חילוף חומרים בסיסי: מה זה, איך הוא נמדד ולמה זה מאפשר לנו לשרוד

יצורים חיים אינם תאים אטומים למים, מכיוון שעלינו להשיג אנרגיה מהסביבה כדי להישאר לאורך זמן.

כמה מוניות משיגות אנרגיה על ידי המרת אורגני לחומר אורגני (כגון צמחים ופוטוסינתזה), בעוד שכל החולייתנים מקבלים אנרגיה זו באמצעות תזונה, בין אם היא מבוססת על ירקות, מוצרי בשר ומקורות אורגניים רבים אחרים יותר.

בנוסף להזדקקות לכמות מינימלית של אנרגיה כדי להימנע ממות, אנו זקוקים לצריכת קלוריות יומית פחות או יותר על בסיס העבודה והמאמץ שלנו.אוֹ. אין לזה שום קשר, למשל, לכמות המזון הנצרכת על ידי סוס מרוץ ונחש אורב במאורתם. בנוסף לכך שיש מסלולים מטבוליים שונים, העבודה הפיזית שנעשתה על ידי שניהם אינה ניתנת להשוואה.

ביחס לכל הנושא הזה, אנו באים היום להביא לך מונח מעניין באמת מנקודת מבט ביולוגית עבור חוקרים, רופאים וזואולוגים כאחד. בוא נראה איך הוא מטבוליזם בסיסי: עד כמה שמושג זה עשוי להישמע מורכב, אנו מבטיחים לכם שתישאר לכם מושג מפורט עליו לאחר קריאת שורות אלה.

• מאמר קשור: "סוגי תאים עיקריים בגוף האדם"

מהו חילוף החומרים הבסיסי?

ניתן להגדיר מטבוליזם כללי או דרישות מטבוליות כ האנרגיה דורשת שאורגניזם דורש עבור מכלול התגובות הביוכימיות והתהליכים הפיזיקוכימיים המתרחשים בתאיו

. מערך תגובות זה מאפשר ליצורים חיים לצמוח, להתרבות, לשמור על סדר המבנים הפיזיים שלהם ולהגיב בין היתר לגירויים חיצוניים.

מטבוליזם בסיסי או קצב חילוף חומרים בסיסי (BMR) מתייחס לקצב הוצאת האנרגיה ליחידת זמן שאותם בעלי חיים אנדותרמיים נדרשים להישאר במנוחה. במילים אחרות, זה כן כמות החום (מבוטאת בקלוריות) שנוצרת בשעה על ידי הנבדק שנשאר במנוחה, בטמפרטורה של 18 מעלות בצום לאחר 12-14 שעות, תנאים סטנדרטיים.

הרגע הצגנו מונח בולט וצריך להסביר אותו: אנדותרמיה. בואו נניח את היסודות לפני שנמשיך לטרמינולוגיה מורכבת יותר.

אנדותרמיה לעומת אקטותרמיה

אנדותרמות הן יצורים חיים המשתמשים בחום שנוצר באופן פנימי כדי לשמור על טמפרטורת גופם., הנוטה להישאר בטווח קבוע למרות מזג אוויר סוער, אלא אם כן מתרחשת תמונה פתולוגית. תופעה פיזיולוגית זו מבוססת על הנחת יסוד: תגובות מטבוליות אינן יעילות ב 100% ולכן, אנרגיה "בורחת" מהגוף בצורת חום.

מצד שני, אקטותרמות הן חיות שאינן מסוגלות לייצר חום בתהליכים המטבוליים שלהן, ולכן הדרך היחידה שלהן לווסת באמצעות תרמית היא ללכת למקורות אנרגיה או להתרחק מהם.

לא במקרה התנהגויות שיזוף נצפות מעל לכל בזוחלים: כאשר לטאה נשענת על אבן "משתזפת", היא מה שהוא באמת עושה זה להשיג את האנרגיה הדרושה בצורה של חום כדי להיות מסוגל לבצע תהליכים מטבוליים כמו עיכול או תנועה, בין היתר דברים.

אז זה, כאשר אנו מדברים על חילוף חומרים בסיסי (BMR), אנו מתייחסים רק לחום המיוצר על ידי אנדותרמות, שהם יונקים וציפורים.

אם היינו רוצים לכמת את כמות האנרגיה הנדרשת להישרדות זוחל או דו-חיים, היינו משתמשים במונח ובמתודולוגיה שונים: קצב חילוף החומרים הסטנדרטי (TMS). זה עוקב אחר קריטריונים דומים לקצב חילוף החומרים הבסיסי, אך יש לקחת בחשבון את הטמפרטורה הסביבתית מכיוון שהיא מווסתת לחלוטין את זמינות האנרגיה של החיה האקטותרמית.

• אתה עשוי להתעניין ב: "רשתית אנדופלזמית מחוספסת: הגדרה, מאפיינים ופונקציות"

אילו פרמטרים נוספים מלווים את חילוף החומרים הבסיסי?

ערך זה שימושי מאוד, כפי שנראה בהמשך, אך אינו מסביר באופן מלא את דרישת האנרגיה של הפרט. לפני שתמשיך, עליך לשקול את הדברים הבאים:

סך ההוצאה האנרגטית (GET): קצב חילוף החומרים הבסיסי (BMR) + תרמוגנזה אנדוגנית (TE) + פעילות גופנית (FA)

ארגון הבריאות העולמי (WHO) מספק הגדרה טובה מאוד להוצאות האנרגיה הכוללות, בה ה- TMB ממלא תפקיד חשוב מאוד: "מדובר ברמת האנרגיה הכרחי כדי לשמור על האיזון בין צריכת אנרגיה להוצאה, כאשר האדם מציג משקל, הרכב הגוף והפעילות הגופנית התואמים למצב טוב של בְּרִיאוּת".

כמו שאתה יכול לדמיין ערך זה נע בין פרטיםובכן, עליכם לשים לב לגיל, למין, למוצא אתני, למוצא ולדברים רבים אחרים.

לשם מה מטבוליזם בסיסי?

חילוף החומרים הבסיסי מייצג את העלות המינימלית של האורגניזם כך שהוא יכול לבצע את פונקציות התחזוקה החיוניות שלא נעצרות במודע, כגון תופעות לב וכלי דם, נשימה, אנדוקרינית, מערכת עצבים מרכזית, כליות, כבד, חיסון ותרמוגנזה (היווצרות חַם).

תנאים "בסיסיים" אלה דורשים כימות סביבה ספציפית.: האדם חייב להיות ישן 10-12 שעות, להיות במצב שלאחר הקליטה (בלי לזלול מזון תוך 12 שעות לפחות) ונמצאים בתנאים של תרמו-טבעיות ובמצב של מנוחה פיזית ורגשית. כמובן, אינך יכול למדוד את קצב חילוף החומרים הבסיסי של האדם אם הוא נמצא על הר מלא שלג בורח מדוב, מכיוון שביקוש האנרגיה שלו גבוה בהרבה והמצב בורח מהארץ נוֹרמָלִי.

כיצד מודדים את חילוף החומרים הבסיסי?

כדי למדוד את קצב חילוף החומרים הבסיסי ביעילות (ללא שימוש בנוסחאות ניבוי), יש צורך לנקוט בקלורימטריה ישירה או עקיפה. במקרה הראשון, כמות החום שמייצר הגוף נמדדת בתאים הרמטיים עם קירות מבודדים. כאן נרשמים האנרגיה המאוחסנת ואובדן הסעה, לאחר תקופת ייצוב של 6 שעות לפחות.

מצד שני, ניתן להשיג TMB גם בקלורימטריה עקיפה, שיטה זעיר פולשנית אך יעילה ביותר. זה מבוסס על צריכת חמצן ושחרור פחמן דו חמצני: מכיוון שאנבוליזם דורש חמצן ו- CO2 משתחרר, כמות החום המיוצר קשורה לחמצן הנצרך ו- CO2 מְשׁוּחרָר. פה מקדם הנשימה נכנס לתמונה, פרמטר שאנו שומרים לעוד הזדמנות.

נוסחאות קצב חילוף החומרים הבסיסי

אם תחפש באינטרנט, תראה שיש כמה מחשבונים שמנסים לאמוד את קצב חילוף החומרים הבסיסי שלך מבלי לבצע בדיקות רפואיות. למרות ששיטת הקלורימטריה העקיפה מתאימה להשגת ערך אמין באמת, תוכניות אלה מבוססות על נוסחאות מתמטיות המביאות בחשבון את הגורמים הבאים:

• P: תפוקת החום הכוללת במצב סרק מוחלט.
• M: המסה בקילוגרמים של הפרט.
• H: הגובה בסנטימטרים של הפרט.
• ת: גיל, בשנים.

פרמטרים אלה נותנים לנו נוסחאות כמו:

• MEN TMB = (10 x משקל בק"ג) + (6.25 x גובה בס"מ) - (5 x גיל בשנים) + 5.
• נשים TMB = (10 x משקל בק"ג) + (6.25 x גובה בס"מ) - (5 x גיל בשנים) - 161.

אם אתה רוצה להישאר עם נתון כלשהו, ​​אנו יכולים לומר לך שמחקרים מסוימים חישבו את קצב חילוף החומרים ממוצע הבסיס אצל אנשים ממחקרים שנעו בין 1027 קילוקלוריות ליום ל -2499 קילוקלוריות ליום. זו האנרגיה הדרושה כדי להתקיים בפשטותלכן, על סמך פעילות גופנית ופעילות, עליכם להוסיף טווח קלוריות משתנה.

מדהים לדעת שכ- BMR יורד בשיעור של 1-2% בכל עשור לאחר גיל 20, בעיקר בגלל אובדן מסת שומן גרידא.

קצב חילוף חומרים בסיסי וגודל

מקובל (ונכון) לחשוב שקצב חילוף החומרים הבסיסי נטו יהיה גבוה בהרבה בפיל מאשר בעכבר, מכיוון שמשקלו הוא נע בקנה מידה שונה ובאופן טבעי חיה ממותה תייצר ותאבד הרבה יותר חום מאשר קטנה, אֶמֶת?

בערכים מוחלטים ההנחה הזו נכונה, אך הדברים מעניינים אם ה- BMR מחולק לפי מסת החיה. אם מחולקים לפי משקל, נצפה כי קצב חילוף החומרים של עכבר לגרם רקמה הוא פי 10 מזה של פיל. למרות שהמנגנונים העומדים בבסיס תהליך זה עדיין אינם מובנים במלואם, ידוע שיחס השטח / הנפח של בעל חיים קטן גבוה יותר, מה שמעדיף אובדן חום.

לפיכך, בעלי חיים אנדותרמיים קטנים נוטים להיות בעלי מחזורי חיים קצרים בהרבה, מכיוון שחילוף החומרים בתאים שלהם מהיר מאוד ורקמות ואיברים נכשלים מוקדם יותר. אם לעומת זאת אתה רואה שממית במשקל זהה לזה של עכבר, תגלה שהוא חי עד פי 7. מדוע?: מכיוון שהזוחל אינו מייצר חום, הביקוש לאנרגיה והעבודה שמבצעת גופו נמוכים בהרבה.

קורות חיים

מרתק, נכון? מתברר כי, אנקדוטלי ככל שזה נשמע, קצב חילוף החומרים הבסיסי בתנאים האנדותרמיים תוחלת חייהם ואסטרטגיות חיוניות שלהם. ברמה הרפואית יותר מהביולוגית, בנוסף, פרמטר זה משמש כך שתזונאים ואנשי מקצוע בתחום הספורט דע כמה קלוריות הם צריכים לאכול ביום כדי לשמור, להגדיל או להקטין את המסה הכוללת של האורגניזם בֵּטוֹן.

הפניות ביבליוגרפיות:

• בונפנטי, נ ', פרננדז, י. מ ', גומז-דלגאדו, פ., ופרז-ג'ימנז, פ. (2014). השפעה של שתי דיאטות דלות קלוריות והשילוב שלהן עם פעילות גופנית על קצב חילוף החומרים הבסיסי והרכב הגוף. תזונה בבית חולים, 29 (3), 635-643.
• לופז-פונטנה, ג. מ ', מרטינז-גונזלס, מ. A., & Martínez, J. ל. (2003). השמנה, חילוף חומרים אנרגטי ומדידת פעילות גופנית. כתב העת הספרדי להשמנה, 1 (1), 29-36.
• Vargas, M., Lancheros, L., & del Pilar Barrera, M. (2011). הוצאה אנרגטית במנוחה ובהרכב הגוף אצל מבוגרים. כתב העת של הפקולטה לרפואה, 59 (1), S43-S58.