Osnovni metabolizem je stopnja porabe energije na enoto časa. Pravilnost njegovega merjenja zahteva strog niz meril. Ti vključujejo fizično in psihično umirjeno stanje, toplotno nevtralno okolje in stanje po absorpciji.
Opis
Proizvodnja toplote v telesu je znana kot termogeneza. Lahko se izmeri, da se določi količina porabljene energije. S starostjo se bazalni metabolizem zmanjšuje. Povečati ga je mogoče tudi z gradnjo mišične mase. Bolezni, prehrana, ravni stresa, temperatura okolja vplivajo na celotno porabo energije.
Načini izračuna
Natančen izračun bazalne presnove zahteva, da človekov simpatični živčni sistem ni stimuliran. Izmerimo ga lahko z analizo plina z uporabo neposredne ali posredne kalorimetrije.
Svojo bazalno presnovo lahko izračunate tudi z enačbo, ki uporablja starost, spol, višino in težo. Študije z uporabo obeh metod zagotavljajo dokaze o veljavnostidihalni količnik, ki meri notranjo sestavo in izrabo ogljikovih hidratov, maščob in beljakovin, ko se pretvorijo v enote energijskega substrata.
Fenotipska fleksibilnost
Osnovni metabolizem je prilagodljiva lastnost. V telesu ga je mogoče reverzibilno prilagoditi. Na primer, nižje temperature običajno povzročijo višjo stopnjo presnove. Obstajata dva modela, ki pojasnjujeta, kako se bazalni metabolizem spreminja s temperaturo: spremenljivi maksimalni model (VMM) in variabilni frakcijski model (VFM).
PMM trdi, da se hitrost presnove poveča v hladnem obdobju. PFM pravi, da je bazalni metabolizem konstanten.
Raziskava
Zgodnje delo znanstvenikov J. Arthurja Harrisa in Francisa G. Benedicta je pokazalo, da je mogoče približne presnovne vrednosti izpeljati s pomočjo telesne površine (izračunane iz višine in teže), starosti in spola. To upošteva kazalnike kisika in ogljikovega dioksida, vzete iz kalorimetrije.
Z odpravo razlik med spoloma, ki nastanejo zaradi kopičenja maščobnega tkiva z izražanjem hitrosti presnove na enoto telesne teže »brez maščobe«, je izračunska vrednost bazalne presnove (BMR) med spoloma v bistvu isto.
fiziologija
Glavni organ, ki je odgovoren za uravnavanje presnove, je hipotalamus. Je del stranskih stentretji možganski prekat. Glavne funkcije hipotalamusa:
- Nadzor in integracija aktivnosti avtonomnega živčnega sistema (ANS). Uravnava krčenje srčne mišice in izločanje številnih endokrinih organov (ščitnice).
- Uravnavanje občutkov besa in agresije.
- Nadzor telesne temperature.
- Uravnavanje vnosa hrane.
Središče prehrane (lakota) je odgovorno za občutke, zaradi katerih človek išče hrano. Z zadostno prehrano se raven leptina poviša. Spodbuja se center nasičenosti. Pošiljajo se impulzi, ki blokirajo občutek lakote. Če hrane ni dovolj, se raven grelina dvigne. Receptorji hipotalamusa so razdraženi. Pojavi se občutek lakote.
Center za žejo deluje na podoben način. Povečan osmotski tlak zunajcelične tekočine stimulira celice hipotalamusa. Če je žeja potešena, se bo pritisk zmanjšal. Te funkcije tvorijo mehanizem preživetja, ki človeka prisili, da vzdržuje telesne procese, merjene z bazalno hitrostjo presnove.
Pisanje parametrov
Formule za bazalni metabolizem so bile prvič objavljene v začetku dvajsetega stoletja. Uporabili so naslednje koncepte:
- P - skupna proizvodnja toplote v polnem mirovanju;
- m - masa (kg);
- h - višina (cm);
- a - starost (leta).
Ena izmed priljubljenih metod ocenjevanja je Harris-Benedictova formula:
- za ženske: UBM=665 + (9,6 × m) + (1,8 × h) - (4,7 ×a);
- za moške: BMR=66 + (13,7 × m) + (5 × h) - (6,8 × a).
Zakaj izračunati?
Osnovno presnovo lahko uporabite za pridobivanje, izgubo ali vzdrževanje telesne teže. Če veste, koliko kalorij je pogorelo, lahko izračunate, koliko zaužiti. Na primer:
- Jejte in pokurite enake količine kalorij, da ohranite težo;
- za pridobitev - poraba mora presegati zgorevanje;
- če želite izgubiti, morate zaužiti manj kalorij, kot jih porabite.
Kako izračunati kalorije
Naslednji korak po oceni bazalne presnove je izračun kalorij v življenjskem slogu:
- Sedi. Brez telesne aktivnosti. Pomnožite BMR z 1, 2.
- Rahlo aktivno. Lahka vadba 1-3 krat na teden. Pomnožite UBM z 1, 375.
- Zmerno aktiven. Telesna aktivnost 3-5 krat v sedmih dneh. UBM krat 1,55.
- Aktiven. Do sedem treningov na teden. Pomnožite BMR z 1, 725.
- Trdo delo. Stalna telesna aktivnost. UBM krat 1, 9.
Formula bi bila natančnejša, če bi vključevala telesno sestavo, zgodovino teže in druge dejavnike.
Razlogi za individualne razlike
Na Škotskem je bila izvedena študija bazalnega metabolizma pri 150 odraslih. Kazalniki so se gibali od 1020 do 2500 kcal/dan. Raziskovalci so izračunali, da je 62,4 % te razlike posledica razlik v "masi brez maščobe". Drugi razlogi so vključevali telesno maščobo(6,8 %), starost (1,8 %) in eksperimentalna napaka (2,1 %). Preostala variacija (26,6 %) je bila nepojasnjena. Nanjo ni vplival spol ali velikost tkiva v visokoenergetskih organih, kot so možgani.
biokemija
Povečanje postprandialne termogeneze pri bazalnem metabolizmu se pojavi glede na sestavo zaužite hrane. Skoraj 70 % celotne porabe energije človeka je povezano s procesi vzdrževanja življenja, ki se pojavljajo v telesu. Približno 20 % porabe energije izvira iz telesne dejavnosti. Približno 10% - za prebavo hrane. Ti procesi zahtevajo porabo kisika s koencimi. To daje energijo za preživetje in izločanje ogljikovega dioksida.
Večino energije telo porabi za vzdrževanje zahtevane ravni tekočine v tkivih. Približno ena desetina je namenjena mehanskemu delu (dihanje, prebava in srčni utrip).
Razgradnja velikih molekul na manjše je katabolizem (na primer razgradnja beljakovin v aminokisline). Anabolizem je proces njihovega nastanka (beljakovine se pretvorijo v aminokisline). Presnova je posledica teh reakcij.
hipoteza o srčnem utripu
Leta 1925 je Raymond Pearl predlagal, da je življenjska doba obratno sorazmerna z bazalno hitrostjo presnove. Podpora tej teoriji izhaja iz dejstva, da imajo velike živali daljšo življenjsko dobo. To hipotezo je podprlo več novih študij, ki povezujejo nižje bazalne ravnipresnovo s povečanjem življenjskega cikla v živalskem kraljestvu, vključno s človekom. Omejitev kalorij in znižanje ravni ščitničnih hormonov sta bila povezana z daljšo življenjsko dobo pri živalih.
Vendar pa se lahko razmerje med skupno dnevno porabo energije in hitrostjo presnove v mirovanju giblje od 1,6 do 8,0 pri različnih vrstah sesalcev.
Z alometričnim skaliranjem je največja možna življenjska doba neposredno povezana s hitrostjo presnove.
Medicinski vidiki
Človekov metabolizem je odvisen od njegove aktivnosti in fizičnega stanja. Zmanjšanje vnosa hrane običajno zmanjša njegovo stopnjo. Telo poskuša varčevati z energijo. Študije kažejo, da nizkokalorična prehrana (manj kot 800 kalorij na dan) zmanjša hitrost presnovnih procesov za več kot 10 odstotkov. Menopavza in bolezen vplivata tudi na presnovo.
