Коэффициент полезного действия живой клетки

При совершении любого вида работы, значительная часть вырабатываемой энергии теряется в виде теплоты, так при мышечной работе освобождается тепловая и механическая энергия. Отношение механической работы ко всей энергии, затраченной на работу, выраженное в процентах, называется коэффициентом полезного действия (КПД):

Внешняя работа

КПД =------------------------------------х 100%

Вырабатываемая энергия

При физическом труде человека КПД колеблется от 16 до 25 % и в среднем составляет 20 %. При мышечном сокращении, например, 80% энергии теряется в виде теплоты и только 20 % превращается в механическую работу. КПД изменяется в зависимости от ряда условий. Так, у нетренированных людей он ниже, чем у тренированных, и увеличивается по мере тренировки.

Первичная и вторичная теплота.

Теплоту, выделяемую организмом, условно делят на два типа.

Теплообразование в организме имеет 2-х фазный характер. При окислении белка, жира, углеводов одна часть используется для синтеза АТФ, другая превращается в теплоту – это первичная теплота.

Первичная теплота постоянно высвобождается в ходе клеточного метаболизма при окислении веществ вне зависимости от того, совершается внешняя работа или нет. Ее количество является показателем интенсивности основного обмена, обеспечивающего клеточный метаболизм и функционирование жизненно важных органов.

В нормальных условиях клетки получают энергию главным образом путем окислительного (аэробного) распада питательных веществ.

Так при окислении углеродов 22,7 % идет на синтез АТФ, 77,3 % в форме первичной теплоты рассеивается в тканях.

При распаде АТФ тоже выделяется теплота - это вторичная теплота.

Вторичная теплота выделяется при совершении организмом любой

работы за счет резерва аккумулированной энергии АТФ, образующегося

в результате метаболических превращений питательных веществ.

В физиологических условиях оба вида теплоты находятся в относительном равновесии. Первичная теплота непрерывно рассеивается в окружающую среду, даже если температура последней превышает температуру тела. Это возможно благодаря механизмам саморегуляции, в частности потоотделению и испарению, предотвращающим перегревание организма.

При переохлаждении же оптимальное для метаболизма количество первичной теплоты обеспечивается за счет увеличения доли вторичной теплоты вследствие усиления двигательной активности, и особенно при появлении непроизвольной дрожи (дрожательный термогенез).