متابولیسم پایه میزان مصرف انرژی در واحد زمان است. صحت اندازه گیری آن مستلزم مجموعه ای دقیق از معیارها است. اینها شامل قرار گرفتن در یک حالت آرام جسمی و روانی، یک محیط خنثی حرارتی و یک حالت پس از جذب است.
شرح
تولید گرمای بدن به عنوان گرمازایی شناخته می شود. می توان آن را برای تعیین میزان انرژی مصرف شده اندازه گیری کرد. متابولیسم پایه با افزایش سن کاهش می یابد. همچنین می توان آن را با ساختن توده عضلانی افزایش داد. بیماری‌ها، رژیم غذایی، سطح استرس، دمای محیط همگی بر مصرف انرژی کلی تأثیر می‌گذارند.
روشهای محاسبه
محاسبه دقیق میزان متابولیسم پایه مستلزم آن است که سیستم عصبی سمپاتیک فرد تحریک نشود. می توان آن را با تجزیه و تحلیل گاز با استفاده از کالریمتری مستقیم یا غیرمستقیم اندازه گیری کرد.
همچنین می توانید میزان متابولیسم پایه خود را با استفاده از یک معادله با استفاده از سن، جنس، قد و وزن محاسبه کنید. مطالعات با استفاده از هر دو روش شواهدی از اعتبار ارائه می دهندضریب تنفسی، که ترکیب ذاتی و استفاده از کربوهیدرات‌ها، چربی‌ها و پروتئین‌ها را هنگام تبدیل شدن به واحدهای بستر انرژی اندازه‌گیری می‌کند.
انعطاف پذیری فنوتیپی
متابولیسم پایه یک ویژگی انعطاف پذیر است. می توان آن را به صورت برگشت پذیر در بدن تنظیم کرد. به عنوان مثال، دمای پایین تر معمولاً منجر به نرخ متابولیک بالاتر می شود. دو مدل وجود دارد که چگونگی تغییر متابولیسم پایه با دما را توضیح می دهد: مدل حداکثر متغیر (VMM) و مدل کسری متغیر (VFM).
PMM ادعا می کند که میزان متابولیسم در طول فصل سرد افزایش می یابد. PFM می گوید میزان متابولیسم پایه ثابت است.
تحقیق
کار اولیه دانشمندان J. Arthur Harris و Francis G. Benedict نشان داد که مقادیر تقریبی متابولیک را می توان با استفاده از مساحت سطح بدن (محاسبه شده بر اساس قد و وزن)، سن و جنس به دست آورد. این شاخص‌های اکسیژن و دی‌اکسید کربن را از کالری‌سنجی در نظر می‌گیرد.
با حذف تفاوت های جنسی ناشی از تجمع بافت چربی با بیان نرخ متابولیک در واحد وزن بدن "بدون چربی"، مقدار محاسبه نرخ متابولیسم پایه (BMR) بین دو جنس اساساً محاسبه می شود. همان.
فیزیولوژی
ارگان اصلی که مسئول تنظیم متابولیسم است هیپوتالاموس است. بخشی از دیوارهای جانبی را تشکیل می دهدبطن سوم مغز وظایف اصلی هیپوتالاموس:
- کنترل و ادغام فعالیت سیستم عصبی خودمختار (ANS). انقباض عضله قلب و ترشح بسیاری از اندام های غدد درون ریز (غده تیروئید) را تنظیم می کند.
- تنظیم احساس خشم و پرخاشگری.
- کنترل دمای بدن.
- تنظیم مصرف غذا.
مرکز تغذیه (گرسنگی) مسئول احساساتی است که باعث می شود فرد به دنبال غذا باشد. با تغذیه کافی، سطح لپتین بالا می رود. مرکز اشباع تحریک می شود. تکانه هایی فرستاده می شوند که مانع از احساس گرسنگی می شوند. اگر غذای کافی وجود نداشته باشد، سطح گرلین افزایش می یابد. گیرنده های هیپوتالاموس تحریک می شوند. احساس گرسنگی وجود دارد.
مرکز تشنگی به روشی مشابه کار می کند. افزایش فشار اسمزی مایع خارج سلولی سلول های هیپوتالاموس را تحریک می کند. اگر تشنگی برطرف شود، فشار کاهش می یابد. این عملکردها یک مکانیسم بقا را تشکیل می دهند که فرد را مجبور می کند فرآیندهای بدن را همانطور که با میزان متابولیسم پایه اندازه گیری می شود حفظ کند.
نوشتن پارامترها
فرمول های متابولیسم پایه اولین بار در اوایل قرن بیستم منتشر شد. آنها از مفاهیم زیر استفاده کردند:
- P - کل تولید گرما در حالت استراحت کامل؛
- m - جرم (کیلوگرم)؛
- h - ارتفاع (سانتی متر)؛
- a - سن (سال).
یکی از روش های رایج برآورد، فرمول هریس-بندیکت است:
- برای زنان: UBM=665 + (9.6 × متر) + (1.8 × ساعت) - (4.7 ×a);
- برای مردان: BMR=66 + (13.7 × متر) + (5 × ساعت) - (6.8 × a).
چرا محاسبه؟
نرخ متابولیسم پایهرا می توان برای افزایش، کاهش یا حفظ وزن استفاده کرد. با دانستن میزان کالری سوزانده شده، می توانید میزان مصرف را محاسبه کنید. به عنوان مثال:
- برای حفظ وزن به مقدار مساوی بخورید و کالری بسوزانید؛
- برای استخدام - مصرف باید بیشتر از احتراق باشد؛
- برای از دست دادن، باید کالری کمتری نسبت به کالری مصرف کنید.
نحوه محاسبه کالری
گام بعدی پس از تخمین میزان متابولیسم پایه محاسبه کالری سبک زندگی است:
- نشسته. بدون فعالیت بدنی. ضرب BMR در 1، 2.
- کمی فعال. انجام ورزش های سبک 1-3 بار در هفته. UBM را در 1، 375 ضرب کنید.
- در حد متوسط فعال است. فعالیت بدنی 3-5 بار در هفت روز. بار UBM 1.55.
- فعال. حداکثر هفت تمرین در هفته. ضرب BMR در 1، 725.
- کار سخت. فعالیت بدنی مداوم. UBM بار 1، 9.
اگر ترکیب بدن، تاریخچه وزن و سایر عوامل را شامل شود، فرمول دقیق‌تر خواهد بود.
دلایل تفاوت های فردی
در اسکاتلند، یک مطالعه میزان متابولیسم پایه در 150 بزرگسال انجام شد. شاخص ها از 1020 تا 2500 کیلو کالری در روز متغیر بودند. محققان محاسبه کردند که 62.4 درصد از این تغییرات به دلیل تفاوت در "توده بدون چربی" است. دلایل دیگر شامل چربی بدن بود(6.8%)، سن (1.8%) و خطای تجربی (2.1%). بقیه تغییرات (26.6٪) غیر قابل توضیح بود. جنسیت یا اندازه بافت در اندام‌های پرانرژی مانند مغز بر او تأثیری نداشت.
بیوشیمی
افزایش ترموژنز پس از غذا در متابولیسم پایه بسته به ترکیب غذای مصرفی رخ می دهد. تقریباً 70 درصد از کل انرژی مصرفی انسان با فرآیندهای حمایت از زندگی که در بدن اتفاق می افتد مرتبط است. تقریباً 20 درصد انرژی مصرفی از فعالیت بدنی ناشی می شود. حدود 10٪ - برای هضم غذا. این فرآیندها نیاز به مصرف اکسیژن با کوآنزیم ها دارند. این انرژی برای زنده ماندن و دفع دی اکسید کربن می دهد.
بیشتر انرژی که بدن صرف حفظ سطح مورد نیاز مایع در بافت ها می کند. حدود یک دهم آن به کارهای مکانیکی (تنفس، هضم و ضربان قلب) اختصاص دارد.
تجزیه مولکول های بزرگ به مولکول های کوچکتر کاتابولیسم است (به عنوان مثال، تجزیه پروتئین ها به اسیدهای آمینه). آنابولیسم فرآیند ایجاد آنها است (پروتئین ها به اسیدهای آمینه تبدیل می شوند). متابولیسم نتیجه این واکنش هاست.
فرضیه ضربان قلب
در سال 1925، ریموند پرل پیشنهاد کرد که طول عمر رابطه معکوس با میزان متابولیسم پایه دارد. پشتیبانی از این نظریه از این واقعیت ناشی می شود که حیوانات بزرگ طول عمر بیشتری دارند. این فرضیه توسط چندین مطالعه جدید که سطوح پایه پایین تر را به هم مرتبط می کنند، پشتیبانی شده استمتابولیسم با افزایش چرخه زندگی در قلمرو حیوانات، از جمله انسان. محدودیت کالری و کاهش سطح هورمون تیروئید با طول عمر بالاتر در حیوانات مرتبط است.
با این حال، نسبت کل انرژی مصرفی روزانه به میزان متابولیسم در حالت استراحت می تواند از 1.6 تا 8.0 در گونه های مختلف پستانداران متفاوت باشد.
با مقیاس بندی آلومتریک، حداکثر طول عمر بالقوه مستقیماً با میزان متابولیسم مرتبط است.
جنبه های پزشکی
متابولیسم انسان به فعالیت و وضعیت جسمانی آن بستگی دارد. کاهش مصرف غذا معمولا میزان آن را کاهش می دهد. بدن سعی می کند انرژی را حفظ کند. مطالعات نشان می دهد که رژیم غذایی کم کالری (کمتر از 800 کالری در روز) سرعت فرآیندهای متابولیک را تا بیش از 10 درصد کاهش می دهد. یائسگی و بیماری نیز بر متابولیسم تأثیر می گذارد.
