التمثيل الغذائي الأساسي هو معدل استهلاك الطاقة لكل وحدة زمنية. تتطلب صحة القياس مجموعة صارمة من المعايير. وتشمل هذه أن تكون في حالة هدوء جسدي ونفسي ، وبيئة محايدة حراريًا ، وحالة ما بعد الامتصاص.
الوصف
يُعرف إنتاج حرارة الجسم بالتوليد الحراري. يمكن قياسه لتحديد كمية الطاقة المنفقة. الأيض الأساسي يتناقص مع تقدم العمر. كما يمكن زيادتها عن طريق بناء كتلة العضلات. تؤثر الأمراض ، والنظام الغذائي ، ومستويات الإجهاد ، ودرجة الحرارة البيئية ، على إجمالي إنفاق الطاقة.
طرق الحساب
يتطلب الحساب الدقيق لمعدل الأيض الأساسي عدم تحفيز الجهاز العصبي الودي لدى الشخص. يمكن قياسه عن طريق تحليل الغاز باستخدام مقياس السعرات الحرارية المباشر أو غير المباشر.
يمكنك أيضًا حساب معدل الأيض الأساسي باستخدام معادلة باستخدام العمر والجنس والطول والوزن. تقدم الدراسات التي تستخدم كلا الطريقتين دليلًا على الصلاحيةحاصل الجهاز التنفسي ، والذي يقيس التركيب الجوهري للكربوهيدرات والدهون والبروتينات واستخدامها أثناء تحويلها إلى وحدات من ركيزة الطاقة.
المرونة المظهرية
التمثيل الغذائي الأساسي هو سمة مرنة. يمكن تعديله بشكل عكسي داخل الجسم. على سبيل المثال ، تؤدي درجات الحرارة المنخفضة عادةً إلى ارتفاع معدلات التمثيل الغذائي. هناك نموذجان يشرحان كيف يتغير التمثيل الغذائي الأساسي مع درجة الحرارة: النموذج الأقصى المتغير (VMM) والنموذج الجزئي المتغير (VFM).
PMM تدعي أن معدل الأيض يزداد خلال موسم البرد. يقول PFM أن معدل الأيض الأساسي ثابت.
بحث
العمل المبكر للعلماء J. Arthur Harris و Francis G. Benedict أظهر أنه يمكن اشتقاق القيم الأيضية التقريبية باستخدام مساحة سطح الجسم (محسوبة من الطول والوزن) والعمر والجنس. هذا يأخذ في الاعتبار مؤشرات الأكسجين وثاني أكسيد الكربون المأخوذة من قياس السعرات الحرارية.
من خلال القضاء على الفروق بين الجنسين التي تنشأ من تراكم الأنسجة الدهنية من خلال التعبير عن معدل الأيض لكل وحدة من وزن الجسم "الخالي من الدهون" ، فإن قيمة حساب معدل الأيض الأساسي (BMR) بين الجنسين هي في الأساس نفس الشيء
علم وظائف الأعضاء
العضو الرئيسي المسؤول عن تنظيم التمثيل الغذائي هو الوطاء. تشكل جزءا من الجدران الجانبيةالبطين الثالث من الدماغ. الوظائف الرئيسية للوطاء:
- ضبط وتكامل نشاط الجهاز العصبي اللاإرادي (ANS). ينظم تقلص عضلة القلب و إفراز العديد من أعضاء الغدد الصماء (الغدة الدرقية).
- تنظيم مشاعر الغضب و العدوان
- التحكم في درجة حرارة الجسم
- تنظيم تناول الطعام.
مركز التغذية (الجوع) مسؤول عن الأحاسيس التي تجعل الإنسان يبحث عن الطعام. مع التغذية الكافية ، تصبح مستويات اللبتين عالية. يتم تحفيز مركز التشبع. يتم إرسال النبضات التي تمنع الشعور بالجوع. إذا لم يكن هناك ما يكفي من الطعام ، ترتفع مستويات هرمون الجريلين. تتهيج مستقبلات منطقة ما تحت المهاد. هناك شعور بالجوع
مركز العطش يعمل بطريقة مماثلة. يحفز الضغط التناضحي المتزايد للسائل خارج الخلية خلايا منطقة ما تحت المهاد. إذا تم إشباع العطش ، سينخفض الضغط. تشكل هذه الوظائف آلية بقاء تجبر الشخص على الحفاظ على العمليات الجسدية كما تم قياسها بواسطة معدل الأيض الأساسي.
كتابة المعلمات
تم نشر صيغ الأيض القاعدية لأول مرة في أوائل القرن العشرين. استخدموا المفاهيم التالية:
- P - إجمالي إنتاج الحرارة عند السكون الكامل ؛
- m - الكتلة (كجم) ؛
- ح - الارتفاع (سم) ؛
- أ - العمر (سنوات).
إحدى طرق التقدير الشائعة هي صيغة هاريس بنديكت:
- للنساء: UBM=665 + (9.6 × م) + (1.8 × ح) - (4.7 ×)أ) ؛
- للرجال: BMR=66 + (13.7 × م) + (5 × ح) - (6.8 × أ).
لماذا تحسب؟
يمكن استخدام معدل الأيض الأساسي لاكتساب الوزن أو إنقاصه أو الحفاظ عليه. بمعرفة عدد السعرات الحرارية التي يتم حرقها ، يمكنك حساب الكمية التي يجب أن تستهلكها. على سبيل المثال:
- أكل وحرق كميات متساوية من السعرات الحرارية للحفاظ على الوزن
- للتجنيد - يجب أن يتجاوز الاستهلاك الاحتراق
- لتخسر ، تحتاج إلى استهلاك سعرات حرارية أقل مما تحرق.
كيفية حساب السعرات الحرارية
الخطوة التالية بعد تقدير معدل الأيض الأساسي هي حساب السعرات الحرارية لنمط الحياة:
- جالسًا. بدون نشاط بدني. اضرب مؤشر الأيض الأساسي في 1 ، 2.
- نشط قليلا. ممارسة الرياضة الخفيفة 1-3 مرات في الأسبوع. اضرب UBM ب 1، 375.
- نشط بشكل معتدل. نشاط بدني 3-5 مرات في سبعة أيام. UBM مرات 1.55.
- نشط. ما يصل إلى سبعة تمارين في الأسبوع. اضرب BMR ب 1 ، 725.
- عمل شاق. النشاط البدني المستمر. UBM مرات 1 ، 9.
ستكون الصيغة أكثر دقة إذا تضمنت تكوين الجسم وتاريخ الوزن وعوامل أخرى.
أسباب الفروق الفردية
في اسكتلندا ، أجريت دراسة معدل الأيض الأساسي على 150 بالغًا. المؤشرات تراوحت بين 1020 و 2500 كيلو كالوري / يوم. حسب الباحثون أن 62.4٪ من هذا الاختلاف كان بسبب الاختلافات في "الكتلة الخالية من الدهون". وشملت الأسباب الأخرى دهون الجسم(6.8٪) ، العمر (1.8٪) ، الخطأ التجريبي (2.1٪). أما باقي التباين (26.6٪) فلم يتم تفسيره. لم تتأثر بالجنس أو حجم الأنسجة في الأعضاء عالية الطاقة مثل الدماغ.
الكيمياء الحيوية
تحدث الزيادة في توليد الحرارة بعد الأكل في التمثيل الغذائي الأساسي اعتمادًا على تركيبة الطعام المستهلك. ما يقرب من 70٪ من إجمالي استهلاك الطاقة البشرية يرتبط بعمليات دعم الحياة التي تحدث في الجسم. ما يقرب من 20٪ من استهلاك الطاقة يأتي من النشاط البدني. حوالي 10٪ - لهضم الطعام. تتطلب هذه العمليات استهلاك الأكسجين مع الإنزيمات المساعدة. هذا يعطي الطاقة للبقاء وطرد ثاني أكسيد الكربون.
معظم الطاقة التي ينفقها الجسم في الحفاظ على المستوى المطلوب من السوائل في الأنسجة. حوالي عُشر مخصص للأعمال الميكانيكية (التنفس ، الهضم ، ضربات القلب).
انهيار الجزيئات الكبيرة إلى جزيئات أصغر هو الهدم (على سبيل المثال ، تكسير البروتينات إلى أحماض أمينية). الابتنائية هي عملية تكوينها (يتم تحويل البروتينات إلى أحماض أمينية). الأيض هو نتيجة هذه التفاعلات.
فرضية نبضات القلب
في عام 1925 ، اقترح ريموند بيرل أن العمر يرتبط عكسياً بمعدل الأيض الأساسي. يأتي دعم هذه النظرية من حقيقة أن الحيوانات الكبيرة تتمتع بعمر أطول. تم دعم هذه الفرضية من خلال العديد من الدراسات الجديدة التي تربط بين المستويات القاعدية المنخفضةالتمثيل الغذائي مع زيادة دورة الحياة في مملكة الحيوان ، بما في ذلك البشر. ارتبط تقييد السعرات الحرارية وخفض مستويات هرمون الغدة الدرقية بزيادة طول العمر في الحيوانات.
ومع ذلك ، يمكن أن تختلف نسبة إجمالي نفقات الطاقة اليومية إلى معدل الأيض في حالة الراحة من 1.6 إلى 8.0 في أنواع الثدييات المختلفة.
مع القياس التفاضلي ، يرتبط الحد الأقصى للعمر المحتمل ارتباطًا مباشرًا بمعدل التمثيل الغذائي.
الجوانب الطبية
التمثيل الغذائي البشري يعتمد على نشاطه وحالته الجسدية. عادة ما يؤدي تقليل تناول الطعام إلى تقليل معدله. يحاول الجسم الحفاظ على الطاقة. تشير الدراسات إلى أن اتباع نظام غذائي منخفض السعرات الحرارية (أقل من 800 سعر حراري في اليوم) يقلل من معدل عمليات التمثيل الغذائي بأكثر من 10 بالمائة. كما يؤثر انقطاع الطمث والمرض على التمثيل الغذائي.
