אנרגיה מטבולית: מהי וכיצד היא משפיעה על הבריאות

יצור חי הוא מערך חומרי של ארגון מורכב המחליף חומר ואנרגיה עם הסביבה בצורה מסודרת. כדי להיחשב ככזה, ישות חיה חייבת להיות מסוגלת לתרגם את האנרגיה הנצרכת מהסביבה ל צמיחה, מערכת יחסים ורבייה, עם המטרה הסופית להשאיר את החותם הגנטי שלהם על הדורות הבאים לאורך כל הדרך חוף.

יצורים חיים (במיוחד בני אדם) הם חילופי דברים מתמשכים: אנחנו מייצרים חום, צורכים חמצן, אנו משחררים פחמן דו חמצני ומעבדים חומרים אורגניים בכל עת חיים. לכן, יש לנו סדרה של מנגנונים המאפשרים לנו לשמור על הומאוסטזיס של הגוף, או מה שזה אותו הדבר, איזון פנימי למרות שינויים סביבתיים. לסיכום: אנחנו חיים כי אנחנו מווסתים בעצמנו מעבר לפרמטרים שמקיפים אותנו.

ניתן לצמצם את כל המושגים הללו לביטוי המינימלי שלהם, שהוא תא שמתחלק במיטוזה ומוליד שושלת חדשה או, אם לא, מחליף רקמה שנפגעה. כדי להבין את כל המנגנונים הבסיסיים האלה, יש צורך להיות ברור לגבי שורה של מושגים, כשהחשובים ביותר הם אלה הקשורים להגדרה ולפונקציונליות של אנרגיה מטבולית.. הישארו איתנו, כי נספר לכם הכל עליה בשורות הבאות.

• מאמר קשור: "חילוף חומרים בסיסי: מה זה, איך הוא נמדד ולמה הוא מאפשר לנו לשרוד"

מהי אנרגיה מטבולית?

מטבוליזם מוגדר כאיכות שיש ליצורים חיים ביכולת לשנות את הטבע הכימי של חומרים מסוימים.. ברמה המעשית, מערכת תהליכים זו חיונית לתאים לצמוח, להתחלק, לשמור על המבנים שלהם לאורך זמן ולהגיב לגירויים, בין היתר.

ה"בעיה" היא שעבור ייצור תנועה או סינתזה של מקרומולקולות, גופי התא דורשים אנרגיה. אז זה, התנהגותם של יצורים חיים מקודדת (במידה רבה) על בסיס השגת אנרגיה מהסביבה, כך שהתאים שלך יוכלו להשתמש בו כדי להוליד את התגובות הביוכימיות הרלוונטיות ולתהליכים פיזיקוכימיים.

בהתבסס על כל התהליכים הללו, ניתן לקבוע סדרה של כלליות בלתי ניתנת לשינוי. ביניהם, אנו מוצאים את הדברים הבאים:

• תאים מקשרים תגובות: תהליכים המשחררים אנרגיה (אקסרגונית) מאפשרים להתרחש תגובות הדורשות אנרגיה (אנדרגונית).
• תאים מסנתזים מולקולות נשא הלוכדות אנרגיה מתגובות אקסטרגוניות ונושאות אותה לתגובות אנרגוניות. ATP הוא דוגמה ברורה לכך.
• תאים מווסתים את מהירות התגובות הכימיות באמצעות פעילות אנזימטית.

מולקולת ה-ATP מושכת את תשומת הלב שלנו במיוחד. (אדנוזין טריפוספט), שכן הוא משמש את התאים ללכידה, העברה ואחסון של האנרגיה החופשית הדרושה לביצוע עבודה כימית. הבנת אנרגיה מטבולית ללא ATP היא בלתי אפשרית, שכן מולקולה זו מתפקדת כמטבע חליפין ברור ברמה האנרגטית.

למה מתורגמת אנרגיה מטבולית?

מצדה, ניתן להבין את האנרגיה המטבולית כזו אשר הוא נוצר על ידי אורגניזמים חיים הודות לתהליכי חמצון כימיים (ברמה התאית), תוצר של המזון שהם אוכלים. ניתן להבין את הפרמטר הזה בדרכים שונות, אך אנו מוצאים שמועיל יותר ליישם אותו במציאות היומיומית של בני האדם. לך על זה.

קצב חילוף החומרים הבסיסי (BMR)

קצב חילוף החומרים הבסיסי (BMR) הוא הכמות המינימלית של אנרגיה מטבולית הנדרשת לגוף כדי להישאר בחיים. במצב של מנוחה, למרות שזה אולי לא נראה כך, הגוף שלך צורך 60 עד 75% מהקלוריות שנבלעו, כי היא דורשת את האנרגיה הזו כדי לשמור על פעימות הלב, כדי שתוכל לנשום ואפילו, כדי שהמוח יוכל לתפקד כראוי.

במצב הבסיסי, המוח האנושי יכול לצרוך כ-350 קלוריות ביום, כלומר 20% מה-BMR. זה לא מפתיע שאנחנו מרגישים עייפים אחרי יום ארוך של לימוד, כי, פשוטו כמשמעו, האיבר הזה הוא מוקד אמיתי של שריפת שומן ומשאבי אנרגיה אחרים. בנוסף לחשיבה, נשימה ושאיבת דם, נעשה שימוש גם באנרגיה מטבולית צמיחת תאים, בקרת טמפרטורת הגוף, תפקוד עצבים והתכווצות שְׁרִירִי (הן מרצון והן בעל כורחו).

ערך זה יכול להיות מחושב באופן אמין רק על ידי תזונאי, שכן הוא תלוי בגורמים מהותיים לפרט ובפרמטרים סביבתיים מסוימים. עם זאת, ניתן לקבל אומדן ראשוני באמצעות המשוואות הבאות:

• BMR בגברים = (10 x משקל בק"ג) + (6.25 × גובה בס"מ) - (5 × גיל בשנים) + 5
• BMR בנשים = (10 x משקל בק"ג) + (6.25 × גובה בס"מ) - (5 × גיל בשנים) - 161

הוצאת אנרגיה כוללת (GET)

ההוצאה האנרגטית הכוללת דומה לקצב חילוף החומרים הבסיסי, אך במקרה זה נלקחת בחשבון הפעילות הגופנית שמבצע הפרט.. אנחנו לא בהכרח מבינים "פעילות גופנית" כריצה במרתון, שכן עבודה בעמידה ליד דלפק בר, עושה מלצר או פשוט ללכת למקום מסוים הוא מאמץ נוסף מעבר לתחזוקת הפונקציות חִיוּנִי.

בנוסף לפעילות גופנית, הוצאת האנרגיה הכוללת לוקחת בחשבון גם תרמוגנזה אנדוגנית (TE), אשר בתורה מקיפה את ההשפעה התרמית של האכלה (ETA). פרמטר אחרון זה משקף את האנרגיה הדרושה לעיכול, ספיגת וחילוף חומרים מזינים. במקרה זה, האנרגיה המטבולית המופנית לתהליך ומתקבלת ממנו תלויה באופי ה- מזון ותערובותיו בתזונה, אך הוא מהווה כ-10% מכלל האנרגיה מְאוּכָּל.

לפיכך, אנו יכולים לאסוף את כל המונחים שהוקפו עד כה במשוואה פשוטה, המשקפת לאן הולכת האנרגיה המטבולית המתקבלת לאחר בליעת חומר אורגני מהסביבה:

סך הוצאת אנרגיה (100%): קצב חילוף חומרים בסיסי (70%) + פעילות גופנית (20%) + תרמוגנזה אנדוגנית (10%)

שוב, יש צורך להדגיש זאת ערכים אלה משתנים מאוד בין אנשים. לדוגמה, אדם יושב מאוד יוציא 10% מהאנרגיה בפעילות גופנית לא רצונית (לקום, ללכת ל- קניות או הליכה לעבודה), בעוד שספורטאי ישתמש ב-50% מהקלוריות הנצרכות כדי להפעיל את השרירים גוּף.

בנוסף לכך, יש לציין כי קצב חילוף החומרים הבסיסי יורד ב-1-2% עבור כל עשור לאחר גיל 20. אז, סטטיסטית, אדם בן 80 במנוחה ישרוף פחות קלוריות מאשר בן 20, פשוט בגלל הפיזיולוגיה שלו והאטה בחילוף החומרים.

• אולי יעניין אותך: "חלקי התא והאברונים החשובים ביותר: סיכום"

אנרגיה מטבולית בבעלי חיים אחרים

בני אדם נוטים לשים לב למין שלנו, אבל אסור לנו לשכוח שמה שתואר עד כה חל על כל היצורים החיים ההומיותרמיים., כלומר, כזה שיכול לשמור על טמפרטורת גוף למרות שינויים סביבתיים (יונקים וציפורים).

מעבר למספרים ואחוזים, באמת מעניין לדעת שבעלי חיים מבצעים חילופי דברים ברורים בכל הנוגע להשגת אנרגיה מטבולית. לדוגמה, כאשר ברדלס צד יונק אוכל עשב, הוא מוציא כמות אסטרונומית של אנרגיה במהלך המרדף על מנת למצוא טרף. שִׁוּוּי?

התיאוריה של חיפוש מזון אופטימלי (TFO) היא מודל חיזוי של התנהגות המנסה להסביר את התנהגויותיהם של יצורים חיים בהתבסס על הנחת יסוד זו.. הנחה זו מכריזה על הדברים הבאים: כדי למקסם את הכושר, חיה נוקטת אסטרטגיה של חיפוש מזון המספק את התועלת (האנרגיה) הגבוהה ביותר בעלות הנמוכה ביותר, תוך מקסום האנרגיה נטו שהושג.

לפיכך, בעל חיים לא יאכל שום דבר שגורם לו להוציא יותר אנרגיה בחיפוש ממה שהוא מרוויח מלצרוך. אולי עכשיו אתה מבין מדוע, למשל, כמה טורפים ענקיים (כמו דובים) מתעלמים לחלוטין מציפורים קטנות. ציפורים מעופפות ובעלי חוליות אחרים השייכים למיקרו-פאונה: פשוט לא כדאי לנסות לצוד אותם ברמה נִמרָץ.

סיכום

כפי שהצלחת לאמת, הנושא של אנרגיה מטבולית נע בין ATP והתא להתנהגות של יצורים חיים. אורגניזמים הם מערכות פתוחות וככאלה, מחליפים ללא הרף חומר ואנרגיה עם הסביבה. לכן, אנו מסתגלים על מנת למקסם את יעילות ההרגלים שלנו, על מנת להישאר זמן רב יותר ולהגדיל את סיכויי ההישרדות.

בסופו של דבר אפשר לצמצם הכל לקנה מידה: אם מה שמתקבל שוקל יותר ממה שמוציאים, זה בדרך כלל בר קיימא ברמה אבולוציונית. אם משהו עושה יותר טוב מאשר נזק, זה עוזר לרוב לבעלי חיים לשרוד עוד יום כדי שיוכלו להתרבות.

הפניות ביבליוגרפיות:

• Bonfanti, N., Fernandez, J. M., Gomez-Delgado, F., & Pérez-Jiménez, F. (2014). השפעת שתי דיאטות היפוקלוריות ושילובן עם פעילות גופנית על קצב חילוף החומרים הבסיסי והרכב הגוף. תזונה בבתי חולים, 29(3), 635-643.
• גוטיירז, ג. (1998). אסטרטגיות חיפוש מזון. מדריך לניתוח ניסוי של התנהגות, 359-381.
• רדונדו, ר. ב. (2015). הוצאת אנרגיה במנוחה. שיטות הערכה ויישומים. Rev Esp Nutr Comunitaria, 21 (ספק 1), 243-251.
• ואסקז סיסנרוס, ל. C., López-Espinoza, A., Martínez Moreno, A. G., Navarro Meza, M., Espinoza-Gallardo, A. C., וזפדה סלבדור, א. ש. (2018). השפעת תדירות האכלה ותזמון על תרמוגנזה הנגרמת על ידי דיאטה בבני אדם, סקירה שיטתית. תזונה בבתי חולים, 35(4), 962-970.