Bazální metabolismus je rychlost výdeje energie za jednotku času. Správnost jeho měření vyžaduje přísný soubor kritérií. Patří mezi ně být fyzicky a psychicky klidný, tepelně neutrální prostředí a postabsorpční stav.
Popis
Produkce tepla v těle je známá jako termogeneze. Lze jej měřit, aby se určilo množství vynaložené energie. Bazální metabolismus se s věkem snižuje. Dá se také zvýšit budováním svalové hmoty. Nemoci, strava, úroveň stresu, teplota prostředí, to vše ovlivňuje celkový energetický výdej.
Metody výpočtu
Přesný výpočet bazálního metabolismu vyžaduje, aby nebyl stimulován sympatický nervový systém osoby. Lze jej měřit analýzou plynů pomocí přímé nebo nepřímé kalorimetrie.
Bazální metabolismus si také můžete vypočítat pomocí rovnice s použitím věku, pohlaví, výšky a hmotnosti. Studie využívající obě metody poskytují důkaz o platnostirespirační kvocient, který měří vnitřní složení a využití sacharidů, tuků a bílkovin při jejich přeměně na jednotky energetického substrátu.
Fenotypová flexibilita
Bazální metabolismus je flexibilní vlastnost. Dá se reverzibilně upravit v těle. Například nižší teploty obvykle vedou k vyšší rychlosti metabolismu. Existují dva modely, které vysvětlují, jak se bazální metabolismus mění s teplotou: Variabilní maximální model (VMM) a Variabilní frakční model (VFM).
PMM tvrdí, že rychlost metabolismu se během chladného období zvyšuje. PFM říká, že bazální metabolismus je konstantní.
Výzkum
První práce vědců J. Arthur Harris a Francis G. Benedict ukázala, že přibližné metabolické hodnoty lze odvodit pomocí plochy povrchu těla (vypočtené z výšky a hmotnosti), věku a pohlaví. Toto bere v úvahu ukazatele kyslíku a oxidu uhličitého získané z kalorimetrie.
Odstraněním rozdílů mezi pohlavími, které vznikají hromaděním tukové tkáně vyjádřením rychlosti metabolismu na jednotku tělesné hmotnosti „bez tuku“, je v podstatě výpočtová hodnota bazálního metabolismu (BMR) mezi pohlavími totéž.
Fyziologie
Hlavním orgánem zodpovědným za regulaci metabolismu je hypotalamus. Tvoří součást bočních stěntřetí mozková komora. Hlavní funkce hypotalamu:
- Řízení a integrace aktivity autonomního nervového systému (ANS). Reguluje kontrakci srdečního svalu a sekreci mnoha endokrinních orgánů (štítná žláza).
- Regulace pocitů vzteku a agrese.
- Ovládejte tělesnou teplotu.
- Regulace příjmu potravy.
Centrum výživy (hlad) je zodpovědné za pocity, které člověka nutí hledat jídlo. S dostatkem výživy se hladiny leptinu zvyšují. Stimuluje se centrum saturace. Jsou vysílány impulsy, které blokují pocit hladu. Pokud není dostatek jídla, hladina ghrelinu stoupá. Receptory hypotalamu jsou podrážděné. Je tu pocit hladu.
Centrum žízně funguje podobně. Zvýšený osmotický tlak extracelulární tekutiny stimuluje buňky hypotalamu. Pokud je žízeň ukojena, tlak se sníží. Tyto funkce tvoří mechanismus přežití, který nutí člověka udržovat tělesné procesy měřené bazálním metabolismem.
Napište parametry
Přípravky pro bazální metabolismus byly poprvé publikovány na počátku dvacátého století. Používali následující koncepty:
- P - celková produkce tepla při plném klidu;
- m – hmotnost (kg);
- h - výška (cm);
- a – věk (roky).
Jednou z populárních metod odhadu je Harris-Benedictův vzorec:
- pro ženy: UBM=665 + (9,6 × m) + (1,8 × h) - (4,7 ×a);
- pro muže: BMR=66 + (13,7 × m) + (5 × h) - (6,8 × a).
Proč počítat?
Bazální metabolismus lze použít k nabrání, ztrátě nebo udržení hmotnosti. Když víte, kolik kalorií se spálí, můžete vypočítat, kolik jich spotřebujete. Například:
- Jezte a spalujte stejné množství kalorií, abyste si udrželi váhu;
- pro nábor – spotřeba musí překročit spalování;
- pro ztrátu musíte přijmout méně kalorií, než spálíte.
Jak vypočítat kalorie
Dalším krokem po odhadu bazálního metabolismu je výpočet kalorií životního stylu:
- Sedí. Bez fyzické aktivity. Vynásobte BMR 1, 2.
- Mírně aktivní. Lehké cvičení 1-3x týdně. Vynásobte UBM číslem 1 375.
- Středně aktivní. Fyzická aktivita 3-5krát za sedm dní. UBM krát 1,55.
- Aktivní. Až sedm tréninků týdně. Vynásobte BMR číslem 1 725.
- Tvrdá práce. Neustálá fyzická aktivita. UBM krát 1, 9.
Vzorec by byl přesnější, kdyby zahrnoval složení těla, historii hmotnosti a další faktory.
Důvody individuálních rozdílů
Ve Skotsku byla provedena studie bazálního metabolismu u 150 dospělých. Ukazatele se pohybovaly od 1020 do 2500 kcal/den. Vědci vypočítali, že 62,4 % této variace bylo způsobeno rozdíly v „hmotnosti bez tuku“. Mezi další důvody patřil tělesný tuk(6,8 %), věk (1,8 %) a experimentální chyba (2,1 %). Zbytek variace (26,6 %) byl nevysvětlený. Nebyla ovlivněna pohlavím ani velikostí tkání v orgánech s vysokou energií, jako je mozek.
Biochemie
K nárůstu postprandiální termogeneze v bazálním metabolismu dochází v závislosti na složení konzumované potravy. Téměř 70 % celkové lidské spotřeby energie je spojeno s procesy podpory života, které se vyskytují v těle. Přibližně 20 % energetického výdeje pochází z fyzické aktivity. Asi 10% - na trávení potravy. Tyto procesy vyžadují spotřebu kyslíku s koenzymy. To dává energii k přežití a vylučování oxidu uhličitého.
Většinu energie, kterou tělo vynakládá na udržení požadované hladiny tekutin v tkáních. Zhruba jedna desetina je věnována mechanické práci (dýchání, trávení a tep).
Rozklad velkých molekul na menší je katabolismus (například rozklad bílkovin na aminokyseliny). Anabolismus je proces jejich tvorby (bílkoviny se přeměňují na aminokyseliny). Metabolismus je výsledkem těchto reakcí.
hypotéza srdečního tepu
V roce 1925 Raymond Pearl navrhl, že délka života je nepřímo úměrná bazálnímu metabolismu. Podpora pro tuto teorii pochází ze skutečnosti, že velká zvířata mají delší životnost. Tato hypotéza byla podpořena několika novými studiemi spojujícími nižší bazální hladinymetabolismus se zvýšením životního cyklu v živočišné říši, včetně člověka. Omezení příjmu kalorií a snížení hladiny hormonů štítné žlázy bylo spojeno s delší životností u zvířat.
Poměr celkového denního energetického výdeje k rychlosti metabolismu v klidu se však může u různých druhů savců lišit od 1,6 do 8,0.
U alometrického škálování je maximální potenciální délka života přímo závislá na rychlosti metabolismu.
Lékařské aspekty
Lidský metabolismus závisí na jeho aktivitě a fyzické kondici. Snížení příjmu potravy obvykle snižuje její rychlost. Tělo se snaží šetřit energií. Studie ukazují, že nízkokalorická dieta (méně než 800 kalorií denně) snižuje rychlost metabolických procesů o více než 10 procent. Menopauza a onemocnění také ovlivňují metabolismus.
