Perusaineenvaihdunta on energiankulutuksen nopeus aikayksikköä kohti. Sen mittauksen oikeellisuus vaatii tiukat kriteerit. Näitä ovat fyysisesti ja psyykkisesti rauhallisessa tilassa oleminen, termisesti neutraali ympäristö ja imeytymisen jälkeinen tila.
Kuvaus
Kehon lämmöntuotanto tunnetaan termogeneesinä. Sitä voidaan mitata kulutetun energian määrän määrittämiseksi. Perusaineenvaihdunta heikkenee iän myötä. Sitä voidaan myös lisätä lihasmassaa rakentamalla. Sairaudet, ruokavalio, stressitasot, ympäristön lämpötila vaikuttavat kaikki energian kokonaiskulutukseen.
Laskentamenetelmät
Perusaineenvaihdunnan tarkka laskeminen edellyttää, että henkilön sympaattista hermostoa ei stimuloida. Se voidaan mitata kaasuanalyysillä käyttämällä suoraa tai epäsuoraa kalorimetriaa.
Voit myös laskea perusaineenvaihduntasi käyttämällä yhtälöä iän, sukupuolen, pituuden ja painon perusteella. Molempia menetelmiä käyttävät tutkimukset osoittavat pätevyydenhengitysosamäärä, joka mittaa hiilihydraattien, rasvojen ja proteiinien luontaista koostumusta ja käyttöä, kun ne muunnetaan energiasubstraattiyksiköiksi.
Fenotyyppinen joustavuus
Perusaineenvaihdunta on joustava ominaisuus. Sitä voidaan säätää käänteisesti kehon sisällä. Esimerkiksi alhaisemmat lämpötilat johtavat yleensä korkeampiin aineenvaihduntanopeuksiin. On olemassa kaksi mallia, jotka selittävät, kuinka perusaineenvaihdunta muuttuu lämpötilan mukaan: VMM (Variable Maximum Model) ja VFM (Variable Fractional Model).
PMM väittää, että aineenvaihdunta kiihtyy kylmän vuodenajan aikana. PFM sanoo, että perusaineenvaihduntanopeus on vakio.
Tutkimus
Tieteilijöiden J. Arthur Harrisin ja Francis G. Benedictin varhaiset työt osoittivat, että likimääräiset aineenvaihdunta-arvot voidaan johtaa käyttämällä kehon pinta-alaa (laskettu pituudesta ja painosta), ikää ja sukupuolta. Tämä ottaa huomioon kalorimetriasta otetut happi- ja hiilidioksidiindikaattorit.
Piirtämällä rasvakudoksen kertymisestä johtuvat sukupuolierot ilmaisemalla aineenvaihduntanopeus "rasvattoman" ruumiinpainon yksikköä kohti, sukupuolten välisen perusaineenvaihduntanopeuden (BMR) laskenta-arvo on olennaisesti sama.
Fysiologia
Pääelin, joka säätelee aineenvaihduntaa, on hypotalamus. Se on osa sivuseiniäaivojen kolmas kammio. Hypotalamuksen päätoiminnot:
- Autonomisen hermoston (ANS) toiminnan hallinta ja integrointi. Se säätelee sydänlihaksen supistumista ja monien endokriinisten elinten (kilpirauhasen) eritystä.
- Raivon ja aggression tunteiden säätely.
- Hallitse ruumiinlämpöä.
- Ruoan saannin säätely.
Ravintokeskus (nälkä) on vastuussa aistimuksista, jotka saavat ihmisen etsimään ruokaa. Riittävällä ravinnolla leptiinitasot kohoavat. Kyllästyskeskusta stimuloidaan. Lähetetään impulsseja, jotka estävät nälän tunteen. Jos ruokaa ei ole tarpeeksi, greliinitaso nousee. Hypotalamuksen reseptorit ovat ärtyneitä. On nälän tunne.
Janokeskus toimii samalla tavalla. Solunulkoisen nesteen lisääntynyt osmoottinen paine stimuloi hypotalamuksen soluja. Jos jano on tyydytetty, paine laskee. Nämä toiminnot muodostavat selviytymismekanismin, joka pakottaa ihmisen ylläpitämään kehon prosesseja perusaineenvaihduntanopeudella mitattuna.
Kirjoita parametrit
Perusaineenvaihduntakaavat julkaistiin ensimmäisen kerran 1900-luvun alussa. He käyttivät seuraavia käsitteitä:
- P - kokonaislämmöntuotanto täydessä levossa;
- m - massa (kg);
- h - korkeus (cm);
- a - ikä (vuotta).
Yksi suosituista estimointimenetelmistä on Harris-Benedictin kaava:
- naiset: UBM=665 + (9,6 × m) + (1,8 × h) - (4,7 ×a);
- miehet: BMR=66 + (13,7 × m) + (5 × h) - (6,8 × a).
Miksi laskea?
Perusaineenvaihduntanopeutta voidaan käyttää painon nousuun, pudotukseen tai ylläpitämiseen. Kun tiedät kuinka monta kaloria poltetaan, voit laskea kuinka paljon kulutat. Esimerkki:
- Syö ja polta yhtä paljon kaloreita painon ylläpitämiseksi;
- rekrytoida - kulutuksen on ylitettävä palamisen;
- hävittääksesi, sinun täytyy kuluttaa vähemmän kaloreita kuin kuluttaa.
Kalorien laskeminen
Seuraava vaihe perusaineenvaihdunnan arvioinnin jälkeen on laskea elämäntapakalorit:
- Istuva. Ilman fyysistä aktiivisuutta. Kerro BMR luvulla 1, 2.
- Hieman aktiivinen. Harjoittele kevyttä liikuntaa 1-3 kertaa viikossa. Kerro UBM 1:llä 375.
- Kohtalaisen aktiivinen. Fyysistä aktiivisuutta 3-5 kertaa seitsemän päivän aikana. UBM kertaa 1,55.
- Aktiivinen. Jopa seitsemän harjoitusta viikossa. Kerro BMR luvulla 1, 725.
- Kovaa työtä. Jatkuva fyysinen aktiivisuus. UBM kertaa 1, 9.
Kaava olisi tarkempi, jos se sisältäisi kehon koostumuksen, painohistorian ja muita tekijöitä.
Syitä yksilöllisiin eroihin
Skotlannissa perusaineenvaihduntaa koskeva tutkimus tehtiin 150 aikuisella. Indikaattorit vaihtelivat välillä 1020-2500 kcal/vrk. Tutkijat laskivat, että 62,4 % tästä vaihtelusta johtui "rasvattoman massan" eroista. Muita syitä olivat kehon rasva(6,8 %), ikä (1,8 %) ja kokeellinen virhe (2,1 %). Loppuosa vaihtelusta (26,6 %) oli selittämätöntä. Sukupuoli tai kudoksen koko ei vaikuttanut häneen paljon energiaa antavissa elimissä, kuten aivoissa.
Biokemia
Aterian jälkeisen termogeneesin lisääntyminen perusaineenvaihdunnassa tapahtuu kulutetun ruoan koostumuksen mukaan. Lähes 70 % ihmisen kokonaisenergiankulutuksesta liittyy kehossa tapahtuviin elämää ylläpitäviin prosesseihin. Noin 20 % energiankulutuksesta tulee liikunnasta. Noin 10% - ruoansulatukseen. Nämä prosessit vaativat hapen kulutuksen koentsyymien kanssa. Tämä antaa energiaa selviytymiseen ja hiilidioksidin poistamiseen.
Suurin osa kehon energiasta kuluttaa kudoksissa tarvittavan nestetason ylläpitämiseen. Noin kymmenesosa on omistettu mekaaniselle työlle (hengitys, ruoansulatus ja sydämenlyönti).
Suurten molekyylien hajoaminen pienemmiksi on kataboliaa (esimerkiksi proteiinien hajoamista aminohapoiksi). Anabolia on niiden luomisprosessi (proteiinit muunnetaan aminohapoiksi). Aineenvaihdunta on seurausta näistä reaktioista.
Sydämenlyöntihypoteesi
Vuonna 1925 Raymond Pearl ehdotti, että elinikä on kääntäen verrannollinen perusaineenvaihduntaan. Tätä teoriaa tukee se tosiasia, että suurilla eläimillä on pidempi elinikä. Tätä hypoteesia ovat tukeneet useat uudet tutkimukset, jotka yhdistävät alemmat perustasotaineenvaihduntaa ja elinkaaren pidentymistä eläinkunnassa, mukaan lukien ihmiset. Kalorirajoitukset ja kilpirauhashormonitasojen alentaminen on yhdistetty eläinten pidemmän eliniän pidentämiseen.
Väittäisen kokonaisenergiankulutuksen suhde aineenvaihduntaan levossa voi kuitenkin vaihdella 1,6:sta 8,0:aan eri nisäkäslajeissa.
Alometrisellä skaalauksella suurin mahdollinen elinikä on suoraan verrannollinen aineenvaihduntaan.
Lääketieteelliset näkökohdat
Ihmisen aineenvaihdunta riippuu sen aktiivisuudesta ja fyysisestä kunnosta. Ruokansaannin vähentäminen vähentää yleensä sen nopeutta. Keho yrittää säästää energiaa. Tutkimukset osoittavat, että vähäkalorinen ruokavalio (alle 800 kaloria päivässä) hidastaa aineenvaihduntaprosesseja yli 10 prosenttia. Vaihdevuodet ja sairaudet vaikuttavat myös aineenvaihduntaan.
