Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Скорость основного обмена ( BMR ) - это скорость расхода энергии в единицу времени эндотермическими животными в состоянии покоя. [1] Он выражается в единицах энергии в единицу времени в диапазоне от ватта (джоуль / секунду) до мл O 2 / мин или джоуля в час на кг массы тела Дж / (ч · кг). Правильное измерение требует соблюдения строгого набора критериев. Эти критерии включают пребывание в физически и психологически невозмутимом состоянии, в термически нейтральной среде , в то время как в состоянии постабсорбции (т. Е. Неактивное переваривание пищи). [1] У животных с брадиметаболизмом , таких как рыба ирептилии , используется эквивалентный термин стандартная скорость метаболизма ( SMR ). Он соответствует тем же критериям, что и BMR, но требует документирования температуры, при которой измерялась скорость метаболизма. Это делает BMR вариантом стандартного измерения скорости метаболизма, исключающего данные о температуре, практика, которая привела к проблемам с определением «стандартной» скорости метаболизма для многих млекопитающих. [1]

Метаболизм включает в себя процессы, необходимые организму для функционирования. [2] Скорость основного обмена - это количество энергии в единицу времени, необходимое человеку для поддержания функционирования организма в состоянии покоя. Некоторые из этих процессов - это дыхание , кровообращение , контроль температуры тела , рост клеток , функции мозга и нервов и сокращение мышц.. Скорость основного обмена влияет на скорость сжигания калорий и, в конечном итоге, на то, сохраняет ли этот человек, набирает или теряет вес. На базальную скорость метаболизма приходится от 60 до 75% дневных затрат калорий людьми. На это влияет несколько факторов. BMR обычно снижается на 1-2% в десятилетие после 20 лет, в основном из - за потери массы без жира , [3] , хотя изменчивость между отдельными лицами высока. [4]

Описание [ править ]

Выработка тепла телом называется термогенезом, и его можно измерить, чтобы определить количество затраченной энергии. BMR обычно снижается с возрастом и с уменьшением безжировой массы тела (что может случиться со старением). Увеличение мышечной массы приводит к увеличению BMR. Уровень аэробной (силовой) физической подготовки, результат сердечно-сосудистых упражнений , хотя ранее считалось, что он влияет на BMR, в 1990-х годах было показано, что он не коррелирует с BMR с поправкой на безжировую массу тела. [ необходима цитата ] Но анаэробные упражнения действительно увеличивают потребление энергии в состоянии покоя (см. « аэробные и анаэробные упражнения »). [5] Болезнь, ранее потребляемые продукты питания и напитки, температура окружающей среды и уровень стресса могут повлиять на общий расход энергии, а также на BMR.

Лаборатория непрямой калориметрии с капюшоном (метод разбавления)

BMR измеряется в очень строгих условиях, когда человек бодрствует. Для точного измерения BMR необходимо, чтобы симпатическая нервная система человека не стимулировалась, а это состояние требует полного покоя. Более распространенным измерением, использующим менее строгие критерии, является скорость метаболизма в состоянии покоя (RMR) . [6]

BMR может быть измерен с помощью газового анализа с помощью прямой или косвенной калориметрии , хотя грубая оценка может быть получена с помощью уравнения с использованием возраста, пола, роста и веса. Исследования энергетического метаболизма с использованием обоих методов предоставляют убедительные доказательства достоверности респираторного коэффициента (RQ), который измеряет собственный состав и использование углеводов , жиров и белков по мере их преобразования в единицы энергетического субстрата, которые могут использоваться организмом в качестве энергия.

Фенотипическая гибкость [ править ]

BMR является гибким признаком (его можно обратимо регулировать у отдельных людей), например, более низкие температуры обычно приводят к более высокому уровню основного обмена как для птиц [7], так и для грызунов. [8]Есть две модели, объясняющие, как BMR изменяется в зависимости от температуры: модель переменного максимума (VMM) и модель переменной доли (VFM). VMM утверждает, что метаболизм на высшем уровне (или максимальная скорость метаболизма в ответ на холод) увеличивается в течение зимы, и что устойчивый метаболизм (или скорость метаболизма, которая может поддерживаться бесконечно) остается постоянной частью первой. VFM говорит, что метаболизм на высшем уровне не меняется, но устойчивый метаболизм составляет большую его часть. VMM поддерживается у млекопитающих, а при использовании всего тела - у воробьиных птиц. VFM поддерживается исследованиями воробьиных птиц с использованием удельных массовых показателей метаболизма (или скорости метаболизма на единицу массы). Это последнее измерение подверглось критике со стороны Эрика Ликнеса, Сары Скотт и Дэвида Свенсона.которые говорят, что массовые показатели метаболизма не соответствуют сезону.[9]

Помимо адаптации к температуре, BMR также может регулироваться перед ежегодными миграционными циклами. [7] красный узел (SSP. Islandica ) увеличивает его BMR примерно на 40% , прежде чем переходить на север. Это связано с большой востребованностью дальних перелетов. Увеличение, вероятно, в первую очередь связано с увеличением массы органов, связанных с полетом. [10] Конечный пункт назначения мигрантов влияет на их BMR: было обнаружено, что у мигрирующих на север камышевок BMR на 31% выше, чем у мигрирующих на юг. [7]

У людей BMR прямо пропорционален безжировой массе тела человека . [11] [12] Другими словами, чем больше мышечная масса тела, тем выше его BMR; но BMR также зависит от острых заболеваний и увеличивается при таких состояниях, как ожоги, переломы, инфекции, лихорадка и т. д. [12] У менструирующих женщин BMR в некоторой степени варьируется в зависимости от фаз их менструального цикла . Из-за увеличения прогестерона BMR повышается в начале лютеиновой фазы.и остается на самом высоком уровне до завершения этой фазы. Исследования показывают, насколько обычно происходит увеличение. Небольшая выборка, ранние исследования, обнаружили различные цифры, такие как; на 6% выше постовуляторный метаболизм во время сна [13], на 7-15% выше суточные расходы после овуляции [14], а также увеличение BMR лютеиновой фазы до 12%. [15] [16]Исследование Американского общества клинического питания показало, что в экспериментальной группе женщин-добровольцев в течение двух недель после овуляции 24-часовой расход энергии в среднем увеличился на 11,5%, с диапазоном от 8% до 16%. Эта группа была измерена с помощью одновременной прямой и непрямой калориметрии, и у нее был стандартизированный ежедневный прием пищи и малоподвижный график, чтобы предотвратить манипулирование увеличением путем изменения приема пищи или уровня активности. [17] Исследование 2011 года, проведенное Институтом медицинских наук Мандья, показало, что во время фолликулярной фазы и менструального цикла женщиныНет существенной разницы в BMR, однако количество сжигаемых калорий в час значительно выше, до 18%, во время лютеиновой фазы. Повышенная тревожность (уровень стресса) также временно увеличивала BMR. [18]

Физиология [ править ]

Ранняя работа ученых Дж. Артура Харриса и Фрэнсиса Г. Бенедикта показала, что приблизительные значения BMR могут быть получены с использованием площади поверхности тела (рассчитанной на основе роста и веса), возраста и пола, а также принятых мер по содержанию кислорода и углекислого газа. из калориметрии. Исследования также показали, что за счет устранения половых различий, возникающих при накоплении жировой ткани, путем выражения скорости метаболизма на единицу «обезжиренной» или безжировой массы тела , значения основного обмена между полами практически одинаковы. В учебниках по физиологии упражнений есть таблицы, в которых показано преобразование роста и площади поверхности тела в зависимости от веса и основных показателей метаболизма.

Основным органом, отвечающим за регулирование метаболизма, является гипоталамус . Гипоталамус расположен на промежуточном мозге и образует дно и часть боковых стенок третьего желудочка головного мозга . Основные функции гипоталамуса:

  1. контроль и интеграция деятельности вегетативной нервной системы (ВНС)
    • ВНС регулирует сокращение гладких и сердечных мышц , а также секрецию многих эндокринных органов, таких как щитовидная железа (связанная со многими нарушениями обмена веществ).
    • Через ВНС гипоталамус является основным регулятором висцеральной активности, такой как частота сердечных сокращений, движение пищи по желудочно-кишечному тракту и сокращение мочевого пузыря.
  2. производство и регулирование чувства гнева и агрессии
  3. регулирование температуры тела
  4. регулирование приема пищи через два центра:
    • Центр питания или центр голода отвечает за ощущения, которые заставляют нас искать пищу. Когда получено достаточное количество пищи или субстратов и уровень лептина высок, центр насыщения стимулируется и посылает импульсы, которые подавляют центр питания. Когда в желудке недостаточно пищи и высокий уровень грелина , рецепторы в гипоталамусе вызывают чувство голода.
    • Центр жажды действует аналогично, когда определенные клетки гипоталамуса стимулируются повышающимся осмотическим давлением внеклеточной жидкости. Если жажда утолена, осмотическое давление снижается.

Все эти функции, взятые вместе, образуют механизм выживания, который заставляет нас поддерживать процессы в организме, которые измеряет BMR.

Формулы оценки BMR [ править ]

Несколько уравнений для прогнозирования количества калорий, необходимых человеку, были опубликованы в начале 20–21 веков. В каждой из формул ниже:

  • P    - общее тепловыделение при полном покое,
  • m    - масса (кг),
  • h    - высота (см), а
  • a    - возраст (лет), [19]
Исходное уравнение Харриса-Бенедикта

Исторически самой известной формулой было уравнение Харриса – Бенедикта , опубликованное в 1919 году.

  • для мужчин,
  • для женщин, [19]

Разница в BMR для мужчин и женщин в основном связана с различиями в массе тела. Например, 55-летняя женщина весом 130 фунтов (59 кг) и ростом 5 футов 6 дюймов (168 см) будет иметь BMR 1272 ккал в день.

Пересмотренное уравнение Харриса-Бенедикта

В 1984 г. исходные уравнения Харриса-Бенедикта были пересмотрены [20] с использованием новых данных. По сравнению с фактическими расходами пересмотренные уравнения оказались более точными. [21]

  • для мужчин,
  • для женщин,

Это было лучшее уравнение прогноза до 1990 года, когда Mifflin et al. [22] ввели уравнение:

Уравнение Миффлин-Сент-Джор
  • , где s равно +5 для мужчин и −161 для женщин.

Согласно этой формуле, женщина в приведенном выше примере имеет BMR 1204 ккал в день. За последние 100 лет образ жизни изменился, и Frankenfield et al. [23] показали, что это примерно на 5% точнее.

Эти формулы основаны на массе тела, которая не учитывает разницу в метаболической активности между безжировой массой тела и жировыми отложениями. Существуют и другие формулы, учитывающие безжировую массу тела, две из которых - формула Кэча-Макардла и формула Каннингема.

Формула Кэтча-МакАрдла (ежедневный расход энергии в состоянии покоя)

Формула Кэтча-Макардла используется для прогнозирования дневных энергетических затрат в состоянии покоя (RDEE). [24] Формула Каннингема обычно используется для прогнозирования RMR вместо BMR; однако формулы, предложенные Катчем-Макардлом и Каннингемом, одинаковы. [25]

где ℓ - безжировая масса тела ( LBM в кг)

где f - процентное содержание жира в организме . Согласно этой формуле, если у женщины в примере процент жира в организме составляет 30%, ее ежедневные энергетические затраты в состоянии покоя (авторы используют термины базальный метаболизм и метаболизм в состоянии покоя взаимозаменяемо) будут составлять 1262 ккал в день.

Причины индивидуальных различий в BMR [ править ]

Базовая скорость метаболизма варьируется от человека к человеку. Одно исследование с участием 150 взрослых представителей населения Шотландии показало, что уровень основного обмена составляет от 1027 ккал в день (4301 кДж / день) до 2499 ккал / день (10455 кДж / день); со средней BMR 1500 ккал / день (6279 кДж / день). Статистически исследователи подсчитали, что 62,3% этой вариации объясняются различиями в массе без жира . Другие факторы, объясняющие различия, включали массу жира (6,7%), возраст (1,7%) и экспериментальную ошибку, в том числе различия внутри субъекта (2%). Остальные колебания (26,7%) не объяснили. Это оставшееся различие не было объяснено полом или разным размером тканей высокоэнергетических органов, таких как мозг. [26]

Различия в BMR наблюдались при сравнении субъектов с одинаковой безжировой массой тела . В одном исследовании при сравнении людей с одинаковой безжировой массой тела верхние 5% BMR в 1,28–1,32 раза превышают самые низкие 5% BMR. [27] Кроме того, в этом исследовании сообщается о случае, когда два человека с одинаковой безжировой массой тела 43 кг имели BMR 1075 ккал / день (4,5 МДж / день) и 1790 ккал / день (7,5 МДж / день). Эта разница в 715 ккал / день (67%) эквивалентна бегу на 10 километров каждый день. [27] Однако в этом исследовании не учитывались пол, рост, состояние голодания или процентное содержание жира в организме испытуемых.

Биохимия [ править ]

Разбивка по расходам энергии [28]
Печень27%
Мозг19%
Скелетные мышцы18%
Почки10%
Сердце7%
Другие органы19%
Постпрандиальный термогенез увеличивает скорость основного обмена в разной степени в зависимости от состава потребляемой пищи.

Около 70% общих затрат энергии человека связано с основными жизненными процессами, происходящими в органах тела (см. Таблицу). Около 20% затрат энергии приходится на физическую активность, а еще 10% - на термогенез или переваривание пищи ( постпрандиальный термогенез ). [29] Все эти процессы требуют поступления кислорода вместе с коферментами для обеспечения энергией для выживания (обычно из макроэлементов, таких как углеводы, жиры и белки) и удаления углекислого газа из-за обработки циклом Кребса .

Для BMR большая часть энергии расходуется на поддержание уровня жидкости в тканях посредством осморегуляции , и только около одной десятой расходуется на механическую работу , такую ​​как пищеварение, сердцебиение и дыхание. [30]

Что позволяет циклу Кребса производить метаболические изменения жиров, углеводов и белков, так это энергия, которую можно определить как способность или способность выполнять работу. Распад больших молекул на более мелкие, связанный с выделением энергии, является катаболизмом. Процесс наращивания называется анаболизмом. Распад белков на аминокислоты является примером катаболизма, в то время как образование белков из аминокислот - это анаболический процесс.

Экзергонические реакции - это реакции высвобождения энергии и, как правило, катаболические. Эндергонические реакции требуют энергии и включают анаболические реакции и сокращение мышц. Метаболизм - это совокупность всех катаболических, экзергонических, анаболических, эндергонических реакций.

Аденозинтрифосфат (АТФ) представляет собой промежуточную молекулу, которая управляет экзергонической передачей энергии, чтобы переключиться на эндергонические анаболические реакции, используемые при сокращении мышц. Это то, что заставляет мышцы работать, что может потребовать разрушения, а также нарастать в период отдыха, который происходит во время фазы укрепления, связанной с мышечным сокращением. АТФ состоит из аденина, азотсодержащего основания, рибозы, пятиуглеродного сахара (вместе называемого аденозином) и трех фосфатных групп. АТФ - это молекула с высокой энергией, поскольку она хранит большое количество энергии в химических связях двух концевых фосфатных групп. Разрыв этих химических связей в цикле Кребса обеспечивает энергию, необходимую для сокращения мышц.

Глюкоза [ править ]

Поскольку отношение водорода к атомам кислорода во всех углеводах всегда такое же, как в воде, то есть 2: 1, весь кислород, потребляемый клетками, используется для окисления углерода в молекуле углевода с образованием диоксида углерода. Следовательно, во время полного окисления молекулы глюкозы образуются шесть молекул углекислого газа и шесть молекул воды и потребляются шесть молекул кислорода.

Общее уравнение этой реакции:

(30-32 молекулы АТФ производятся в зависимости от типа митохондриального челнока, 5-5,33 молекулы АТФ на молекулу кислорода)

Поскольку газообмен в этой реакции равен, дыхательный коэффициент (RQ) для углеводов равен единице или 1,0:

Жиры [ править ]

Химический состав жиров отличается от углеводов тем, что в жирах содержится значительно меньше атомов кислорода по сравнению с атомами углерода и водорода. В таблицах с информацией о питании жиры обычно делятся на шесть категорий: общие жиры, насыщенные жирные кислоты , полиненасыщенные жирные кислоты , мононенасыщенные жирные кислоты , пищевой холестерин и трансжирные кислоты.. С точки зрения основного обмена или метаболизма в состоянии покоя, для сжигания насыщенной жирной кислоты требуется больше энергии, чем для сжигания ненасыщенной жирной кислоты. Молекула жирной кислоты разбита и классифицируется в зависимости от количества атомов углерода в ее молекулярной структуре. Химическое уравнение метаболизма от двенадцати до шестнадцати атомов углерода в молекуле насыщенных жирных кислот показывает разницу между метаболизмом углеводов и жирных кислот. Пальмитиновая кислота - обычно изучаемый пример молекулы насыщенных жирных кислот.

Общее уравнение использования субстрата пальмитиновой кислоты:

(Произведено 106 молекул АТФ, 4,61 молекулы АТФ на молекулу кислорода)

Таким образом, RQ для пальмитиновой кислоты составляет 0,696:

Белки [ править ]

Белки состоят из углерода, водорода, кислорода и азота, которые расположены по-разному и образуют большую комбинацию аминокислот . В отличие от жира в организме нет отложений белка. Все это содержится в организме в виде важных частей тканей, гормонов крови и ферментов. Структурные компоненты организма, содержащие эти аминокислоты, постоянно подвергаются процессу разрушения и замены. Дыхательный коэффициент метаболизма белка может быть продемонстрирован химическим уравнением окисления альбумина:

RQ для альбумина составляет 0,818:

Причина, по которой это важно в процессе понимания метаболизма белков, заключается в том, что организм может смешивать три макроэлемента, и на основе плотности митохондрий можно установить предпочтительное соотношение, которое определяет, сколько топлива используется в каких пакетах для работы, выполняемой мышцами. . Катаболизм (распад) белков, по оценкам, обеспечивает от 10% до 15% общей потребности в энергии во время двухчасовой аэробной тренировки. Этот процесс может серьезно разрушить белковые структуры, необходимые для поддержания выживания, такие как сократительные свойства белков в сердце, клеточные митохондрии, запасы миоглобина и метаболические ферменты в мышцах.

Окислительная система (аэробная) является основным источником АТФ, поступающего в организм в состоянии покоя и во время низкоинтенсивных занятий, и в качестве субстратов использует в основном углеводы и жиры. Белок обычно не метаболизируется в значительной степени, за исключением длительного голодания и длительных тренировок (более 90 минут). В состоянии покоя примерно 70% производимого АТФ получают из жиров и 30% из углеводов. После начала физической активности по мере увеличения интенсивности упражнений наблюдается сдвиг в предпочтении субстратов с жиров на углеводы. Во время высокоинтенсивных аэробных упражнений почти 100% энергии вырабатывается из углеводов, если их достаточно.

Аэробные и анаэробные упражнения [ править ]

Исследования, опубликованные в 1992 [31] и 1997 [32], показывают, что уровень аэробной подготовки человека не имеет никакой корреляции с уровнем метаболизма в состоянии покоя. Оба исследования показывают, что уровни аэробной подготовки не улучшают предсказательную силу обезжиренной массы для скорости метаболизма в состоянии покоя.

Однако в недавнем исследовании из журнала прикладной физиологии , опубликованном в 2012 году [33], тренировки с отягощениями и аэробные тренировки сравнивали на массу тела и массу жира у взрослых с избыточным весом (STRRIDE AT / RT). Когда вы рассматриваете временные затраты в сравнении с пользой для здоровья, аэробные тренировки являются оптимальным режимом упражнений для уменьшения жировой массы и массы тела в качестве основного соображения, тренировки с отягощениями хороши как второстепенный фактор, когда старение и мышечная масса являются проблемой. Тренировки с отягощениями вызывают травмы гораздо чаще, чем аэробные тренировки. [33]Было обнаружено, что по сравнению с тренировками с отягощениями аэробные тренировки привели к значительно более выраженному снижению массы тела за счет улучшения работы сердечно-сосудистой системы, которая является основным фактором метаболического использования жировых субстратов. Тренировки с отягощениями, если есть время, также полезны для послетренировочного метаболизма, но это дополнительный фактор, потому что организму необходимо в достаточной мере восстанавливаться между эпизодами тренировок с отягощениями, тогда как с аэробными тренировками организм может принимать это каждый день. RMR и BMR - это измерения суточного потребления калорий. [34] [33] Большинство исследований, опубликованных по этой теме, рассматривают аэробные упражнения из-за их эффективности для здоровья и контроля веса.

Анаэробные упражнения , такие как поднятие тяжестей , наращивают дополнительную мышечную массу. Мышцы способствуют обезжиренной массе человека, и поэтому эффективные результаты анаэробных упражнений увеличивают BMR. [35] Тем не менее, реальный эффект на BMR является спорным и трудно перечислить. Различные исследования [36] [37] показывают, что скорость метаболизма тренированных мышц в покое составляет около 55 кДж на килограмм в день. Даже значительное увеличение мышечной массы, скажем, на 5 кг, окажет лишь незначительное влияние на BMR.

Долголетие [ править ]

См. Также: гипотеза сердцебиения

В 1926 году Раймонд Перл предположил, что продолжительность жизни обратно пропорциональна скорости основного обмена («гипотеза скорости жизни»). Поддержка этой гипотезы исходит из того факта, что млекопитающие с большим размером тела имеют более длительную максимальную продолжительность жизни (у крупных животных действительно более высокий общий уровень метаболизма, но скорость метаболизма на клеточном уровне намного ниже, а частота дыхания и сердцебиение медленнее в организме). более крупные животные) и тот факт, что продолжительность жизни плодовых мушек обратно пропорциональна температуре окружающей среды . [38] Кроме того, продолжительность жизни комнатных мух можно продлить за счет предотвращения физической активности. [39]Эта теория была подтверждена несколькими новыми исследованиями, связывающими более низкий базальный уровень метаболизма с увеличением продолжительности жизни во всем животном мире, включая людей. Ограничение калорий и снижение уровня гормонов щитовидной железы, оба из которых снижают скорость метаболизма, были связаны с более высокой продолжительностью жизни у животных. [40] [41] [42] [43]

Однако отношение общего суточного расхода энергии к скорости метаболизма в состоянии покоя может варьироваться от 1,6 до 8,0 у разных видов млекопитающих . Животные также различаются по степени связи между окислительным фосфорилированием и выработкой АТФ , количеству насыщенных жиров в митохондриальных мембранах , количеству репарации ДНК и многим другим факторам, влияющим на максимальную продолжительность жизни. [44]

Продолжительность жизни организма и скорость основного обмена [ править ]

При аллометрическом масштабировании максимальная потенциальная продолжительность жизни (MPLS) напрямую связана со скоростью метаболизма (MR), где MR - скорость восстановления биомассы, состоящей из ковалентных связей. Эта биомасса (W) со временем ухудшается из-за термодинамического энтропийного давления. Метаболизм в основном понимается как окислительно-восстановительное связывание и не имеет ничего общего с термогенезом. Метаболическая эффективность (ME) затем выражается как эффективность этой связи, отношение ампер [ требуется уточнение ], захваченных и используемых биомассой, к амперам, доступным для этой цели. MR измеряется в ваттах, W - в граммах. Эти факторы объединены в степенной закон, развитие закона Клейбера.относящее MR к W и MPLS, которое отображается как MR = W ^ (4ME-1) / 4ME. [ требуется пояснение ] Когда ME составляет 100%, MR = W ^ 3/4; это широко известно как масштабирование четверти мощности, версия аллометрического масштабирования, основанная на нереалистичных оценках биологической эффективности.

Уравнение показывает, что, когда ME падает ниже 20%, для W <1 грамм MR / MPLS возрастает настолько резко, что наделяет W виртуальным бессмертием на 16%. Чем меньше W вначале, тем резче увеличивается MR по мере уменьшения ME. Все клетки организма попадают в этот диапазон, т.е. менее одного грамма, поэтому этот MR будет называться BMR.

Но уравнение показывает, что когда ME увеличивается более чем на 25%, BMR приближается к нулю. Уравнение также показывает, что для всех W> одного грамма, где W - это организация всех BMR структуры организма, но также включает активность структуры, поскольку ME увеличивается более чем на 25%, MR / MPLS увеличивается, а не уменьшается. , как и для BMR. MR, состоящий из организации BMR, будет называться FMR. [ требуется пояснение ] Когда ME снижается ниже 25%, FMR скорее уменьшается, чем увеличивается, как это происходит для BMR.

Антагонизм между FMR и BMR - это то, что отмечает процесс старения биомассы W с энергетической точки зрения. ME для организма такая же, как и для клеток, так что успешная способность организма находить пищу (и снижать ее ME) является ключом к поддержанию BMR клеток, приводимых, в противном случае, из-за голода, к приближению нуль; в то время как в то же время более низкий ME снижает FMR / MPLS организма. [ необходима цитата ]

Медицинские соображения [ править ]

Метаболизм человека зависит от его физического состояния и активности. Силовые тренировки могут иметь более длительное влияние на метаболизм, чем аэробные тренировки , но нет известных математических формул, которые могли бы точно предсказать продолжительность и продолжительность повышенного метаболизма на основе трофических изменений при анаболических нейромышечных тренировках.

Уменьшение количества потребляемой пищи обычно снижает скорость метаболизма, поскольку организм пытается сохранить энергию. [45] Исследователь Гэри Фостер считает, что очень низкокалорийная диета, включающая менее 800 калорий в день, снизит скорость метаболизма более чем на 10 процентов. [46]

На скорость метаболизма могут влиять некоторые лекарства, такие как антитиреоидные препараты , лекарства, используемые для лечения гипертиреоза , такие как пропилтиоурацил и метимазол , которые снижают скорость метаболизма до нормального уровня и восстанавливают эутиреоз . Некоторые исследования были сосредоточены на разработке лекарств от ожирения для повышения скорости метаболизма, таких как лекарства для стимуляции термогенеза в скелетных мышцах .

Скорость метаболизма может повышаться при стрессе , болезни и диабете . Менопауза также может повлиять на обмен веществ.

Сердечно-сосудистые нарушения [ править ]

Частота сердечных сокращений определяется продолговатым мозгом и частью моста , двумя органами, расположенными ниже гипоталамуса на стволе мозга. Частота сердечных сокращений важна для основной скорости метаболизма и скорости метаболизма в состоянии покоя, поскольку она стимулирует кровоснабжение, стимулируя цикл Кребса . [ необходима цитата ] Во время упражнений, которые достигают анаэробного порога, можно доставлять субстраты, которые необходимы для оптимального использования энергии. Анаэробный порог определяется как уровень использования энергии при нагрузке с частотой сердечных сокращений, которая происходит без кислорода во время стандартизированного теста со специальным протоколом для точности измерения, [ цитата необходима ]например, протокол Беговой дорожки Брюса (см. метаболический эквивалент задачи ). За четыре-шесть недель целевых тренировок системы организма могут адаптироваться к более высокой перфузии митохондриальной плотности для увеличения доступности кислорода для цикла Кребса, трикарбонового цикла или гликолитического цикла. [ необходима цитата ] Это, в свою очередь, приводит к снижению частоты сердечных сокращений в состоянии покоя, более низкому кровяному давлению и увеличению скорости основного обмена веществ в состоянии покоя. [ необходима цитата ]

Затем, измеряя частоту сердечных сокращений, мы можем оценить, какой уровень использования субстрата на самом деле вызывает биохимический метаболизм в нашем организме в состоянии покоя или при активности. [ необходима цитата ] Это, в свою очередь, может помочь человеку поддерживать соответствующий уровень потребления и использования, изучая графическое представление анаэробного порога. Это можно подтвердить с помощью анализов крови и газов с использованием прямой или косвенной калориметрии, чтобы показать эффект использования субстрата. [ необходимая цитата ] Измерения скорости основного метаболизма и скорости метаболизма в состоянии покоя становятся важными инструментами для поддержания здорового веса тела.

См. Также [ править ]

  • Уравнение Харриса-Бенедикта
  • Гипотиреоз
  • Метаболический возраст
  • Метаболический синдром
  • Уравнение Шофилда
  • Термический эффект пищи

Ссылки [ править ]

  1. ^ а б в Макнаб Б.К. (1997). «О пользе единообразия в определении базовой скорости метаболизма». Физиологическая зоология . 70 (6): 718–720. DOI : 10.1086 / 515881 . PMID  9361146 . S2CID  34996894 .
  2. ^ Бальестероса FJ, Мартинес В.Я., Луке В, Лакаса л, ДОБЛЕСТЬ Е, Мойя А (2018). «О термодинамической природе метаболического скейлинга» . Научные отчеты . 8 (1): 1448: 1–1448: 10. arXiv : 1407.3659 . Bibcode : 2018NatSR ... 8.1448B . DOI : 10.1038 / s41598-018-19853-6 . PMC 5780499 . PMID 29362491 .  
  3. ^ Manini TM (2010). «Энергозатраты и старение» . Обзоры исследований старения . 9 (1): 1–11. DOI : 10.1016 / j.arr.2009.08.002 . PMC 2818133 . PMID 19698803 .  
  4. ^ МакМаррей Р., Суариш Дж, Caspersen CJ, Маккарди Т (2014). «Изучение вариаций скорости метаболизма взрослых в состоянии покоя: перспективы общественного здравоохранения» . Медицина и наука в спорте и физических упражнениях . 46 (7): 1352–1358. DOI : 10.1249 / MSS.0000000000000232 . PMC 4535334 . PMID 24300125 .  
  5. ^ Stiegler P, Канлифф A (2006). «Роль диеты и упражнений для поддержания обезжиренной массы и скорости метаболизма в состоянии покоя во время похудания» (PDF) . Спортивная медицина . 36 (3): 239–262. DOI : 10.2165 / 00007256-200636030-00005 . PMID 16526835 . S2CID 44212103 .   
  6. ^ «Расчет BMR и RMR: Учебное пособие по диете и похуданию» . CaloriesPerHour.com . Архивировано из оригинала на 2008-01-05 . Проверено 26 января 2008 .
  7. ^ a b c Маккечни, Эндрю Э. (2008). «Фенотипическая гибкость в скорости основного обмена и меняющийся взгляд на физиологическое разнообразие птиц: обзор». Журнал сравнительной физиологии B . 178 (3): 235–247. DOI : 10.1007 / s00360-007-0218-8 . ISSN 0174-1578 . PMID 17957373 . S2CID 28481792 .   
  8. ^ Резенде, Энрико Л .; Божинович, Франсиско; Гарланд-младший, Теодор (2004). «Климатическая адаптация и эволюция основных и максимальных показателей метаболизма у грызунов» . Эволюция . 58 (6): 1361–1374. DOI : 10.1111 / j.0014-3820.2004.tb01714.x . ISSN 0014-3820 . PMID 15266984 . S2CID 15234056 .   
  9. ^ Ликнес, Эрик Т .; Скотт, Сара М .; Суонсон, Дэвид Л. (2002). «Сезонная акклиматизация американского щегла снова: в какой степени уровень метаболизма меняется в зависимости от сезона?». Кондор . 104 (3): 548. DOI : 10,1650 / 0010-5422 (2002) 104 [0548: SAITAG] 2.0.CO; 2 . ISSN 0010-5422 . 
  10. ^ Вебер, Томас П .; Пирсма, Теунис (1996). «Основная скорость метаболизма и масса тканей, различающихся по степени метаболизма: ковариация, связанная с миграцией между отдельными узлами Calidris canutus » (PDF) . Журнал биологии птиц . 27 (3): 215. DOI : 10,2307 / 3677225 . ISSN 0908-8857 . JSTOR 3677225 .   
  11. ^ Голдман, Ли, доктор медицины; Шафер, Эндрю И., доктор медицины (2016). Goldman-Cecil Medicine, двадцать пятое издание . Филадельфия, Пенсильвания: Эльзевьер. С. 1458–1466. ISBN 978-1-4557-5017-7.CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  12. ^ а б Келлерман, Рик Д., доктор медицины; Бопе, Эдвард Т., доктор медицины (2018). Текущая терапия Конна 2018 . Филадельфия, Пенсильвания: Elsevier, Inc., стр. 336–345. ISBN 978-0-323-52769-9.CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  13. ^ Bisdee JT. Джеймс WPT. Калориметрия всего тела при менструальном цикле. Нью-Йорк: Четвертая международная конференция по ожирению, 1983; 52 (тезисы).
  14. ^ Уэбб П. Уровни энергообмена у женщин после овуляции. Физиолог 1981; 24: 43 (тезисы)
  15. ^ Кертис, Викки; Генри, CJK; Береза, Э .; Гусейн-Чуэири, А. (1996). «Внутрииндивидуальные различия в уровне основного обмена у женщин: влияние менструального цикла». Американский журнал биологии человека . 8 (5): 631–639. DOI : 10.1002 / (SICI) 1520-6300 (1996) 8: 5 <631 :: AID-AJHB8> 3.0.CO; 2-Y . ISSN 1520-6300 . PMID 28561339 .  
  16. ^ Aschoff, J .; Поль, Х. (июль 1970 г.). «Ритмические вариации энергетического обмена». Труды Федерации . 29 (4): 1541–1552. ISSN 0014-9446 . PMID 5459903 .  
  17. ^ Уэбб, Пол (1986). «24-часовой расход энергии и менструальный цикл» (PDF) . Американский журнал клинического питания . 44 (5): 614–619. DOI : 10.1093 ajcn / / 44.5.614 , PMID 3766447 - через AJCN.  
  18. ^ Хемалат, шашикал (апрель 2011). «Основной обмен, стресс и разные фазы менструального цикла» . РГУХС Журнал медицинских наук . 1 .
  19. ^ а б Харрис Дж, Бенедикт Ф (1918). «Биометрическое исследование основного метаболизма человека» . PNAS . 4 (12): 370–373. Полномочный код : 1918PNAS .... 4..370H . DOI : 10.1073 / pnas.4.12.370 . PMC 1091498 . PMID 16576330 .  
  20. ↑ Роза AM, Шизгал HM (1984). «Переоценка уравнения Харриса Бенедикта: потребность в энергии покоя и масса клеток тела» (PDF) . Американский журнал клинического питания . 40 (1): 168–182. DOI : 10.1093 / ajcn / 40.1.168 . PMID 6741850 .  [ постоянная мертвая ссылка ]
  21. Перейти ↑ Müller B, Merk S, Bürgi U, Diem P (2001). «Расчет основного обмена при тяжелом и патологическом ожирении». Praxis . 90 (45): 1955–63. PMID 11817239 . 
  22. ^ Mifflin MD, St Jeor ST, Hill LA, Scott BJ, Daugherty SA, Koh YO (1990). «Новое уравнение для прогнозирования расхода энергии в состоянии покоя у здоровых людей». Американский журнал клинического питания . 51 (2): 241–247. DOI : 10.1093 / ajcn / 51.2.241 . PMID 2305711 . 
  23. ^ Frankenfield Д, Рот-Yousey л, Compher С (2005). «Сравнение прогностических уравнений для скорости метаболизма в состоянии покоя у здоровых, не страдающих ожирением взрослых и взрослых с ожирением: систематический обзор». Журнал Американской диетической ассоциации . 105 (5): 775–789. DOI : 10.1016 / j.jada.2005.02.005 . PMID 15883556 . 
  24. ^ McArdle W (2006). Основы физиологии упражнений . Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. п. 266. ISBN. 9780495014836.
  25. ^ Dunford M (2007). Питание для спорта и физических упражнений . Брукс / Коул. п. 57. ISBN 9780781749916.
  26. ↑ Johnstone AM, Murison SD, Duncan JS, Rance KA, Speakman JR, Koh YO (2005). «Факторы, влияющие на изменение основной скорости метаболизма, включают безжировую массу, жировую массу, возраст и циркулирующий тироксин, но не пол, циркулирующий лептин или трийодтиронин» . Американский журнал клинического питания . 82 (5): 941–948. DOI : 10.1093 / ajcn / 82.5.941 . PMID 16280423 . 
  27. ^ a b Speakman JR, Król E, Johnson MS (2004). «Функциональное значение индивидуальных изменений в скорости основного обмена». Физиологическая и биохимическая зоология . 77 (6): 900–915. DOI : 10.1086 / 427059 . PMID 15674765 . S2CID 13692000 .  
  28. ^ Дурнин, JVGA (1981). «Скорость основного обмена у человека» . Отчет в ФАО / ВОЗ / УООН . Рим: ФАО .
  29. ^ Макардл, Уильям Д. (1986). Физиология упражнений (2-е изд.). Филадельфия: Леа и Фебидже.[ требуется страница ]
  30. ^ Лиза Гордон-Дэвис (2004). Справочник индустрии гостеприимства по питанию и планированию меню . Juta and Company Ltd. стр. 112. ISBN 978-0-7021-5578-9.
  31. ^ Broeder, CE; Burrhus, KA; Сваневик, Л.С.; Уилмор, JH (1992). «Влияние аэробной подготовки на скорость метаболизма в состоянии покоя» . Американский журнал клинического питания . 55 (4): 795–801. DOI : 10.1093 / ajcn / 55.4.795 . PMID 1550061 . 
  32. ^ Смит, DA; Доллман, Дж; Холка, RT; Бринкман, М; Кивз, JP; Кларк, Д.Г. (1997). «Взаимосвязь между максимальной аэробной мощностью и скоростью метаболизма в состоянии покоя у молодых взрослых женщин». Журнал прикладной физиологии . 82 (1): 156–63. DOI : 10.1152 / jappl.1997.82.1.156 . PMID 9029211 . S2CID 39769617 .  
  33. ^ a b c Schwingshackl L, Dias S, Strasser B, Hoffmann G (2013). «Влияние различных тренировок на антропометрические и метаболические характеристики у субъектов с избыточным весом / ожирением: систематический обзор и сетевой метаанализ» . PLOS ONE . 8 (12): e82853. DOI : 10.1371 / journal.pone.0082853 . PMC 3866267 . PMID 24358230 .  CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  34. ^ [1]
  35. ^ Равуссин, E; Lillioja, S; Кристин, L; Богардус, К; Богардус, С. (1986). «Детерминанты суточных затрат энергии человека. Методы и результаты с использованием дыхательной камеры» . Журнал клинических исследований . 78 (6): 1568–1578. DOI : 10.1172 / JCI112749 . PMC 423919 . PMID 3782471 .  
  36. ^ Кэмпбелл, Вт; Крым, М; Янг, V; Эванс, В. (1994). «Повышенные потребности в энергии и изменения в составе тела у пожилых людей с отягощениями». Американский журнал клинического питания . 60 (2): 167–175. DOI : 10.1093 / ajcn / 60.2.167 . PMID 8030593 . 
  37. ^ Pratley, R; Никлас, B; Рубин, М; Миллер, Дж; Смит, А; Смит, М; Херли, B; Гольдберг, А (1994). «Силовые тренировки увеличивают скорость метаболизма в покое и уровень норадреналина у здоровых мужчин от 50 до 65 лет». Журнал прикладной физиологии . 76 (1): 133–137. DOI : 10.1152 / jappl.1994.76.1.133 . PMID 8175496 . 
  38. ^ Микель, Хайме; Lundgren, Paul R .; Bensch, Klaus G .; Атлан, Анри (1976). «Влияние температуры на продолжительность жизни , жизнеспособность и тонкую структуру Drosophila melanogaster». Механизмы старения и развития . 5 (5): 347–70. DOI : 10.1016 / 0047-6374 (76) 90034-8 . PMID 823384 . S2CID 1744552 .  
  39. ^ Рэгланд, СС; Сохал, RS (1975). «Температура окружающей среды, физическая активность и старение домашней мухи Musca domestica». Экспериментальная геронтология . 10 (5): 279–89. DOI : 10.1016 / 0531-5565 (75) 90005-4 . PMID 1204688 . S2CID 36903433 .  
  40. ^ Хулберт AJ, Памплона R, R Buffenstein, Buttemer WA (октябрь 2007). «Жизнь и смерть: скорость обмена веществ, состав мембран и продолжительность жизни животных». Physiol. Ред . 87 (4): 1175–213. DOI : 10.1152 / Physrev.00047.2006 . PMID 17928583 . 
  41. ^ Ольшанский, SJ; Ротанг, SI (2005). «Что определяет долголетие: скорость метаболизма или стабильность?». Открытие медицины . 5 (28): 359–62. PMID 20704872 . 
  42. ^ Aguilaniu, H. (2005). «Метаболизм, синтез убихинона и долголетие» . Гены и развитие . 19 (20): 2399–406. DOI : 10,1101 / gad.1366505 . PMID 16230529 . 
  43. ^ Ацмон, G .; Barzilai, N .; Суркс, Мичиган; Габриэли, И. (2009). «Генетическая предрасположенность к повышенному уровню тиротропина в сыворотке крови связана с исключительным долголетием» . Журнал клинической эндокринологии и метаболизма . 94 (12): 4768–75. DOI : 10.1210 / jc.2009-0808 . PMC 2795660 . PMID 19837933 . Краткое содержание - Рейтер (13 июня 2009 г.).  [ ненадежный медицинский источник? ]
  44. ^ Спикмен, младший; Селман, К; McLaren, JS; Харпер, EJ (2002). «Быстро жить, когда умереть? Связь между старением и энергией» . Журнал питания . 132 (6 Прил. 2): 1583S – 97S. DOI : 10.1093 / JN / 132.6.1583S . PMID 12042467 . 
  45. ↑ Grattan BJ Jr; Коннолли-Шунен Дж. (2012). «Решение проблемы рецидива потери веса: клиническое внимание к скорости метаболизма и психологическим аспектам ожирения» . ISRN Ожирение . 2012 : 567530. дои : 10,5402 / 2012/567530 . PMC 3914266 . PMID 24527265 .  
  46. ^ Уитмен, Стейси « Правда о метаболизме ». Форма . Сентябрь 2003. Архивировано 23 апреля 2011 г. в Wayback Machine.

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Tsai, AG; Wadden, TA (2005). «Систематический обзор: оценка основных коммерческих программ по снижению веса в Соединенных Штатах». Анналы внутренней медицины . 142 (1): 56–66. DOI : 10.7326 / 0003-4819-142-1-200501040-00012 . PMID  15630109 . S2CID  2589699 .
  • Gustafson, D .; Ротенберг, Э; Бленноу, К; Стин, В; Скуг, я (2003). «18-летнее наблюдение за избыточным весом и риском болезни Альцгеймера» . Архивы внутренней медицины . 163 (13): 1524–8. DOI : 10,1001 / archinte.163.13.1524 . PMID  12860573 .
  • «Клинические рекомендации по выявлению, оценке и лечению избыточной массы тела и ожирения у взрослых: Резюме. Группа экспертов по выявлению, оценке и лечению избыточной массы тела у взрослых» . Американский журнал клинического питания . 68 (4): 899–917. 1998. DOI : 10,1093 / ajcn / 68.4.899 . PMID  9771869 .
  • Сигал, Артур С. (1987). «Модель линейной диеты». Журнал математики колледжа . 18 (1): 44–5. DOI : 10.2307 / 2686315 . JSTOR  2686315 .
  • Пайк, Рут Л; Браун, Миртл Лорестин (1975). Питание: комплексный подход (2-е изд.). Нью-Йорк: Вили. OCLC  474842663 .
  • Sahlin, K .; Тонконоги, М .; Содерлунд, К. (1998). «Энергоснабжение и мышечная усталость у человека». Acta Physiologica Scandinavica . 162 (3): 261–6. DOI : 10.1046 / j.1365-201X.1998.0298fx . PMID  9578371 .
  • Салтин, Бенгт; Голлник, Филип Д. (1983). «Адаптивность скелетных мышц: значение для метаболизма и производительности». В Пичи, Ли Д; Адриан, Ричард Н; Гейгер, Стивен Р. (ред.). Справочник по физиологии . Балтимор: Уильямс и Уилкинс. С. 540–55. OCLC  314567389 .Переиздан как: Saltin, Bengt; Голлник, Филип Д. (2011). «Адаптивность скелетных мышц: значение для метаболизма и производительности». Комплексная физиология . DOI : 10.1002 / cphy.cp100119 . ISBN 978-0-470-65071-4.
  • Торстенссон (1976). «Сила мышц, типы волокон и активность ферментов у человека». Acta Physiologica Scandinavica. Дополнение . 443 : 1–45. PMID  189574 .
  • Торстенссон, Альф; Sjödin, Bertil; Теш, Пер; Карлссон, Ян (1977). «Актомиозин АТФаза, миокиназа, CPK и LDH в быстрых и медленных мышечных волокнах человека». Acta Physiologica Scandinavica . 99 (2): 225–9. DOI : 10.1111 / j.1748-1716.1977.tb10373.x . PMID  190869 .
  • Ванхелдер, В.П .; Радомский, МВт; Гуд, RC; Кейси, К. (1985). «Гормональный и метаболический ответ на три типа упражнений равной продолжительности и внешней производительности». Европейский журнал прикладной физиологии и физиологии труда . 54 (4): 337–42. DOI : 10.1007 / BF02337175 . PMID  3905393 . S2CID  39715173 .
  • Уэллс, Дж. Балке, Б; Ван Фоссан, Д. Д. (1957). «Накопление молочной кислоты во время работы; предлагаемая стандартизация классификации работы». Журнал прикладной физиологии . 10 (1): 51–5. DOI : 10.1152 / jappl.1957.10.1.51 . PMID  13405829 .
  • Макардл, Уильям Д; Катч, Фрэнк I; Катч, Виктор L (1986). Физиология упражнений: энергия, питание и производительность человека . Филадельфия: Леа и Фебигер. OCLC  646595478 .
  • Harris, JA; Бенедикт, Ф.Г. (1918). «Биометрическое исследование основного метаболизма человека» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 4 (12): 370–3. Полномочный код : 1918PNAS .... 4..370H . DOI : 10.1073 / pnas.4.12.370 . PMC  1091498 . PMID  16576330 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Исследование Харриса-Бенедикта. Подробное обсуждение антецедентов, данных, измерений, статистики (опубликовано Вашингтонским институтом Карнеги, 1919 г.)
  • BMR под воздействием алкоголя
  • BMR и личность
  • TDEECalculator.net