Βασικός μεταβολισμός είναι ο ρυθμός ενεργειακής δαπάνης ανά μονάδα χρόνου. Η ορθότητα της μέτρησής του απαιτεί ένα αυστηρό σύνολο κριτηρίων. Αυτά περιλαμβάνουν τη σωματική και ψυχολογική ήρεμη κατάσταση, ένα θερμικά ουδέτερο περιβάλλον και μια κατάσταση μετά την απορρόφηση.
Περιγραφή
Η παραγωγή θερμότητας του σώματος είναι γνωστή ως θερμογένεση. Μπορεί να μετρηθεί για να προσδιοριστεί η ποσότητα της ενέργειας που δαπανάται. Ο βασικός μεταβολισμός μειώνεται με την ηλικία. Μπορεί επίσης να αυξηθεί χτίζοντας μυϊκή μάζα. Οι ασθένειες, η διατροφή, τα επίπεδα στρες, η θερμοκρασία του περιβάλλοντος επηρεάζουν τη συνολική ενεργειακή δαπάνη.
Μέθοδοι υπολογισμού
Ο ακριβής υπολογισμός του βασικού μεταβολικού ρυθμού απαιτεί να μην διεγείρεται το συμπαθητικό νευρικό σύστημα του ατόμου. Μπορεί να μετρηθεί με ανάλυση αερίων χρησιμοποιώντας άμεση ή έμμεση θερμιδομετρία.
Μπορείτε επίσης να υπολογίσετε τον βασικό μεταβολικό σας ρυθμό χρησιμοποιώντας μια εξίσωση που χρησιμοποιεί ηλικία, φύλο, ύψος και βάρος. Οι μελέτες που χρησιμοποιούν και τις δύο μεθόδους παρέχουν στοιχεία εγκυρότηταςαναπνευστικό πηλίκο, το οποίο μετρά την εγγενή σύνθεση και τη χρήση υδατανθράκων, λιπών και πρωτεϊνών καθώς μετατρέπονται σε μονάδες ενεργειακού υποστρώματος.
Φαινοτυπική ευελιξία
Ο βασικός μεταβολισμός είναι ένα ευέλικτο χαρακτηριστικό. Μπορεί να ρυθμιστεί αναστρέψιμα μέσα στο σώμα. Για παράδειγμα, οι χαμηλότερες θερμοκρασίες συνήθως οδηγούν σε υψηλότερους μεταβολικούς ρυθμούς. Υπάρχουν δύο μοντέλα που εξηγούν πώς ο βασικός μεταβολισμός αλλάζει με τη θερμοκρασία: το Variable Maximum Model (VMM) και το Variable Fractional Model (VFM).
Το PMM ισχυρίζεται ότι ο μεταβολικός ρυθμός αυξάνεται κατά την ψυχρή περίοδο. Το PFM λέει ότι ο βασικός μεταβολικός ρυθμός είναι σταθερός.
Έρευνα
Πρώιμη εργασία των επιστημόνων J. Arthur Harris και Francis G. Benedict έδειξε ότι οι κατά προσέγγιση μεταβολικές τιμές μπορούν να εξαχθούν χρησιμοποιώντας την επιφάνεια του σώματος (υπολογισμένη από ύψος και βάρος), ηλικία και φύλο. Αυτό λαμβάνει υπόψη τους δείκτες οξυγόνου και διοξειδίου του άνθρακα που λαμβάνονται από τη θερμιδομετρία.
Με την εξάλειψη των διαφορών φύλου που προκύπτουν από τη συσσώρευση λιπώδους ιστού εκφράζοντας τον μεταβολικό ρυθμό ανά μονάδα σωματικού βάρους "χωρίς λίπος", η τιμή υπολογισμού του βασικού μεταβολικού ρυθμού (BMR) μεταξύ των δύο φύλων είναι ουσιαστικά το ίδιο.
Φυσιολογία
Το κύριο όργανο που είναι υπεύθυνο για τη ρύθμιση του μεταβολισμού είναι ο υποθάλαμος. Αποτελεί μέρος των πλευρικών τοιχωμάτωντρίτη κοιλία του εγκεφάλου. Οι κύριες λειτουργίες του υποθαλάμου:
- Έλεγχος και ενσωμάτωση της δραστηριότητας του αυτόνομου νευρικού συστήματος (ANS). Ρυθμίζει τη σύσπαση του καρδιακού μυός και την έκκριση πολλών ενδοκρινών οργάνων (θυρεοειδής αδένας).
- Ρύθμιση των συναισθημάτων οργής και επιθετικότητας.
- Έλεγχος της θερμοκρασίας του σώματος.
- Ρύθμιση της πρόσληψης τροφής.
Το κέντρο της διατροφής (πείνα) είναι υπεύθυνο για τις αισθήσεις που κάνουν τον άνθρωπο να αναζητά τροφή. Με αρκετή διατροφή, τα επίπεδα λεπτίνης γίνονται υψηλά. Το κέντρο κορεσμού διεγείρεται. Στέλνονται παρορμήσεις που μπλοκάρουν το αίσθημα της πείνας. Εάν δεν υπάρχει αρκετό φαγητό, τα επίπεδα γκρελίνης αυξάνονται. Οι υποδοχείς του υποθαλάμου είναι ερεθισμένοι. Υπάρχει ένα αίσθημα πείνας.
Το κέντρο δίψας λειτουργεί με παρόμοιο τρόπο. Η αυξημένη οσμωτική πίεση του εξωκυττάριου υγρού διεγείρει τα κύτταρα του υποθαλάμου. Εάν η δίψα ικανοποιηθεί, η πίεση θα μειωθεί. Αυτές οι λειτουργίες σχηματίζουν έναν μηχανισμό επιβίωσης που αναγκάζει ένα άτομο να διατηρήσει τις σωματικές διαδικασίες όπως μετρώνται από τον βασικό μεταβολικό ρυθμό.
Γράψτε παραμέτρους
Οι Φόρμουλες Βασικού Μεταβολισμού δημοσιεύθηκαν για πρώτη φορά στις αρχές του εικοστού αιώνα. Χρησιμοποίησαν τις ακόλουθες έννοιες:
- P - συνολική παραγωγή θερμότητας σε πλήρη ηρεμία;
- m - μάζα (kg);
- h - ύψος (cm);
- a - ηλικία (έτη).
Μία από τις δημοφιλείς μεθόδους εκτίμησης είναι ο τύπος Harris-Benedict:
- για γυναίκες: UBM=665 + (9,6 × m) + (1,8 × h) - (4,7 ×α);
- για άνδρες: BMR=66 + (13,7 × m) + (5 × h) - (6,8 × a).
Γιατί να υπολογίσεις;
Ο βασικός μεταβολικός ρυθμός μπορεί να χρησιμοποιηθεί για αύξηση, απώλεια ή διατήρηση βάρους. Γνωρίζοντας πόσες θερμίδες καίγονται, μπορείτε να υπολογίσετε πόσες θα καταναλώσετε. Για παράδειγμα:
- Τρώτε και καίτε ίσες ποσότητες θερμίδων για να διατηρήσετε το βάρος;
- για πρόσληψη - η κατανάλωση πρέπει να υπερβαίνει την καύση;
- για να χάσετε, πρέπει να καταναλώνετε λιγότερες θερμίδες από όσες καίτε.
Πώς να υπολογίσετε τις θερμίδες
Το επόμενο βήμα μετά την εκτίμηση του βασικού μεταβολικού ρυθμού είναι ο υπολογισμός των θερμίδων του τρόπου ζωής:
- Καθισμένοι. Χωρίς σωματική δραστηριότητα. Πολλαπλασιάστε το BMR με 1, 2.
- Ελαφρώς ενεργό. Κάνετε ελαφριά άσκηση 1-3 φορές την εβδομάδα. Πολλαπλασιάστε το UBM με 1, 375.
- Μέτρια ενεργή. Φυσική δραστηριότητα 3-5 φορές σε επτά ημέρες. UBM φορές 1,55.
- Ενεργό. Έως και επτά προπονήσεις την εβδομάδα. Πολλαπλασιάστε το BMR με 1, 725.
- Σκληρή δουλειά. Συνεχής σωματική δραστηριότητα. UBM φορές 1, 9.
Η φόρμουλα θα ήταν πιο ακριβής αν περιελάμβανε τη σύσταση του σώματος, το ιστορικό βάρους και άλλους παράγοντες.
Λόγοι για μεμονωμένες διαφορές
Στη Σκωτία, πραγματοποιήθηκε μελέτη βασικού μεταβολικού ρυθμού σε 150 ενήλικες. Οι δείκτες κυμαίνονταν από 1020 έως 2500 kcal/ημέρα. Οι ερευνητές υπολόγισαν ότι το 62,4% αυτής της διακύμανσης οφειλόταν σε διαφορές στη «μάζα χωρίς λίπος». Άλλοι λόγοι ήταν το σωματικό λίπος(6,8%), ηλικία (1,8%) και πειραματικό σφάλμα (2,1%). Η υπόλοιπη διακύμανση (26,6%) ήταν ανεξήγητη. Δεν επηρεάστηκε από το φύλο ή το μέγεθος ιστού σε όργανα υψηλής ενέργειας όπως ο εγκέφαλος.
Βιοχημεία
Η αύξηση της μεταγευματικής θερμογένεσης στον βασικό μεταβολισμό συμβαίνει ανάλογα με τη σύνθεση της τροφής που καταναλώνεται. Σχεδόν το 70% της συνολικής ανθρώπινης κατανάλωσης ενέργειας σχετίζεται με διαδικασίες υποστήριξης της ζωής που συμβαίνουν στο σώμα. Περίπου το 20% της ενεργειακής δαπάνης προέρχεται από τη σωματική δραστηριότητα. Περίπου 10% - για την πέψη των τροφίμων. Αυτές οι διαδικασίες απαιτούν την κατανάλωση οξυγόνου με συνένζυμα. Αυτό δίνει ενέργεια για να επιβιώσει και να αποβάλει το διοξείδιο του άνθρακα.
Το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας που ξοδεύει το σώμα για να διατηρήσει το απαιτούμενο επίπεδο υγρών στους ιστούς. Περίπου το ένα δέκατο είναι αφιερωμένο στη μηχανική εργασία (αναπνοή, πέψη και καρδιακός παλμός).
Η διάσπαση μεγάλων μορίων σε μικρότερα είναι καταβολισμός (για παράδειγμα, η διάσπαση των πρωτεϊνών σε αμινοξέα). Ο αναβολισμός είναι η διαδικασία δημιουργίας τους (οι πρωτεΐνες μετατρέπονται σε αμινοξέα). Ο μεταβολισμός είναι το αποτέλεσμα αυτών των αντιδράσεων.
Υπόθεση καρδιακού παλμού
Το 1925, ο Raymond Pearl πρότεινε ότι η διάρκεια ζωής σχετίζεται αντιστρόφως με τον βασικό μεταβολικό ρυθμό. Η υποστήριξη αυτής της θεωρίας προέρχεται από το γεγονός ότι τα μεγάλα ζώα έχουν μεγαλύτερη διάρκεια ζωής. Αυτή η υπόθεση έχει υποστηριχθεί από αρκετές νέες μελέτες που συνδέουν τα χαμηλότερα βασικά επίπεδαμεταβολισμού με αύξηση του κύκλου ζωής στο ζωικό βασίλειο, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων. Ο περιορισμός των θερμίδων και η μείωση των επιπέδων θυρεοειδικών ορμονών έχουν συσχετιστεί με υψηλότερη μακροζωία στα ζώα.
Ωστόσο, η αναλογία της συνολικής ημερήσιας ενεργειακής δαπάνης προς τον μεταβολικό ρυθμό σε κατάσταση ηρεμίας μπορεί να ποικίλλει από 1,6 έως 8,0 σε διαφορετικά είδη θηλαστικών.
Με την αλλομετρική κλιμάκωση, η μέγιστη πιθανή διάρκεια ζωής σχετίζεται άμεσα με τον μεταβολικό ρυθμό.
Ιατρικές πτυχές
Ο ανθρώπινος μεταβολισμός εξαρτάται από τη δραστηριότητα και τη φυσική του κατάσταση. Η μείωση της πρόσληψης τροφής συνήθως μειώνει τον ρυθμό της. Το σώμα προσπαθεί να εξοικονομήσει ενέργεια. Μελέτες δείχνουν ότι μια δίαιτα χαμηλών θερμίδων (λιγότερες από 800 θερμίδες την ημέρα) μειώνει τον ρυθμό των μεταβολικών διεργασιών κατά περισσότερο από 10 τοις εκατό. Η εμμηνόπαυση και η ασθένεια επηρεάζουν επίσης τον μεταβολισμό.
