Основният метаболизъм е степента на разход на енергия за единица време. Правилността на измерването му изисква строг набор от критерии. Те включват физическо и психологически спокойно състояние, термично неутрална среда и състояние след поглъщане.
Описание
Производството на топлина от тялото е известно като термогенеза. Може да се измери, за да се определи количеството изразходвана енергия. Основният метаболизъм намалява с възрастта. Може да се увеличи и чрез изграждане на мускулна маса. Болестите, диетата, нивата на стрес, температурата на околната среда влияят върху общия разход на енергия.
Методи на изчисление
Точното изчисляване на основния метаболизъм изисква симпатиковата нервна система на човека да не се стимулира. Може да се измери чрез газов анализ с помощта на директна или индиректна калориметрия.
Можете също да изчислите своя основен метаболизъм, като използвате уравнение, използвайки възраст, пол, височина и тегло. Проучванията, използващи и двата метода, предоставят доказателства за валидностдихателен коефициент, който измерва вътрешния състав и използването на въглехидрати, мазнини и протеини, докато те се превръщат в единици енергиен субстрат.
Фенотипна гъвкавост
Основният метаболизъм е гъвкава черта. Може да се регулира обратимо в тялото. Например, по-ниските температури обикновено водят до по-висока скорост на метаболизма. Има два модела, които обясняват как основният метаболизъм се променя с температурата: променлив максимален модел (VMM) и променлив фракционален модел (VFM).
PMM твърди, че скоростта на метаболизма се увеличава през студения сезон. PFM казва, че основният метаболизъм е константа.
Изследване
Ранната работа на учените Дж. Артър Харис и Франсис Г. Бенедикт показа, че приблизителните метаболитни стойности могат да бъдат получени чрез използване на телесна повърхност (изчислена от височина и тегло), възраст и пол. Това взема предвид показателите за кислород и въглероден диоксид, взети от калориметрията.
Чрез елиминиране на половите разлики, които възникват от натрупването на мастна тъкан чрез изразяване на метаболитната скорост на единица телесно тегло "без мазнини", изчислителната стойност на основния метаболизъм (BMR) между половете е по същество същото.
Физиология
Основният орган, отговорен за регулирането на метаболизма, е хипоталамусът. Той е част от страничните стенитрета камера на мозъка. Основните функции на хипоталамуса:
- Контрол и интегриране на дейността на вегетативната нервна система (ANS). Регулира свиването на сърдечния мускул и секрецията на много ендокринни органи (щитовидна жлеза).
- Регулиране на чувствата на ярост и агресия.
- Контролирайте телесната температура.
- Регулиране на приема на храна.
Центърът на храненето (гладът) е отговорен за усещанията, които карат човек да търси храна. При достатъчно хранене нивата на лептин стават високи. Центърът на насищане се стимулира. Изпращат се импулси, които блокират чувството за глад. Ако няма достатъчно храна, нивата на грелин се повишават. Рецепторите на хипоталамуса са раздразнени. Има чувство на глад.
Центърът за жажда работи по подобен начин. Повишеното осмотично налягане на извънклетъчната течност стимулира клетките на хипоталамуса. Ако жаждата е задоволена, налягането ще намалее. Тези функции формират механизъм за оцеляване, който принуждава човек да поддържа телесни процеси, измерени чрез основния метаболизъм.
Запис на параметри
Формулите за основен метаболизъм са публикувани за първи път в началото на двадесети век. Те използваха следните понятия:
- P - общо производство на топлина в пълен покой;
- m - маса (kg);
- h - височина (см);
- a - възраст (години).
Един от популярните методи за оценка е формулата на Харис-Бенедикт:
- за жени: UBM=665 + (9,6 × m) + (1,8 × h) - (4,7 ×a);
- за мъже: BMR=66 + (13,7 × m) + (5 × h) - (6,8 × a).
Защо да изчислявам?
Базалната метаболитна скорост може да се използва за увеличаване, загуба или поддържане на тегло. Знаейки колко калории се изгарят, можете да изчислите колко да консумирате. Например:
- Яжте и изгаряйте равни количества калории, за да поддържате теглото;
- за наемане - консумацията трябва да надвишава изгарянето;
- за да загубите, трябва да консумирате по-малко калории, отколкото изгаряте.
Как да изчислим калориите
Следващата стъпка след оценка на основния метаболизъм е да се изчислят калориите в начина на живот:
- Седнали. Без физическа активност. Умножете BMR по 1, 2.
- Леко активен. Правете леки упражнения 1-3 пъти седмично. Умножете UBM по 1, 375.
- Умерено активен. Физическа активност 3-5 пъти за седем дни. UBM пъти 1,55.
- Активно. До седем тренировки на седмица. Умножете BMR по 1, 725.
- Упорита работа. Постоянна физическа активност. UBM пъти 1, 9.
Формулата би била по-точна, ако включваше телесен състав, история на теглото и други фактори.
Причини за индивидуални различия
В Шотландия е проведено проучване на основния метаболизъм при 150 възрастни. Показателите варираха от 1020 до 2500 kcal/ден. Изследователите са изчислили, че 62,4% от тази вариация се дължат на разликите в "безмазната маса". Други причини включват телесни мазнини(6,8%), възраст (1,8%) и експериментална грешка (2,1%). Останалата част от вариацията (26,6%) беше необяснима. Тя не е била засегната от пола или размера на тъканта във високоенергийни органи като мозъка.
Биохимия
Увеличаването на постпрандиалната термогенеза в основния метаболизъм се случва в зависимост от състава на консумираната храна. Почти 70% от общата консумация на енергия при човека е свързана с процесите на поддържане на живота, които протичат в тялото. Приблизително 20% от разхода на енергия идва от физическа активност. Около 10% - за храносмилането на храната. Тези процеси изискват консумация на кислород с коензими. Това дава енергия за оцеляване и изхвърляне на въглероден диоксид.
По-голямата част от енергията, която тялото изразходва за поддържане на необходимото ниво на течности в тъканите. Около една десета е посветена на механична работа (дишане, храносмилане и сърцебиене).
Разграждането на големите молекули на по-малки е катаболизъм (например разграждането на протеини до аминокиселини). Анаболизмът е процесът на тяхното създаване (протеините се превръщат в аминокиселини). Метаболизмът е резултат от тези реакции.
Хипотеза за сърдечния ритъм
През 1925 г. Реймънд Пърл предполага, че продължителността на живота е обратно пропорционална на основния метаболизъм. Подкрепата за тази теория идва от факта, че големите животни имат по-дълъг живот. Тази хипотеза е подкрепена от няколко нови проучвания, свързващи по-ниските базални ниваметаболизъм с увеличаване на жизнения цикъл в животинското царство, включително и хората. Ограничаването на калориите и понижаването на нивата на хормоните на щитовидната жлеза се свързват с по-дълъг живот при животните.
Въпреки това, съотношението на общия дневен разход на енергия към скоростта на метаболизма в покой може да варира от 1,6 до 8,0 при различните видове бозайници.
С алометрично скалиране, максималната потенциална продължителност на живота е пряко свързана с метаболитната скорост.
Медицински аспекти
Човешкият метаболизъм зависи от неговата активност и физическо състояние. Намаляването на приема на храна обикновено намалява скоростта му. Тялото се опитва да пести енергия. Проучванията показват, че нискокалоричната диета (по-малко от 800 калории на ден) намалява скоростта на метаболитните процеси с повече от 10 процента. Менопаузата и болестта също влияят на метаболизма.
