Basal metabolsk hastighet - Basal metabolic rate

Basal metabolic rate ( BMR ) er energiforbrukshastigheten per tidsenhet for endotermiske dyr i hvile. Det er rapportert i energienheter per tidsenhet fra watt (joule/sekund) til ml O 2 /min eller joule per time per kg kroppsmasse J/(h · kg). Riktig måling krever at et strikt sett med kriterier er oppfylt. Disse kriteriene inkluderer å være i en fysisk og psykologisk uforstyrret tilstand, i et termisk nøytralt miljø , mens den er i postabsorberende tilstand (dvs. ikke aktivt fordøye mat). Hos bradymetabole dyr, for eksempel fisk og reptiler , brukes det tilsvarende uttrykket standard metabolic rate ( SMR ). Den følger de samme kriteriene som BMR, men krever dokumentasjon av temperaturen ved hvilken stoffskiftet ble målt. Dette gjør BMR til en variant av standard metabolsk hastighetsmåling som utelukker temperaturdataene, en praksis som har ført til problemer med å definere "standard" metabolismehastigheter for mange pattedyr.

Metabolisme består av prosessene som kroppen trenger for å fungere. Basal metabolsk hastighet er mengden energi per tidsenhet som en person trenger for å holde kroppen i ro. Noen av disse prosessene er pust , blodsirkulasjon , kontroll av kroppstemperatur , cellevekst , hjerne- og nervefunksjon og sammentrekning av muskler . Basal metabolsk hastighet påvirker hastigheten som en person brenner kalorier og til syvende og sist om den enkelte opprettholder, får eller går ned i vekt. Den basale metabolske hastigheten står for rundt 60 til 75% av de daglige kaloriforbruket til enkeltpersoner. Det påvirkes av flere faktorer. Hos mennesker synker BMR vanligvis med 1–2% per tiår etter 20 år, hovedsakelig på grunn av tap av fettfri masse , selv om variasjonen mellom individer er høy.

Beskrivelse

Kroppens generering av varme er kjent som termogenese, og den kan måles for å bestemme mengden energi som brukes. BMR synker generelt med alderen, og med nedgangen i mager kroppsmasse (som kan skje med aldring). Økende muskelmasse har effekt av å øke BMR. Aerobt (motstand) kondisjonsnivå, et produkt av kardiovaskulær trening , mens det tidligere ble antatt å ha effekt på BMR, har vist seg på 1990-tallet ikke å korrelere med BMR når det ble justert for fettfri kroppsmasse. Men anaerob trening øker energiforbruket i hvile (se " aerob vs. anaerob trening "). Sykdom, tidligere konsumert mat og drikke, miljøtemperatur og stressnivå kan påvirke ens samlede energiforbruk så vel som BMR.

Indirekte kalorimetylaboratorium med baldakinhette (fortynningsteknikk)

BMR måles under svært restriktive omstendigheter når en person er våken. En nøyaktig BMR -måling krever at personens sympatiske nervesystem ikke stimuleres, en tilstand som krever fullstendig hvile. En mer vanlig måling, som bruker mindre strenge kriterier, er hvilemetabolsk hastighet (RMR) .

BMR kan måles ved gassanalyse gjennom enten direkte eller indirekte kalorimetri , selv om en grov estimering kan oppnås gjennom en ligning ved bruk av alder, kjønn, høyde og vekt. Studier av energimetabolismen ved hjelp av begge metoder gir overbevisende bevis for gyldigheten av den respiratoriske kvotient (RQ), som måler den iboende sammensetning og utnyttelse av karbohydrater , fett og proteiner som de blir omdannet til energi substratenheter som kan brukes av kroppen som energi.

Fenotypisk fleksibilitet

BMR er et fleksibelt trekk (det kan justeres reversibelt hos enkeltpersoner), med for eksempel lavere temperaturer som generelt resulterer i høyere basale metabolske hastigheter for både fugler og gnagere. Det er to modeller for å forklare hvordan BMR endrer seg som respons på temperaturen: den variable maksimalmodellen (VMM) og variabel fraksjonsmodell (VFM). VMM uttaler at toppmetabolismen (eller den maksimale metabolske hastigheten som respons på kulden) øker i løpet av vinteren, og at den vedvarende metabolismen (eller stoffskiftet som kan holdes på ubestemt tid) forblir en konstant brøkdel av førstnevnte. VFM sier at toppmetabolismen ikke endres, men at vedvarende metabolisme er en større brøkdel av den. VMM støttes hos pattedyr, og når man bruker helkroppshastigheter, passerine fugler. VFM støttes i studier av passerine fugler som bruker massespesifikke metabolske hastigheter (eller metabolske hastigheter per masseenhet). Denne sistnevnte målingen har blitt kritisert av Eric Liknes, Sarah Scott og David Swanson, som sier at massespesifikke metabolske hastigheter er inkonsekvente sesongmessig.

I tillegg til å tilpasse seg temperaturen, kan BMR også justeres før årlige migrasjonssykluser. Den røde knuten (ssp. Islandica ) øker BMR med omtrent 40% før den vandrer nordover. Dette er på grunn av den energiske etterspørselen etter langdistansefly. Økningen skyldes sannsynligvis hovedsakelig økt masse i organer relatert til flukt. Slutdestinasjonen til migranter påvirker deres BMR: gule-rumped warblers som migrerer nordover ble funnet å ha en 31% høyere BMR enn de som vandret sørover.

Hos mennesker er BMR direkte proporsjonal med en persons magre kroppsmasse . Med andre ord, jo mer mager kroppsmasse en person har, jo høyere er BMR; men BMR påvirkes også av akutte sykdommer og øker med tilstander som brannskader, brudd, infeksjoner, feber, etc. Hos kvinner som har menstruasjon, varierer BMR til en viss grad med fasene i menstruasjonssyklusen . På grunn av økningen i progesteron , stiger BMR ved starten av lutealfasen og forblir på sitt høyeste til denne fasen avsluttes. Det er forskjellige funn i forskningen hvor mye en økning vanligvis skjer. Liten prøve, tidlige studier, fant forskjellige tall, for eksempel; en 6% høyere postovulatorisk søvnmetabolisme, en 7% til 15% høyere 24 -timers forbruk etter eggløsning, og en økning og en luteal fase BMR -økning med opptil 12%. En studie fra American Society of Clinical Nutrition fant at en eksperimentell gruppe kvinnelige frivillige hadde en gjennomsnittlig økning på 11,5% i 24 timers energiforbruk i de to ukene etter eggløsning, med et område på 8% til 16%. Denne gruppen ble målt via direkte og indirekte kalorimetri samtidig og hadde standardiserte daglige måltider og stillesittende tidsplan for å forhindre at økningen ble manipulert av endring i matinntak eller aktivitetsnivå. En studie fra 2011 utført av Mandya Institute of Medical Sciences fant at i løpet av en kvinnes follikulære fase og menstruasjonssyklus er det ingen signifikant forskjell i BMR, men kaloriforbrentingen per time er betydelig høyere, opptil 18%, i lutealfasen. Økt tilstandsangst (stressnivå) økte også midlertidig BMR.

Fysiologi

Det tidlige arbeidet til forskerne J. Arthur Harris og Francis G. Benedict viste at omtrentlige verdier for BMR kan utledes ved hjelp av kroppsoverflate (beregnet ut fra høyde og vekt), alder og kjønn, sammen med tiltakene for oksygen og karbondioksid som er iverksatt fra kalorimetri. Studier viste også at ved å eliminere kjønnsforskjellene som oppstår ved akkumulering av fettvev ved å uttrykke metabolsk hastighet per enhet "fettfri" eller mager kroppsmasse , er verdiene mellom kjønn for basal metabolisme i hovedsak de samme. Treningsfysiologiske lærebøker har tabeller for å vise konvertering av høyde og kroppsoverflate i forhold til vekt og basale metabolske verdier.

Det viktigste organet som er ansvarlig for å regulere metabolismen er hypothalamus . Hypotalamus ligger på diencephalon og danner gulvet og en del av sideveggene i den tredje ventrikkel i lillehjernen . Hovedfunksjonene til hypothalamus er:

  1. kontroll og integrering av aktiviteter i det autonome nervesystemet (ANS)
    • ANS regulerer sammentrekning av glatt muskel og hjertemuskulatur , sammen med sekresjoner fra mange endokrine organer som skjoldbruskkjertelen (assosiert med mange metabolske forstyrrelser).
    • Gjennom ANS er hypothalamus hovedregulatoren for viscerale aktiviteter, for eksempel puls, bevegelse av mat gjennom mage -tarmkanalen og sammentrekning av urinblæren.
  2. produksjon og regulering av raseri og aggresjon
  3. regulering av kroppstemperatur
  4. regulering av matinntak, gjennom to sentre:
    • Fôringssenteret eller sultsenteret er ansvarlig for følelsene som får oss til å søke mat. Når tilstrekkelig mat eller underlag er mottatt og leptin er høyt, stimuleres metthetssenteret og sender impulser som hemmer fôringssenteret. Når det ikke er tilstrekkelig mat i magen og ghrelinnivået er høyt, starter reseptorer i hypothalamus sultfølelsen.
    • Tørstesenteret fungerer på samme måte når visse celler i hypothalamus stimuleres av det økende osmotiske trykket til den ekstracellulære væsken. Hvis tørsten er tilfreds, reduseres det osmotiske trykket.

Alle disse funksjonene tilsammen danner en overlevelsesmekanisme som får oss til å opprettholde kroppsprosessene som BMR måler.

BMR -estimeringsformler

Flere ligninger for å forutsi antall kalorier som kreves av mennesker har blitt publisert fra begynnelsen av det 20. - 21. århundre. I hver av formlene nedenfor:

P er total varmeproduksjon ved fullstendig hvile,
m er masse (kg),
h er høyde (cm),
a er alder (år).
Den opprinnelige Harris - Benedict -ligningen

Historisk sett var den mest bemerkelsesverdige formelen Harris - Benedict -ligningen , som ble utgitt i 1919:

for menn,
for kvinner,

Forskjellen i BMR for menn og kvinner skyldes hovedsakelig forskjeller i kroppsmasse. For eksempel vil en 55 år gammel kvinne som veier 59 kg og 168 cm høy ha en BMR på 1272 kcal per dag.

Den reviderte Harris - Benedict -ligningen

I 1984 ble de originale Harris - Benedict -ligningene revidert ved hjelp av nye data. I sammenligninger med faktiske utgifter ble de reviderte ligningene funnet å være mer nøyaktige:

for menn,
for kvinner,

Det var den beste spådomsligningen til 1990, da Mifflin et al. introduserte ligningen:

Mifflin St Jeor -ligningen

hvor s er +5 for hanner og −161 for kvinner.

I følge denne formelen har kvinnen i eksemplet ovenfor en BMR på 1204 kcal per dag. I løpet av de siste 100 årene har livsstilen endret seg, og Frankenfield et al. viste at den var omtrent 5% mer nøyaktig.

Disse formlene er basert på kroppsmasse, som ikke tar hensyn til forskjellen i metabolsk aktivitet mellom mager kroppsmasse og kroppsfett. Det finnes andre formler som tar hensyn til mager kroppsmasse, hvorav to er Katch - McArdle -formelen og Cunningham -formelen.

Katch - McArdle -formelen (hvilende daglige energiforbruk)

Katch – McArdle -formelen brukes til å forutsi hvilende daglig energiforbruk (RDEE). Cunningham -formelen er ofte sitert for å forutsi RMR i stedet for BMR; formlene fra Katch - McArdle og Cunningham er imidlertid de samme.

hvor ℓ er den magre kroppsmassen ( LBM i kg):

hvor f er kroppsfettprosenten .

I henhold til denne formelen, hvis kvinnen i eksemplet har en kroppsfettprosent på 30%, ville hennes daglige energiforbruk i hvilemodus (forfatterne bruker begrepet basal og hvilemetabolisme om hverandre) være 1262 kcal per dag.

Årsaker til individuelle forskjeller i BMR

Den grunnleggende metabolske hastigheten varierer mellom individer. En studie av 150 voksne representanter for befolkningen i Skottland rapporterte basale metabolske hastigheter fra så lavt som 1027 kcal per dag (4301 kJ/dag) til så høyt som 2499 kcal/dag (10455 kJ/dag); med en gjennomsnittlig BMR på 1500 kcal/dag (6279 kJ/dag). Statistisk beregnet forskerne at 62,3% av denne variasjonen ble forklart med forskjeller i fettfri masse . Andre faktorer som forklarer variasjonen inkluderte fettmasse (6,7%), alder (1,7%) og eksperimentell feil, inkludert forskjell i emnet (2%). Resten av variasjonen (26,7%) var uforklarlig. Denne gjenværende forskjellen ble ikke forklart av kjønn eller av forskjellig vevstørrelse på svært energiske organer som hjernen.

Forskjeller i BMR har blitt observert ved sammenligning av personer med samme magert kroppsmasse . I en studie, når man sammenligner individer med samme magert kroppsmasse, er de 5% beste BMR -ene 1,28–1,32 ganger den laveste 5% BMR. I tillegg rapporterer denne studien et tilfelle der to individer med samme magert kroppsmasse på 43 kg hadde BMR på 1075 kcal/dag (4,5 MJ/dag) og 1790 kcal/dag (7,5 MJ/dag). Denne forskjellen på 715 kcal/dag (67%) tilsvarer at en av individene gjennomfører en løpetur på 10 kilometer hver dag. Imidlertid redegjorde denne studien ikke for kjønn, høyde, fastende tilstand eller kroppsfettprosent for forsøkspersonene.

Biokjemi

Fordeling av energiforbruket
Lever 27%
Hjerne 19%
Skjelettmuskulatur 18%
Nyrer 10%
Hjerte 7%
Andre organer 19%
Postprandial termogenese øker basal metabolsk hastighet forekommer i forskjellige grader avhengig av konsumert mat.

Omtrent 70% av et menneskes totale energiforbruk skyldes de basale livsprosessene som foregår i kroppens organer (se tabell). Omtrent 20% av ens energiforbruk kommer fra fysisk aktivitet og ytterligere 10% fra termogenese , eller fordøyelse av mat ( postprandial termogenese ). Alle disse prosessene krever inntak av oksygen sammen med koenzymer for å gi energi for å overleve (vanligvis fra makronæringsstoffer som karbohydrater, fett og proteiner) og fordrive karbondioksid, på grunn av prosessering av Krebs -syklusen .

For BMR forbrukes mesteparten av energien for å opprettholde væskenivåer i vev gjennom osmoregulering , og bare omtrent en tiendedel forbrukes for mekanisk arbeid , for eksempel fordøyelse, hjerteslag og pust.

Det som gjør at Krebs -syklusen kan utføre metabolske endringer i fett, karbohydrater og proteiner, er energi, som kan defineres som evnen eller kapasiteten til å utføre arbeid. Nedbrytningen av store molekyler til mindre molekyler - assosiert med frigjøring av energi - er katabolisme. Oppbyggingsprosessen kalles anabolisme. Nedbryting av proteiner til aminosyrer er et eksempel på katabolisme, mens dannelse av proteiner fra aminosyrer er en anabol prosess.

Eksergoniske reaksjoner er energifrigivende reaksjoner og er generelt katabolske. Endergoniske reaksjoner krever energi og inkluderer anabole reaksjoner og muskelsammentrekning. Metabolisme er summen av alle katabolske, eksergoniske, anabole, endergoniske reaksjoner.

Adenosintrifosfat (ATP) er det mellomliggende molekylet som driver eksergonisk overføring av energi til å bytte til endergoniske anabole reaksjoner som brukes ved muskelsammentrekning. Dette er det som får muskler til å fungere som kan kreve en sammenbrudd, og også å bygge seg opp i hvileperioden, som oppstår under forsterkningsfasen forbundet med muskelsammentrekning. ATP består av adenin, en nitrogenholdig base, ribose, et fem karbon sukker (samlet kalt adenosin) og tre fosfatgrupper. ATP er et høyenergimolekyl fordi det lagrer store mengder energi i de kjemiske bindingene til de to terminale fosfatgruppene. Brytingen av disse kjemiske bindingene i Krebs -syklusen gir energien som trengs for muskelsammentrekning.

Glukose

Fordi forholdet mellom hydrogen og oksygenatomer i alle karbohydrater alltid er det samme som i vann - det vil si 2 til 1 - brukes alt oksygen som cellene bruker for å oksidere karbonet i karbohydratmolekylet for å danne karbondioksid. Følgelig, under fullstendig oksidasjon av et glukosemolekyl, produseres seks molekyler karbondioksid og seks molekyler vann og seks oksygenmolekyler forbrukes.

Den generelle ligningen for denne reaksjonen er

(30–32 ATP -molekyler produsert avhengig av type mitokondriell shuttle, 5–5,33 ATP -molekyler per oksygenmolekyl.)

Fordi gassutvekslingen i denne reaksjonen er lik, er respirasjonskvoten (RQ) for karbohydrat enhet eller 1,0:

Fett

Den kjemiske sammensetningen for fett skiller seg fra karbohydrater ved at fett inneholder betydelig færre oksygenatomer i forhold til atomer av karbon og hydrogen. Når oppført på ernæringsmessige informasjon tabeller, blir fett vanligvis delt inn i seks kategorier: de totale fettsyrer, mettede fettsyre , flerumettet fettsyre , enumettet fettsyre , diettkolesterol , og trans-fettsyre . Fra et basalt metabolsk eller hvilemetabolsk perspektiv er det nødvendig med mer energi for å brenne en mettet fettsyre enn en umettet fettsyre. Fettsyremolekylet brytes ned og kategoriseres basert på antall karbonatomer i molekylstrukturen. Den kjemiske ligningen for metabolisme av de tolv til seksten karbonatomer i et mettet fettsyremolekyl viser forskjellen mellom metabolisme av karbohydrater og fettsyrer. Palmitinsyre er et vanlig studert eksempel på det mettede fettsyremolekylet.

Den samlede ligningen for substratutnyttelse av palmitinsyre er

(106 produserte ATP -molekyler, 4,61 ATP -molekyler per oksygenmolekyl.)

Således er RQ for palmitinsyre 0,696:

Proteiner

Proteiner består av karbon, hydrogen, oksygen og nitrogen arrangert på en rekke måter for å danne en stor kombinasjon av aminosyrer . I motsetning til fett har kroppen ingen lagringsforekomster av protein. Alt er inneholdt i kroppen som viktige deler av vev, blodhormoner og enzymer. De strukturelle komponentene i kroppen som inneholder disse aminosyrene gjennomgår kontinuerlig en prosess med nedbrytning og erstatning. Respirasjonskvoten for proteinmetabolisme kan demonstreres ved den kjemiske ligningen for oksidasjon av albumin:

RQ for albumin er 0,818:

Grunnen til at dette er viktig i prosessen med å forstå proteinmetabolismen er at kroppen kan blande de tre makronæringsstoffene, og basert på mitokondriell tetthet kan det opprettes et foretrukket forhold som bestemmer hvor mye drivstoff som brukes i hvilke pakker for arbeid utført av musklene . Proteinkatabolisme (nedbrytning) har blitt estimert til å gi 10% til 15% av det totale energibehovet i løpet av en to-timers aerob trening. Denne prosessen kan alvorlig forringe proteinkonstruksjonene som trengs for å opprettholde overlevelse, for eksempel kontraktile egenskaper til proteiner i hjertet, cellulære mitokondrier, myoglobinlagring og metabolske enzymer i muskler.

Det oksidative systemet (aerobt) er den primære kilden til ATP som tilføres kroppen i ro og under aktiviteter med lav intensitet og bruker først og fremst karbohydrater og fett som substrater. Protein metaboliseres normalt ikke signifikant, bortsett fra ved sult og langvarig trening (mer enn 90 minutter.) I hvile er omtrent 70% av ATP produsert fra fett og 30% fra karbohydrater. Etter at aktiviteten begynte, etter hvert som intensiteten på øvelsen øker, er det et skifte i substratpreferanse fra fett til karbohydrater. Under aerob trening med høy intensitet kommer nesten 100% av energien fra karbohydrater, hvis det er tilstrekkelig tilførsel.

Aerob vs anaerob trening

Studier publisert i 1992 og 1997 indikerer at nivået på aerob fitness hos et individ ikke har noen sammenheng med nivået på hvilemetabolismen. Begge studiene finner at aerobe kondisjonsnivåer ikke forbedrer den prediktive kraften til fettfri masse for hvile metabolisme.

Nyere forskning fra Journal of Applied Physiology , publisert i 2012, sammenlignet imidlertid motstandstrening og aerob trening om kroppsmasse og fettmasse hos overvektige voksne (STRRIDE AT/RT). Når du ser på tidsforpliktelser mot helsemessige fordeler, er aerob trening den optimale treningsformen for å redusere fettmasse og kroppsmasse som en primær faktor, motstandstrening er bra som en sekundær faktor når aldring og mager masse er en bekymring. Motstandstrening forårsaker skader med en mye høyere hastighet enn aerob trening. Sammenlignet med motstandstrening ble det funnet at aerob trening resulterte i en signifikant mer uttalt reduksjon av kroppsvekten ved å forsterke det kardiovaskulære systemet, som er den viktigste faktoren for metabolsk utnyttelse av fettsubstrater. Motstandstrening hvis tid er tilgjengelig, er også nyttig for metabolisme etter trening, men det er en tilleggsfaktor fordi kroppen trenger å helbrede tilstrekkelig mellom motstandstreningsepisoder, mens med aerob trening kan kroppen akseptere dette hver dag. RMR og BMR er målinger av daglig forbruk av kalorier. De fleste studier som er publisert om dette emnet, ser på aerob trening på grunn av dets effekt for helse og vektkontroll.

Anaerob trening , som vektløfting , bygger ekstra muskelmasse. Muskler bidrar til den fettfrie massen til et individ, og derfor vil effektive resultater fra anaerob trening øke BMR. Den faktiske effekten på BMR er imidlertid kontroversiell og vanskelig å oppregne. Ulike studier tyder på at hvilemetabolismen for trent muskel er rundt 55 kJ/kg per dag. Selv en betydelig økning i muskelmasse, si 5 kg, ville bare ha en liten innvirkning på BMR.

Levetid

Se også: Hjerteslagshypotese

I 1926 foreslo Raymond Pearl at levetiden varierer omvendt med basal metabolsk hastighet ("rate of living hypothesis"). Støtte for denne hypotesen kommer fra det faktum at pattedyr med større kroppsstørrelse har lengre maksimal levetid (store dyr har høyere totale metabolske hastigheter, men stoffskiftet på mobilnivå er mye lavere, og pustefrekvensen og hjerterytmen er lavere i større dyr) og det faktum at en lang levetid for fruktfluer varierer omvendt med omgivelsestemperatur . I tillegg kan levetiden til husfluer forlenges ved å forhindre fysisk aktivitet. Denne teorien har blitt styrket av flere nye studier som kobler lavere basal metabolsk hastighet til økt levealder, i hele dyreriket - inkludert mennesker. Kalorirestriksjon og redusert nivå av skjoldbruskkjertelhormon, som begge reduserer stoffskiftet, har vært forbundet med høyere levetid hos dyr.

Forholdet mellom totalt daglig energiforbruk og hvilemetabolismen kan imidlertid variere mellom 1,6 og 8,0 mellom pattedyrarter . Dyr også variere i graden av kopling mellom oksidativ fosforylering og ATP produksjon , mengden av mettet fett i mitokondrielle membraner , mengden av DNA-reparasjon , og mange andre faktorer som påvirker maksimal levetid.

Organismens levetid og basal metabolsk hastighet

I allometrisk skalering er maksimal potensiell levetid (MPLS) direkte relatert til metabolsk hastighet (MR), hvor MR er ladningshastigheten til en biomasse som består av kovalente bindinger. At biomasse (W) utsettes for forverring over tid fra termodynamisk, entropisk trykk. Metabolisme forstås i hovedsak som redoks -kobling, og har ingenting å gjøre med termogenese. Metabolsk effektivitet (ME) uttrykkes deretter som effektiviteten til denne koblingen, et forhold mellom ampere fanget og brukt av biomasse, til ampere som er tilgjengelige for dette formålet. MR måles i watt, W måles i gram. Disse faktorene kombineres i en kraftlov, en utdypning av Kleibers lov knyttet til MR til W og MPLS, som fremstår som MR = W^ (4ME-1)/4ME. Når ME er 100%, er MR = W^3/4; Dette er populært kjent som kvartaleffektskalering, en versjon av allometrisk skalering som er forutsatt av urealistiske estimater av biologisk effektivitet.

Ligningen viser at når ME faller under 20%, for W <ett gram, øker MR/MPLS så dramatisk at det gir W virtuell udødelighet med 16%. Jo mindre W er til å begynne med, jo mer dramatisk er økningen i MR etter hvert som ME avtar. Alle cellene i en organisme passer inn i dette området, dvs. mindre enn ett gram, og derfor vil denne MR bli referert til som BMR.

Men ligningen avslører at når ME øker over 25%, nærmer BMR seg null. Ligningen viser også at for alle W> ett gram, hvor W er organisasjonen av alle BMR -ene i organismens struktur, men også inkluderer strukturens aktivitet, ettersom ME øker med 25%, øker MR/MPLS i stedet for å synke , som det gjør for BMR. En MR som består av en organisasjon av BMR, vil bli referert til som en FMR. Ettersom ME synker under 25%, reduseres FMR i stedet for å øke som for BMR.

Antagonismen mellom FMR og BMR er det som markerer prosessen med aldring av biomasse W i energiske termer. ME for organismen er den samme som for cellene, slik at suksessen med organismenes evne til å finne mat (og senke dens ME), er nøkkelen til å opprettholde BMR for cellene som ellers er drevet av sult til å nærme seg null; samtidig som en lavere ME reduserer FMR/MPLS for organismen.

Medisinske hensyn

En persons metabolisme varierer med deres fysiske tilstand og aktivitet. Vekttrening kan ha en lengre innvirkning på stoffskiftet enn aerob trening , men det er ingen kjente matematiske formler som nøyaktig kan forutsi lengden og varigheten av et hevet stoffskifte fra trofiske endringer med anabole nevromuskulære treninger.

En nedgang i matinntaket vil vanligvis senke stoffskiftet når kroppen prøver å spare energi. Forsker Gary Foster anslår at et veldig lavt kalori diett på færre enn 800 kalorier om dagen vil redusere stoffskiftet med mer enn 10 prosent.

Stoffskiftefrekvensen kan påvirkes av noen legemidler, for eksempel antithyroidmidler , legemidler som brukes til å behandle hypertyreose , for eksempel propylthiouracil og methimazol , bringe metabolismen ned til normal og gjenopprette euthyroidisme . Noen undersøkelser har fokusert på å utvikle antiobesity -legemidler for å øke stoffskiftet, for eksempel medisiner for å stimulere termogenese i skjelettmuskulatur .

Stoffskiftet kan være forhøyet når det gjelder stress , sykdom og diabetes . Overgangsalderen kan også påvirke stoffskiftet.

Kardiovaskulære implikasjoner

Hjertefrekvensen bestemmes av medulla oblongata og en del av ponsene , to organer som ligger dårligere enn hypothalamus på hjernestammen. Hjertefrekvensen er viktig for basal metabolisme og hvilemetabolisme fordi den driver blodtilførselen og stimulerer Krebs -syklusen . Under trening som oppnår den anaerobe terskelen, er det mulig å levere underlag som er ønsket for optimal energiutnyttelse. Den anaerobe terskelen er definert som energiforbruksnivået for hjertefrekvensanstrengelse som oppstår uten oksygen under en standardisert test med en spesifikk protokoll for målenøyaktighet, for eksempel Bruce tredemølleprotokoll (se metabolsk ekvivalent av oppgave ). Med fire til seks ukers målrettet trening kan kroppssystemene tilpasse seg en høyere perfusjon av mitokondriell tetthet for økt oksygentilgjengelighet for Krebs -syklusen, eller trikarboksylsyklusen, eller den glykolytiske syklusen. Dette fører igjen til lavere hvilepuls, lavere blodtrykk og økt hvile eller basal metabolsk hastighet.

Ved å måle hjertefrekvensen kan vi deretter beregne estimater av hvilket nivå av substratutnyttelse som faktisk forårsaker biokjemisk metabolisme i kroppene våre i ro eller i aktivitet. Dette kan igjen hjelpe en person til å opprettholde et passende nivå av forbruk og utnyttelse ved å studere en grafisk fremstilling av den anaerobe terskelen. Dette kan bekreftes ved blodprøver og gassanalyse ved hjelp av enten direkte eller indirekte kalorimetri for å vise effekten av substratutnyttelse. Målene for basal metabolisme og hvilemetabolisme blir viktige verktøy for å opprettholde en sunn kroppsvekt.

Se også

Referanser

Videre lesning

Eksterne linker