التمثيل الغذائي الأساسي: ما هو وكيف يتم قياسه ولماذا يسمح لنا بالبقاء على قيد الحياة

الكائنات الحية ليست مقصورات مانعة لتسرب الماء ، حيث يتعين علينا الحصول على الطاقة من البيئة للبقاء مع مرور الوقت.

تحصل بعض الأصناف على الطاقة عن طريق تحويل المواد غير العضوية إلى مادة عضوية (مثل النباتات والتمثيل الضوئي) ، بينما أن جميع الفقاريات تحصل على هذه الطاقة من خلال التغذية ، سواء كانت تعتمد على الخضروات ومنتجات اللحوم والعديد من المصادر العضوية الأخرى أكثر.

بالإضافة إلى الحاجة إلى الحد الأدنى من الطاقة لتجنب الموت ، نحتاج إلى كمية أكبر أو أقل من السعرات الحرارية اليومية بناءً على عملنا وجهدنا.أو. لا علاقة له ، على سبيل المثال ، بكمية الطعام التي يستهلكها حصان السباق والثعبان الكامن في مخبأهم. بالإضافة إلى وجود مسارات أيضية مختلفة ، فإن العمل البدني الذي يقوم به كلاهما لا يمكن مقارنته.

فيما يتعلق بكل هذا الموضوع ، نأتي اليوم لنقدم لك مصطلحًا مثيرًا للاهتمام حقًا من وجهة نظر بيولوجية للباحثين والأطباء وعلماء الحيوان على حد سواء. دعونا نرى كيف هو التمثيل الغذائي القاعدي: بقدر ما قد يبدو هذا المفهوم معقدًا ، نؤكد لك أنه ستترك لك فكرة مفصلة عنه بعد قراءة هذه السطور.

• مقالات لها صلة: "أنواع الخلايا الرئيسية في جسم الإنسان"

ما هو التمثيل الغذائي الأساسي؟

يمكن تعريف التمثيل الغذائي العام أو متطلبات التمثيل الغذائي على أنها تتطلب الطاقة التي يحتاجها الكائن الحي لمجموعة من التفاعلات الكيميائية الحيوية والعمليات الفيزيائية والكيميائية التي تحدث في خلاياه. تسمح هذه المجموعة من ردود الفعل للكائنات الحية بالنمو والتكاثر والحفاظ على هياكلها المادية بالترتيب والاستجابة للمحفزات الخارجية ، من بين أشياء أخرى.

يشير التمثيل الغذائي الأساسي أو معدل الأيض الأساسي (BMR) إلى معدل إنفاق الطاقة لكل وحدة زمنية تتطلبها الحيوانات الماصة للحرارة للبقاء في حالة راحة. بمعنى آخر ، إنه كذلك كمية الحرارة (المعبر عنها بالسعرات الحرارية) التي يتم توليدها في ساعة بواسطة الشخص الذي يبقى في حالة راحةعند درجة حرارة 18 درجة صائم بعد 12-14 ساعة بشروط معيارية.

لقد أدخلنا للتو مصطلحًا لافتًا للنظر ويحتاج إلى شرح: ماص للحرارة. دعنا نضع الأساس قبل الانتقال إلى مصطلحات أكثر تعقيدًا.

Endothermy مقابل ectothermy

ماصات الحرارة هي كائنات حية تستخدم الحرارة المتولدة داخليًا للحفاظ على درجة حرارة الجسم.، والتي تميل إلى البقاء في نطاق ثابت على الرغم من سوء الأحوال الجوية ، ما لم تظهر صورة مرضية. تستند هذه الظاهرة الفسيولوجية إلى فرضية: التفاعلات الأيضية ليست فعالة بنسبة 100٪ ، وبالتالي ، "تتسرب" الطاقة من الجسم على شكل حرارة.

من ناحية أخرى ، فإن الحرارة الخارجية هي حيوانات غير قادرة على توليد الحرارة في عمليات التمثيل الغذائي الخاصة بها ، لذا فإن طريقتها الوحيدة لتنظيم الحرارة هي الذهاب إلى مصادر الطاقة أو الابتعاد عنها.

ليس من قبيل المصادفة أن سلوكيات حمامات الشمس تُلاحظ قبل كل شيء في الزواحف: فعندما تتكئ السحلية على حجر "تشمس" ، فإنها ما تفعله حقًا هو الحصول على الطاقة اللازمة على شكل حرارة لتكون قادرة على تنفيذ عمليات التمثيل الغذائي مثل الهضم أو الحركة ، من بين أمور أخرى أشياء.

لهذا السبب، عندما نتحدث عن التمثيل الغذائي الأساسي (BMR) ، فإننا نشير فقط إلى الحرارة التي تنتجها الحرارةوهي ثدييات وطيور.

إذا أردنا تحديد كمية الطاقة المطلوبة لبقاء الزواحف أو البرمائيات على قيد الحياة ، فسنستخدم مصطلحًا ومنهجية مختلفة: معدل التمثيل الغذائي القياسي (TMS). يتبع هذا معايير مماثلة لمعدل الأيض الأساسي ، ولكن يجب أن تؤخذ درجة الحرارة البيئية في الاعتبار ، لأنها تعدل تمامًا توافر الطاقة للحيوان الخارجي.

• قد تكون مهتمًا بـ: "الشبكة الإندوبلازمية الخشنة: التعريف والخصائص والوظائف"

ما هي المعلمات الأخرى التي تصاحب التمثيل الغذائي الأساسي؟

هذه القيمة مفيدة جدا كما سنرى لاحقا لكن لا يشرح بشكل كامل طلب الفرد على الطاقة. قبل المتابعة ، يجب مراعاة ما يلي:

إجمالي إنفاق الطاقة (GET): معدل الأيض الأساسي (BMR) + التوليد الحراري الداخلي (TE) + النشاط البدني (FA)

تقدم منظمة الصحة العالمية (WHO) تعريفًا جيدًا للغاية لإجمالي نفقات الطاقة ، حيث يلعب TMB دورًا مهمًا للغاية: "يتعلق الأمر بمستوى الطاقة ضروري للحفاظ على التوازن بين استهلاك الطاقة والإنفاق ، عندما يعرض الفرد الوزن وتكوين الجسم والنشاط البدني المتوافق مع حالة جيدة من صحة".

كما يمكنك أن تتخيل هذه القيمة تتقلب بين الأفرادحسنًا ، عليك الانتباه إلى العمر والجنس والعرق ومكان المنشأ وأشياء أخرى كثيرة.

ما هو التمثيل الغذائي القاعدي؟

يمثل التمثيل الغذائي الأساسي الحد الأدنى من تكلفة الكائن الحي بحيث يمكنه تنفيذ وظائف الصيانة الحيوية التي لا تتوقف بطريقة واعية ، مثل القلب والأوعية الدموية والجهاز التنفسي والغدد الصماء والجهاز العصبي المركزي والكلى والكبد والمناعة وظواهر توليد الحرارة (تكوين الحار).

تتطلب شروط "خط الأساس" هذه بيئة معينة يمكن قياسها كمياً.: يجب أن يكون الفرد قد نام 10-12 ساعة ، وأن يكون في حالة ما بعد الامتصاص (عدم تناول أي طعام في ما لا يقل عن 12 ساعة) وتكون في حالة من الراحة الجسدية والعاطفية. بالطبع ، لا يمكنك قياس معدل الأيض الأساسي لأي شخص إذا كان على جبل مليء يفر الثلج من الدب ، حيث أن الطلب على الطاقة أعلى بكثير ويهرب الوضع من عادي.

كيف يتم قياس التمثيل الغذائي الأساسي؟

لقياس معدل الأيض الأساسي بشكل فعال (بدون استخدام الصيغ التنبؤية) ، من الضروري اللجوء إلى القياس الحراري المباشر أو غير المباشر. في الحالة الأولى، يتم قياس كمية الحرارة التي ينتجها الجسم في غرف محكمة الغلق ذات جدران عازلة. هنا يتم تسجيل الطاقة المخزنة والفقد بالحمل الحراري ، بعد فترة استقرار لا تقل عن 6 ساعات.

من ناحية أخرى ، يمكن أيضًا الحصول على TMB عن طريق قياس المسعر غير المباشر ، وهي طريقة طفيفة التوغل ولكنها فعالة للغاية. هذا يعتمد على امتصاص الأكسجين وإطلاق ثاني أكسيد الكربون: لأن الابتنائية تتطلب يتم إطلاق الأكسجين وثاني أكسيد الكربون ، وترتبط كمية الحرارة الناتجة بالأكسجين المستهلك وثاني أكسيد الكربون صدر. هنا يلعب معامل الجهاز التنفسي دورًا ، وهو معيار نحتفظ به لفرصة أخرى.

صيغ معدل الأيض الأساسي

إذا قمت بالبحث على الإنترنت ، فسترى أن هناك العديد من الآلات الحاسبة التي تحاول تقدير معدل الأيض الأساسي دون إجراء أي فحوصات طبية. على الرغم من أن طريقة القياس غير المباشر مناسبة للحصول على قيمة موثوقة حقًا ، إلا أن هذه البرامج تعتمد على صيغ رياضية تأخذ في الاعتبار العوامل التالية:

• P: إجمالي ناتج الحرارة عند الخمول الكامل.
• م: الكتلة بالكيلوجرام للفرد.
• ح: ارتفاع الفرد بالسنتيمتر.
• ج: العمر بالسنوات.

تعطينا هذه المعلمات صيغًا مثل ما يلي:

• MEN TMB = (10 × الوزن بالكيلوجرام) + (6.25 × الارتفاع بالسنتيمتر) - (5 × العمر بالسنوات) + 5.
• المرأة TMB = (10 × الوزن بالكيلوجرام) + (6.25 × الارتفاع بالسنتيمتر) - (5 × العمر بالسنوات) - 161.

إذا كنت ترغب في البقاء مع بعض الأرقام ، فيمكننا إخبارك أن بعض الدراسات قد حسبت معدلات التمثيل الغذائي يعني خط الأساس في الأفراد من الدراسات التي تتراوح بين 1027 سعر حراري / يوم و 2499 كيلو سعر حراري / يوم. هذه هي الطاقة اللازمة للوجود ببساطةلذلك ، بناءً على التمرين والنشاط ، يجب عليك إضافة نطاق متغير من السعرات الحرارية.

من اللافت للنظر أن معدل الأيض الأساسي يتناقص تقريبًا بنسبة 1-2٪ لكل عقد بعد سن العشرين ، ويرجع ذلك أساسًا إلى فقدان كتلة الدهون البحتة.

معدل وحجم الأيض الأساسي

من الشائع (والصحيح) الاعتقاد بأن معدل الأيض الأساسي الصافي سيكون أعلى بكثير في الفيل منه في الفأر ، نظرًا لأن وزنه يبلغ يتحرك بمقاييس مختلفة وبطبيعة الحال سينتج حيوان الماموث ويفقد حرارة أكثر بكثير من حيوان صغير ، حقيقة؟

في القيم المطلقة ، يكون هذا الافتراض صحيحًا ، لكن الأمور تصبح مثيرة للاهتمام إذا تم تقسيم معدل الأيض الأساسي على كتلة الحيوان. إذا كان مقسومًا على الوزن ، يُلاحظ أن معدل التمثيل الغذائي للفأر لكل جرام من الأنسجة يبلغ 10 أضعاف معدل الأيض للفيل. على الرغم من أن الآليات الكامنة وراء هذه العملية ليست مفهومة تمامًا بعد ، فمن المعروف أن نسبة السطح / الحجم لحيوان صغير أعلى ، مما يؤدي إلى فقدان الحرارة.

وبالتالي ، تميل الحيوانات الصغيرة الماصة للحرارة إلى أن يكون لها دورات حياة أقصر بكثير ، نظرًا لأن التمثيل الغذائي الخلوي سريع جدًا وأن الأنسجة والأعضاء تفشل في وقت مبكر. من ناحية أخرى ، إذا رأيت أبو بريص بنفس وزن فأر ، فستجد أنه يعيش ما يصل إلى 7 مرات أطول. لماذا؟: بما أن الزاحف لا يولد حرارة ، فإن الطلب على الطاقة والعمل الذي يقوم به جسمه أقل بكثير.

سيرة ذاتية

رائعة ، أليس كذلك؟ اتضح أنه ، على الرغم من أنه قد يبدو وكأنه روائي ، معدل الأيض القاعدي في حرارة الجسم ظروف العمر المتوقع والاستراتيجيات الحيوية. على المستوى الطبي أكثر من المستوى البيولوجي ، بالإضافة إلى ذلك ، تخدم هذه المعلمة خبراء التغذية والمهنيين الرياضيين معرفة عدد السعرات الحرارية التي يحتاجون لتناولها يوميًا للحفاظ على الكتلة الإجمالية للكائن الحي أو زيادتها أو تقليلها أسمنت.

المراجع الببليوغرافية:

• Bonfanti، N.، Fernández، J. M. ، Gomez-Delgado ، F. ، & Pérez-Jiménez ، F. (2014). تأثير نظامين غذائيين منخفضي السعرات الحرارية ومزيجهما مع التمارين البدنية على معدل الأيض الأساسي وتكوين الجسم. تغذية المستشفى، 29 (3) ، 635-643.
• لوبيز فونتانا ، سي. M.، Martínez-González، M. أ. ، ومارتينيز ، ج. ل. (2003). السمنة واستقلاب الطاقة وقياس النشاط البدني. المجلة الإسبانية للسمنة ، 1 (1) ، 29-36.
• فارغاس ، إم ، لانشيروس ، إل ، وديل بيلار باريرا ، إم. (2011). إنفاق الطاقة في الراحة وتكوين الجسم عند البالغين. مجلة كلية الطب ، 59 (1) ، S43-S58.