الطاقة الأيضية: ما هي وكيف تؤثر على الصحة

الكائن الحي عبارة عن مجموعة مادية من التنظيم المعقد الذي يتبادل المادة والطاقة مع البيئة بطريقة منظمة. لكي يتم اعتباره كذلك ، يجب أن يكون الكيان الحي قادرًا على ترجمة الطاقة المستهلكة من البيئة إلى النمو والعلاقة والتكاثر ، بهدف نهائي هو ترك بصمتهم الوراثية على الأجيال القادمة في جميع أنحاء ساحل.

الكائنات الحية (على وجه التحديد البشر) هي تبادل مستمر: نحن ننتج الحرارة ونستهلك الأكسجين ، نطلق ثاني أكسيد الكربون ، ونقوم بمعالجة المواد العضوية في جميع الأوقات الأرواح. لذلك ، لدينا سلسلة من الآليات التي تسمح لنا بالحفاظ على توازن الجسم ، أو ما هو نفسه ، التوازن الداخلي على الرغم من التغيرات البيئية. باختصار: نحن أحياء لأننا ننظم أنفسنا بما يتجاوز المعايير التي تحيط بنا.

يمكن اختزال كل هذه المفاهيم إلى الحد الأدنى من التعبير ، وهي خلية تنقسم عن طريق الانقسام وتؤدي إلى ظهور سلالة جديدة أو ، في حالة فشل ذلك ، استبدال الأنسجة التي تضررت. لفهم كل هذه الآليات الأساسية ، من الضروري أن نكون واضحين بشأن سلسلة من المفاهيم ، أهمها تلك المتعلقة بتعريف ووظيفة الطاقة الأيضية.. ابق معنا لأننا سنخبرك بكل شيء عنها في السطور التالية.

• مقالات لها صلة: "التمثيل الغذائي الأساسي: ما هو وكيف يتم قياسه ولماذا يسمح لنا بالبقاء على قيد الحياة"

ما هي الطاقة الأيضية؟

يُعرَّف التمثيل الغذائي بأنه جودة الكائنات الحية في قدرتها على تغيير الطبيعة الكيميائية لبعض المواد.. على المستوى العملي ، تعد هذه المجموعة من العمليات ضرورية لنمو الخلايا ، وتقسيمها ، والحفاظ على هياكلها بمرور الوقت ، والاستجابة للمنبهات ، من بين أشياء أخرى.

تكمن "المشكلة" في أن أجسام الخلايا تتطلب طاقة لإنتاج الحركة أو تخليق الجزيئات الكبيرة. لهذا السبب، يتم ترميز سلوك الكائنات الحية (إلى حد كبير) على أساس الحصول على الطاقة من البيئة، بحيث يمكن لخلاياك استخدامها لإحداث التفاعلات الكيميائية الحيوية والعمليات الكيميائية الفيزيائية ذات الصلة.

بناءً على كل هذه العمليات ، يمكن إنشاء سلسلة من العموميات الثابتة. من بينها نجد ما يلي:

• تفاعلات تربط الخلايا: العمليات التي تطلق الطاقة (exergonic) تسمح بحدوث التفاعلات التي تتطلب طاقة (endergonic).
• تقوم الخلايا بتجميع الجزيئات الحاملة التي تلتقط الطاقة من التفاعلات الطاقية وتحملها إلى تفاعلات الطاقة. ATP هو مثال واضح على ذلك.
• تنظم الخلايا سرعة التفاعلات الكيميائية من خلال النشاط الأنزيمي.

يلفت جزيء ATP انتباهنا بشكل خاص. (الأدينوزين ثلاثي الفوسفات) ، حيث تستخدمه الخلايا لالتقاط ونقل وتخزين الطاقة المجانية اللازمة لأداء الأعمال الكيميائية. يعد فهم الطاقة الأيضية بدون ATP أمرًا مستحيلًا ، لأن هذا الجزيء يعمل كعملة واضحة للتبادل على مستوى الطاقة.

ما هي الطاقة الأيضية المترجمة؟

من جانبها ، يمكن فهم الطاقة الأيضية على أنها ما يتم إنشاؤه بواسطة الكائنات الحية بفضل عمليات الأكسدة الكيميائية (على المستوى الخلوي) ، منتج الطعام الذي يأكلونه. يمكن فهم هذا المعيار بطرق مختلفة ، لكننا نجد أنه من المفيد تطبيقه على الواقع اليومي للبشر. أذهب خلفها.

معدل الأيض الأساسي (BMR)

معدل الأيض الأساسي (BMR) هو الحد الأدنى من الطاقة الأيضية التي يحتاجها الجسم للبقاء على قيد الحياة. في حالة راحة ، على الرغم من أنه قد لا يبدو كذلك ، يستهلك جسمك 60 إلى 75٪ من السعرات الحرارية التي يتم تناولها، لأنها تتطلب تلك الطاقة للحفاظ على ضخ القلب ، حتى تتمكن من التنفس ، وحتى حتى يعمل العقل بشكل صحيح.

في الحالة القاعدية ، يمكن للدماغ البشري أن يستهلك حوالي 350 سعرة حرارية في اليوم ، أي 20٪ من معدل الأيض الأساسي. ليس من المستغرب أن نشعر بالتعب بعد يوم طويل من الدراسة ، لأن هذا العضو ، حرفيًا ، هو التركيز الحقيقي لحرق الدهون وموارد الطاقة الأخرى. بالإضافة إلى التفكير والتنفس وضخ الدم ، تُستخدم الطاقة الأيضية أيضًا في نمو الخلايا والتحكم في درجة حرارة الجسم ووظيفة الأعصاب والانكماش عضلي (طوعي وغير طوعي).

لا يمكن حساب هذه القيمة بشكل موثوق إلا من قبل اختصاصي التغذية ، لأنها تعتمد على عوامل جوهرية للفرد وبعض المعايير البيئية. ومع ذلك ، يمكن الحصول على تقدير أولي باستخدام المعادلات التالية:

• معدل الأيض الأساسي عند الرجال = (10 × الوزن بالكيلوغرام) + (6.25 × الارتفاع بالسنتيمتر) - (5 × العمر بالسنوات) + 5
• معدل الأيض الأساسي عند النساء = (10 × الوزن بالكيلوغرام) + (6.25 × الارتفاع بالسنتيمتر) - (5 × العمر بالسنوات) - 161

إجمالي نفقات الطاقة (GET)

إجمالي إنفاق الطاقة مشابه لمعدل الأيض الأساسي ، ولكن في هذه الحالة يتم أخذ النشاط البدني الذي يقوم به الفرد في الاعتبار.. نحن لا نفهم بالضرورة "النشاط البدني" على أنه الجري في سباق الماراثون ، منذ العمل واقفًا عند طاولة البار ، القيام بذلك النادل أو مجرد المشي إلى مكان معين هو جهد إضافي يتجاوز صيانة الوظائف حيوي.

بالإضافة إلى النشاط البدني ، يأخذ إجمالي إنفاق الطاقة أيضًا في الاعتبار التوليد الحراري الداخلي (TE) ، والذي يشمل بدوره التأثير الحراري للتغذية (ETA). تعكس هذه المعلمة الأخيرة الطاقة اللازمة لهضم العناصر الغذائية وامتصاصها واستقلابها. في هذه الحالة ، تعتمد الطاقة الأيضية الموجهة للعملية والتي يتم الحصول عليها منها على طبيعة الطعام ومخاليطه في النظام الغذائي ، إلا أنه يمثل حوالي 10٪ من إجمالي الطاقة مستهلك.

وبالتالي ، يمكننا جمع كل المصطلحات التي تم تضمينها حتى الآن في معادلة بسيطة ، والتي تعكس أين تذهب الطاقة الأيضية التي يتم الحصول عليها بعد تناول المواد العضوية من البيئة:

إجمالي إنفاق الطاقة (100٪): معدل الأيض الأساسي (70٪) + النشاط البدني (20٪) + التوليد الحراري الداخلي (10٪)

مرة أخرى ، من الضروري التأكيد على ذلك تختلف هذه القيم بشكل كبير بين الأفراد. على سبيل المثال ، الشخص الذي يعاني من الجلوس بشكل كبير سينفق 10٪ من طاقته في النشاط البدني غير الطوعي (الاستيقاظ والذهاب إلى التسوق أو المشي إلى العمل) ، بينما يستخدم الرياضي 50٪ من السعرات الحرارية التي يستهلكها لتمرين عضلاته و جسم.

بالإضافة إلى ذلك ، تجدر الإشارة إلى أن معدل الأيض الأساسي ينخفض ​​بنسبة 1-2٪ لكل عقد بعد سن العشرين. لذلك ، من الناحية الإحصائية ، فإن الشخص البالغ من العمر 80 عامًا في حالة الراحة سيحرق سعرات حرارية أقل من الشخص البالغ من العمر 20 عامًا ، وذلك ببساطة بسبب علم وظائف الأعضاء وتباطؤ عملية الأيض.

• قد تكون مهتمًا بـ: "أهم أجزاء الخلية والعضيات: ملخص"

الطاقة الأيضية في الحيوانات الأخرى

يميل البشر إلى الاهتمام بنوعنا ، لكن يجب ألا ننسى أن ما تم وصفه حتى الآن ينطبق على جميع الكائنات الحية ذات الحرارة المتجانسة.، أي أنه يمكن أن يحافظ على درجة حرارة الجسم على الرغم من التغيرات البيئية (الثدييات والطيور).

بعيدًا عن الأرقام والنسب المئوية ، من المثير للاهتمام حقًا معرفة أن الحيوانات تقوم بتبادل واضح عندما يتعلق الأمر بالحصول على الطاقة الأيضية. على سبيل المثال ، عندما يصطاد الفهد حيوانًا ثدييًا عاشبًا ، فإنه ينفق قدرًا فلكيًا من الطاقة أثناء المطاردة من أجل العثور على فريسة. يستحق؟

نظرية البحث الأمثل (TFO) هي نموذج تنبؤي للسلوك يحاول تفسير سلوك الكائنات الحية بناءً على هذه الفرضية.. يعلن هذا الافتراض ما يلي: لتعظيم اللياقة ، يتبنى الحيوان إستراتيجية من البحث عن الطعام الذي يوفر أعلى فائدة (الطاقة) بأقل تكلفة ، مما يزيد من صافي الطاقة مُقتَنىً.

وبالتالي ، فإن الحيوان لن يأكل أي شيء يجعله يبذل المزيد من الطاقة في البحث عن ما يكتسبه من الاستهلاك. ربما تفهم الآن لماذا ، على سبيل المثال ، تتجاهل بعض الحيوانات المفترسة الضخمة (مثل الدببة) الطيور الصغيرة تمامًا. الطيور الطائرة والفقاريات الأخرى التي تنتمي إلى الحيوانات الدقيقة: لا يستحق الأمر ببساطة محاولة اصطيادها على مستوى نشيط.

ملخص

كما كنت قادرًا على التحقق ، يتراوح موضوع الطاقة الأيضية من ATP والخلية إلى سلوك الكائنات الحية. الكائنات الحية هي أنظمة مفتوحة ، وعلى هذا النحو ، تتبادل المادة والطاقة باستمرار مع البيئة. لذلك ، نحن نتكيف من أجل تعظيم فعالية عاداتنا ، من أجل البقاء لفترة أطول وزيادة فرص البقاء على قيد الحياة.

في النهاية ، يمكن اختزال كل شيء إلى مقياس: إذا كان ما تم الحصول عليه يزن أكثر مما يتم إنفاقه ، فإنه عادة ما يكون قابلاً للتطبيق على المستوى التطوري. إذا كان هناك شيء مفيد أكثر من الأذى ، فعادةً ما يساعد الحيوانات على البقاء على قيد الحياة في يوم آخر حتى تتمكن من التكاثر.

المراجع الببليوجرافية:

• بونفانتي ، ن. ، فرنانديز ، ج. M. ، Gomez-Delgado ، F. ، & Pérez-Jiménez ، F. (2014). تأثير نظامين غذائيين منخفضي البؤرة ومزيجهما مع التمارين البدنية على معدل الأيض الأساسي وتكوين الجسم. تغذية المستشفى، 29 (3) ، 635-643.
• جوتيريز ، ج. (1998). استراتيجيات البحث عن الطعام. كتيب التحليل التجريبي للسلوك ، 359-381.
• ريدوندو ، ر. ب. (2015). إنفاق الطاقة عند الراحة. طرق التقييم والتطبيقات. Rev Esp Nutr Comunitaria، 21 (ملحق 1) ، 243-251.
• فاسكيز سيسنيروس ، ل. C.، López-Espinoza، A.، Martínez Moreno، A. G. ، Navarro Meza ، M. ، Espinoza-Gallardo ، A. سي ، وزيبيدا سلفادور ، أ. س. (2018). تأثير وتيرة التغذية وتوقيتها على التوليد الحراري الناجم عن النظام الغذائي في البشر ، مراجعة منهجية. تغذية المستشفى ، 35 (4) ، 962-970.