Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Отдыхая скорость метаболизма ( RMR ) являются всем тело млекопитающего (и другими позвоночных) метаболизм в течение периода времени строгих и стационарных условия покоя , которые определяются комбинацией предположений физиологического гомеостаза и биологического равновесия . RMR отличается от базовой скорости метаболизма (BMR), потому что измерения BMR должны соответствовать общему физиологическому равновесию, тогда как условия измерения RMR могут быть изменены и определены контекстными ограничениями. Следовательно, BMR измеряется в неуловимом «идеальном» устойчивом состоянии, тогда как измерение RMR более доступно и, таким образом, представляет большую часть, если не все измерения или оценки суточного расхода энергии. [1]

Косвенная калориметрия - это исследование или клиническое использование взаимосвязи между респирометрией и биоэнергетикой , где измерение уровней потребления кислорода, иногда производства углекислого газа, а реже производства мочевины преобразуется в уровни расхода энергии, выраженные как соотношение между i ) энергия и ii) временные рамки измерения . Например, после анализа потребления кислорода человеком, если во время 5-минутного измерения у отдохнувшего человека было оценено 5,5 килокалорий энергии, то скорость метаболизма в состоянии покоя будет равна скорости обмена 1,1 ккал / мин.

Комплексный подход к влияющим факторам на измерения BMR продемонстрирован еще в 1922 году в Массачусетсе профессором инженерии Фрэнком Б. Сэнборном, в котором описания эффектов еды, позы, сна, мышечной активности и эмоций обеспечивают критерии для отделения BMR от RMR. [2] [3] [4]

Косвенная калориметрия [ править ]

Докомпьютерные технологии [ править ]

В 1780-х годах для Французской академии наук Лавуазье , Лаплас и Сеген исследовали и опубликовали взаимосвязь между прямой калориметрией и обменом дыхательных газов у ​​млекопитающих. 100 лет спустя, в 19 веке, профессора Этуотер и Роза предоставили в Уэслианском университете в Коннектикуте множество доказательств переноса азота, углекислого газа и кислорода в процессе метаболизма аминокислот, глюкозы и жирных кислот у людей, дополнительно установив значение косвенной калориметрии в определении биоэнергетики свободноживущего человека.[5] [6] Работа Этуотера и Розы также позволила рассчитать калорийность продуктов, которые в конечном итоге стали критериями, принятыми Министерством сельского хозяйства США для создания библиотеки пищевых калорий. [7]

В начале 20-го века в Оксфордском университете исследователь физиологии Клод Гордон Дуглас разработал недорогой и мобильный метод сбора выдыхаемого воздуха (частично в рамках подготовки к экспериментам, которые будут проводиться на Пайкс-Пик, Колорадо). В этом методе субъект выдыхает в почти непроницаемый мешок для сбора большого объема в течение зарегистрированного периода времени. Измеряется весь объем, анализируется содержание кислорода и углекислого газа, и рассчитываются отличия от вдыхаемого «окружающего» воздуха для определения скорости поглощения кислорода и выхода углекислого газа. [8]

Для оценки расхода энергии выдыхаемых газов было разработано несколько алгоритмов. Один из наиболее широко используемых был разработан в 1949 году в Университете Глазго физиологом-исследователем Дж. Б. де В. Вейром. Его сокращенное уравнение для оценки скорости метаболизма было написано со скоростью газообмена, равной объему / времени, исключая азот в моче, и позволяло включить коэффициент преобразования времени 1,44 для экстраполяции к 24-часовому расходу энергии от «ккал в минуту» до «ккал в день». Вейр использовал метод мешка Дугласа в своих экспериментах, и в поддержку пренебрежения влиянием белкового метаболизма в нормальных физиологических условиях и схемах питания, содержащих ~ 12,5% белковых калорий, он писал:

«... Фактически, если процент [потребленных] белковых калорий составляет от 10 до 14, максимальная ошибка при использовании [уравнения] составляет менее 1 из 500». [9]
Обзор того, как кислород и углекислый газ связаны с расходами энергии человеком

Компьютерные измерения RMR [ править ]

В начале 1970-х годов компьютерные технологии позволили обрабатывать данные на месте, проводить некоторый анализ в реальном времени и даже графически отображать метаболические переменные, такие как O 2 , CO 2 и воздушный поток, тем самым поощряя академические учреждения к проверке точности и точности. по-новому. [10] [11] Несколько лет спустя в этом десятилетии дебютировали системы с батарейным питанием. Например, демонстрация мобильной системы с цифровым дисплеем совокупного потребления кислорода и потребления кислорода за прошедшую минуту была представлена ​​в 1977 году на Слушаниях физиологического общества. [12]Поскольку в течение следующих нескольких десятилетий затраты на производство и вычисления снизились, различные универсальные методы калибровки для подготовки и сравнения различных моделей в 1990-х годах привлекли внимание к недостаткам или преимуществам различных конструкций. [13] В дополнение к более низким затратам, метаболическая переменная CO 2 часто игнорировалась, что способствовало сосредоточению внимания на моделях потребления кислорода при управлении весом и тренировках. В новом тысячелетии непрямые калориметры меньшего размера «размером с настольный компьютер» стали распространяться вместе со специальными персональными компьютерами и принтерами и с современным программным обеспечением на базе Windows. [14]

Используйте [ редактировать ]

Измерения RMR рекомендуются при оценке общего суточного расхода энергии (TEE). Так как измерения BMR ограничены узкими временными рамками (и строгими условиями) после пробуждения, обычно выполняется измерение RMR с более свободными условиями. В обзоре , организованном USDA , [15] большинство публикаций документально конкретные условия отдыха измерений, включая время от последнего приема пищи или физической деятельности; По оценкам этого всестороннего обзора, RMR на 10-20% выше, чем BMR из-за термического эффекта кормления и остаточного ожога от действий, которые происходят в течение дня.

Взаимосвязь между уровнем метаболизма в покое и расходом энергии [ править ]

Помимо термохимии, скорость метаболизма и количество затрат энергии могут быть ошибочно поменяны местами, например, при описании RMR и REE.

Клинические рекомендации по условиям измерений в состоянии покоя [ править ]

Академии питания и диетологии (AND) предоставляет клинические рекомендации по подготовке субъекта к мерам RMR, [16] , с тем чтобы смягчить возможные факторы , искажающие от кормления, стрессовые физической активности, или воздействие стимуляторов , таких как кофеин или никотина:

Во время подготовки субъект должен голодать в течение 7 часов или больше и стараться избегать стимуляторов и факторов стресса, таких как кофеин, никотин, и тяжелых физических нагрузок, таких как целенаправленные упражнения.

За 30 минут до проведения измерения испытуемый должен лежать на спине, не двигаясь, не читая и не слушая музыку. Атмосфера должна уменьшать стимуляцию за счет поддержания постоянной тишины, слабого освещения и постоянной температуры. Эти условия сохраняются на этапе измерения.

Кроме того, правильное использование исправного калориметра непрямого действия включает в себя достижение естественного и устойчивого режима дыхания, чтобы выявить уровни потребления кислорода и производства углекислого газа в воспроизводимых условиях покоя. Косвенная калориметрия считается золотым стандартом для измерения RMR. [17] Косвенные калориметры обычно используются в лабораторных и клинических условиях, но технологические достижения позволяют проводить измерения RMR в условиях свободной жизни.

Использование РЗЭ в управлении весом [ править ]

Долгосрочное управление весом прямо пропорционально калориям, потребляемым во время кормления; тем не менее, множество некалорийных факторов также играют биологически значимую роль (здесь не рассматриваются) в оценке потребления энергии. При подсчете расхода энергии использование измерения в состоянии покоя (RMR) является наиболее точным методом для оценки основной части общих суточных затрат энергии (TEE), что дает наиболее близкие приближения при планировании и следовании плану потребления калорий. Таким образом, оценка РЗЭ с помощью непрямой калориметрии настоятельно рекомендуется для выполнения долгосрочного контроля веса, вывод, сделанный и поддерживаемый в результате продолжающихся наблюдательных исследований, проводимых уважаемыми учреждениями, такими как USDA , AND (ранее ADA), ACSM , и во всем мире ВОЗ.

Общие корреляты со скоростью метаболизма и суточными расходами энергии [ править ]

Расход энергии коррелирует с рядом факторов, перечисленных в алфавитном порядке.

  • Возраст: Помимо эпидемиологически связанных тенденций старения, снижения физической активности и потери мышечной массы [18], снижение клеточной активности (их старение) также может способствовать снижению РЗЭ.

Ссылки [ править ]

  1. ^ Ravussin, E .; Burnand, B .; Schutz, Y .; Жекье, Э. (1 марта 1982 г.). «Круглосуточное расходование энергии и скорость метаболизма в покое у тучных, умеренно страдающих ожирением и контрольных субъектов». Американский журнал клинического питания . 35 (3): 566–573. DOI : 10.1093 / ajcn / 35.3.566 . ISSN  0002-9165 . PMID  6801963 .
  2. Перейти ↑ Sanborn MS, Frank B (1922). Основной обмен: его определение и применение . п. 20 . Проверено 21 марта 2016 года .
  3. ^ Макнаб, Б.К. 1997. О полезности единообразия в определении базовой скорости метаболизма. Physiol. Zool. Vol.70; 718–720.
  4. ^ Speakman, JR, Krol, E., Johnson, MS 2004. Функциональная значимость индивидуальных вариаций в скорости основного обмена. Phys. Биохим. Zool. Vol. 77 (6): 900–915.
  5. ^ Отчет о предварительных исследованиях метаболизма азота и углерода в организме человека с помощью дыхательного калориметра специальной конструкции . Интернет-архив . Вашингтон: Правительство. Распечатать. Выключенный. 1897 . Проверено 7 марта 2016 .
  6. ^ Описание нового калориметра дыхания и экспериментов по сохранению энергии в человеческом теле . Интернет-архив . Вашингтон: Правительство. Распечатать. выключенный. 1899 . Проверено 7 марта 2016 .
  7. ^ Зачем нужны калории . Калифорнийский университет Press . Проверено 3 марта 2016 .
  8. ^ Каннингем, DJC (1964-11-01). «Клод Гордон Дуглас. 1882-1963» . Биографические воспоминания членов Королевского общества . 10 : 51–74. DOI : 10,1098 / rsbm.1964.0004 .
  9. Перейти ↑ Weir, JB de V. (1949). «Новые методы расчета скорости метаболизма с особым акцентом на метаболизм белков» . Журнал физиологии . 109 (1–2): 1–9. DOI : 10.1113 / jphysiol.1949.sp004363 . PMC 1392602 . PMID 15394301 .  
  10. ^ Бивер, WL; Вассерман, К; Уипп, Б.Дж. (1973). «Он-лайн компьютерный анализ и покадровое графическое отображение функциональных тестов». Журнал прикладной физиологии . 34 (1): 128–132. DOI : 10.1152 / jappl.1973.34.1.128 . PMID 4697371 . 
  11. ^ Уилмор, JH; Дэвис, JA; Нортон, AC (1976). «Автоматизированная система оценки метаболической и респираторной функции во время упражнений». Журнал прикладной физиологии . 40 (4): 619–624. DOI : 10.1152 / jappl.1976.40.4.619 . PMID 931884 . 
  12. ^ Хамфри, SJE; Вольф, HS (1977). «Оксилог». Журнал физиологии . 267 : 12. DOI : 10.1113 / jphysiol.1977.sp011841 .
  13. ^ Huszczuk, A; Уипп, Б.Дж.; Вассерман, К. (1990). «Симулятор респираторного газообмена для стандартной калибровки в метаболических исследованиях» (PDF) . Европейский респираторный журнал . 3 (4): 465–468. PMID 2114308 . Проверено 7 марта 2016 .  
  14. ^ "Годовой отчет Angeion 2005 - страница 7 - Описание бизнеса - Общее" (PDF) . Компания MGC Diagnostics . MGC Диагностика . Проверено 7 марта 2016 .
  15. ^ «Диетические рекомендации по потреблению энергии, углеводов, клетчатки, жиров, жирных кислот, холестерина, белков и аминокислот (макроэлементы) (2005)» . USDA . Национальная академия наук, Институт медицины, Совета по продовольствию и питанию. Архивировано из оригинального 10 -го марта 2016 года . Проверено 21 марта 2016 года .
  16. ^ Рейнор, Холли; Шампанское, Екатерина (2016). «Позиция Академии питания и диетологии: меры по лечению избыточного веса и ожирения у взрослых» . Журнал Академии питания и диетологии . 116 (1): 129–47. DOI : 10.1016 / j.jand.2015.10.031 . PMID 26718656 . Проверено 21 марта 2016 года . 
  17. ^ Haugen, Heather A .; Чан, Лингтак-Неандер; Ли, Фанни (2007-08-01). «Косвенная калориметрия: практическое руководство для врачей». Питание в клинической практике . 22 (4): 377–388. DOI : 10.1177 / 0115426507022004377 . ISSN 0884-5336 . PMID 17644692 .  
  18. ^ Манор, Мелинда; Мейер, Нанна; Томпсон, Дженис (2009). Спортивное питание для здоровья и производительности (2-е изд.). Соединенные Штаты Америки: кинетика человека. ISBN 9780736052955. Проверено 30 октября 2019 года .

Внешние ссылки [ править ]

  • СМИ, связанные со скоростью метаболизма в покое, на Викискладе?