущая

Скорость передвижения животных растет по мере увеличения их размера, однако и

Рис. 20. Максимальная скорость потребления кислорода при беге у 22 видов

Для всех 22 видов млекопитающих: максимальное VО2 (мл О2 / мин)

Потребление кислорода млекопитающими с разной массой тела, мл О2/(мин∙кг) Мт

Домашние и дикие млекопитающие, различаются между собой [73]. У первых, ведущих

Животное ММ,, Кратность повышение мл 02/(мин • кг) по сравнению с

Рис. 21. Максимальная скорость потребления кислорода при беге у 34 видов

Рис. 22. Максимальная скорость потребления кислорода и суммарный объем митохондрий в

Рис. 23. Максимальная скорость потребления кислорода и объем мышечных митохондрий у

Рис. 24. Зависимость скорости потребления кислорода (VО2 - штрих), минутного

Количество вещества, оставшееся в органепосле протекания по нему крови, равно

Рис. 25. Параболическая зависимость Скорости потребления кислорода (вверху VО2

Повышение скорости окислительного метаболизма у мелких теплокровных обусловлено их усиленной теплопродукцией

Cреди млекопитающих наименьшее влияние среды на окислительный метаболизм в покое испытывают

Рис. 26. Зависимость спокойной (круги) и максимальной (треугольники) частоты сердечных сокращений

Рис. 27. Системная АВО2 (об.%), МОК [мл / (мин х кг)],

У всех птицповседневные затраты энергии(«энергия существования»)при любой Т среды обитания, в

Если в процессе адаптации и видообразованияптице необходимо дольше летать,то адаптация к

Это явление – поддержание постоянным суточного расхода энергии – отражает фундаментальную

У млекопитающих «энергия существования» также может быть равной 2.3 БМ. Как

Таблица 10Энергетические затраты при различных формах физической активности [26]БМ, ккал/мин: у

Задача 10. Найти энерготраты в условиях (Мт, кг) БМ = 11.3۰Мт0.75,

Решение задачи 10 : в 1 мин Мышь БМ = 36

Решение задачи 10. Мышь 10 г Человек 60 кг Слон 3

Задача 11. Сколько истратил человек в сутки (мл 02 и ккал)?

Решение задачи 11 БМ: 10 • 60 х (11.3 • 2.2)

Задача 12. Найти системную артерио-венозную разницу О2 (АВО2), использовав уравнение

Похожие презентации