พลังงานเมตาบอลิซึม: คืออะไรและส่งผลต่อสุขภาพอย่างไร

สิ่งมีชีวิตเป็นชุดวัสดุขององค์กรที่ซับซ้อนซึ่งแลกเปลี่ยนสสารและพลังงานกับสิ่งแวดล้อมอย่างเป็นระเบียบ ในการพิจารณาเช่นนี้ สิ่งมีชีวิตต้องสามารถแปลงพลังงานที่ใช้จากสิ่งแวดล้อมให้เป็น การเจริญเติบโต ความสัมพันธ์ และการสืบพันธุ์ โดยมีเป้าหมายสูงสุดในการทิ้งรอยประทับทางพันธุกรรมไว้กับคนรุ่นต่อไปในอนาคต ชายฝั่ง.

สิ่งมีชีวิต (โดยเฉพาะมนุษย์) มีการแลกเปลี่ยนอย่างต่อเนื่อง เราผลิตความร้อน บริโภค ออกซิเจน เราปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ และเราแปรรูปสารอินทรีย์ตลอดเวลาที่เราอยู่ ชีวิต. ดังนั้นเราจึงมีชุดของกลไกที่ช่วยให้เราสามารถรักษาสภาวะสมดุลของร่างกายหรือสิ่งที่เหมือนกัน นั่นคือความสมดุลภายในแม้ว่าสิ่งแวดล้อมจะเปลี่ยนแปลงไปก็ตาม โดยสรุป: เรามีชีวิตอยู่ได้เพราะเราควบคุมตนเองได้นอกเหนือจากพารามิเตอร์ที่อยู่รอบตัวเรา

แนวคิดทั้งหมดเหล่านี้สามารถลดการแสดงออกให้เหลือน้อยที่สุด ซึ่งเป็นเซลล์ที่แบ่งตัวโดยไมโทซิสและก่อให้เกิดสายเลือดใหม่ หรือแทนที่เนื้อเยื่อที่ได้รับความเสียหาย เพื่อทำความเข้าใจกลไกพื้นฐานทั้งหมดนี้ จำเป็นต้องมีความชัดเจนเกี่ยวกับชุดของแนวคิด ที่สำคัญที่สุดคือแนวคิดที่เกี่ยวข้องกับคำจำกัดความและการทำงานของพลังงานเมตาบอลิซึม. อยู่กับเราเพราะเราจะบอกคุณทุกอย่างเกี่ยวกับเธอในบรรทัดต่อไปนี้

• บทความที่เกี่ยวข้อง: "เมแทบอลิซึมพื้นฐาน: คืออะไร วัดได้อย่างไร และเหตุใดจึงช่วยให้เราอยู่รอดได้"

พลังงานเมตาบอลิซึมคืออะไร?

เมแทบอลิซึมหมายถึงคุณภาพที่สิ่งมีชีวิตมีความสามารถในการเปลี่ยนลักษณะทางเคมีของสารบางชนิด. ในระดับปฏิบัติ กระบวนการชุดนี้มีความจำเป็นสำหรับเซลล์ที่จะเติบโต แบ่งตัว รักษาโครงสร้างของมันเมื่อเวลาผ่านไป และตอบสนองต่อสิ่งเร้า เหนือสิ่งอื่นใด

"ปัญหา" คือ เพื่อให้เกิดการเคลื่อนไหวหรือการสังเคราะห์โมเลกุลขนาดใหญ่ ร่างกายของเซลล์ต้องการพลังงาน ดังนั้น, พฤติกรรมของสิ่งมีชีวิตถูกเข้ารหัส (ในระดับมาก) ตามการได้รับพลังงานจากสิ่งแวดล้อมเพื่อให้เซลล์ของคุณสามารถใช้เพื่อก่อให้เกิดปฏิกิริยาทางชีวเคมีและกระบวนการทางเคมีกายภาพที่เกี่ยวข้อง

จากกระบวนการทั้งหมดเหล่านี้ สามารถสร้างชุดลักษณะทั่วไปที่ไม่เปลี่ยนแปลงได้ ในหมู่พวกเขา เราพบสิ่งต่อไปนี้:

• เซลล์เชื่อมโยงปฏิกิริยา: กระบวนการที่ปลดปล่อยพลังงาน (exergonic) ช่วยให้เกิดปฏิกิริยาที่ต้องใช้พลังงาน (endergonic)
• เซลล์สังเคราะห์โมเลกุลพาหะที่จับพลังงานจากปฏิกิริยาภายนอกและนำไปสู่ปฏิกิริยาเอนเดอร์โกนิก ATP เป็นตัวอย่างที่ชัดเจนในเรื่องนี้
• เซลล์ควบคุมความเร็วของปฏิกิริยาเคมีผ่านการทำงานของเอนไซม์

โมเลกุล ATP ดึงดูดความสนใจของเราเป็นพิเศษ (อะดีโนซีนไตรฟอสเฟต) เนื่องจากมันถูกใช้โดยเซลล์เพื่อจับ ถ่ายโอน และเก็บพลังงานอิสระที่จำเป็นในการทำงานทางเคมี การทำความเข้าใจเกี่ยวกับพลังงานเมแทบอลิซึมโดยปราศจาก ATP นั้นเป็นไปไม่ได้ เนื่องจากโมเลกุลนี้ทำหน้าที่เป็นตัวแลกเปลี่ยนที่ชัดเจนในระดับพลังงาน

พลังงานเมตาบอลิซึมแปลเป็นอะไร?

ในส่วนของพลังงานการเผาผลาญสามารถเข้าใจได้ว่าเป็นสิ่งนั้น มันถูกสร้างขึ้นโดยสิ่งมีชีวิตด้วยกระบวนการออกซิเดชั่นทางเคมี (ในระดับเซลล์) ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์จากอาหารที่พวกมันกิน. พารามิเตอร์นี้สามารถเข้าใจได้หลายวิธี แต่เราพบว่ามีประโยชน์มากกว่าที่จะนำไปใช้กับความเป็นจริงในชีวิตประจำวันของมนุษย์ ไปเลย

อัตราการเผาผลาญพื้นฐาน (BMR)

อัตราการเผาผลาญพื้นฐาน (BMR) คือปริมาณพลังงานการเผาผลาญขั้นต่ำที่ร่างกายต้องการเพื่อให้มีชีวิตอยู่ได้ ในสภาพที่สงบนิ่ง แม้ดูเหมือนไม่เป็นเช่นนั้น ร่างกายของคุณใช้พลังงาน 60 ถึง 75% ของแคลอรี่ที่กินเข้าไปเพราะต้องใช้พลังงานนั้นเพื่อให้หัวใจสูบฉีด เพื่อให้คุณสามารถหายใจได้ และเพื่อให้จิตใจสามารถทำงานได้อย่างถูกต้อง

ในสถานะพื้นฐาน สมองของมนุษย์สามารถบริโภคได้ประมาณ 350 แคลอรี่ต่อวัน นั่นคือ 20% ของ BMR ไม่น่าแปลกใจที่เรารู้สึกเหนื่อยหลังจากเรียนมาทั้งวัน เพราะแท้จริงแล้ว อวัยวะนี้เป็นจุดสนใจอย่างแท้จริงในการเผาผลาญไขมันและแหล่งพลังงานอื่นๆ นอกจากการคิด การหายใจ และการสูบฉีดเลือดแล้ว ยังใช้พลังงานจากการเผาผลาญอีกด้วย การเจริญเติบโตของเซลล์ การควบคุมอุณหภูมิของร่างกาย การทำงานของเส้นประสาท และการหดตัว มีกล้ามเนื้อ (ทั้งสมัครใจและไม่สมัครใจ).

ค่านี้สามารถคำนวณได้อย่างน่าเชื่อถือโดยนักโภชนาการเท่านั้น เนื่องจากค่านี้ขึ้นอยู่กับปัจจัยภายในของแต่ละบุคคลและค่าพารามิเตอร์ทางสิ่งแวดล้อมบางอย่าง อย่างไรก็ตาม สามารถหาค่าประมาณเบื้องต้นได้โดยใช้สมการต่อไปนี้:

• BMR ในผู้ชาย = (10 x น้ำหนักเป็นกก.) + (6.25 × ส่วนสูงเป็นซม.) - (5 × อายุเป็นปี) + 5
• BMR ในผู้หญิง = (10 x น้ำหนักเป็นกก.) + (6.25 × ส่วนสูงเป็นซม.) - (5 × อายุเป็นปี) - 161

ค่าใช้จ่ายด้านพลังงานทั้งหมด (GET)

ค่าใช้จ่ายด้านพลังงานทั้งหมดนั้นคล้ายคลึงกับอัตราการเผาผลาญพื้นฐาน แต่ในกรณีนี้จะคำนึงถึงกิจกรรมการออกกำลังกายที่ดำเนินการโดยแต่ละบุคคลด้วย. เราไม่จำเป็นต้องเข้าใจว่า "การออกกำลังกาย" เหมือนกับการวิ่งมาราธอน เนื่องจากการทำงานยืนที่เคาน์เตอร์บาร์ การทำ บริกรหรือเพียงแค่เดินไปยังสถานที่เฉพาะเป็นความพยายามเพิ่มเติมนอกเหนือจากการบำรุงรักษาฟังก์ชัน สำคัญยิ่ง.

นอกจากการออกกำลังกายแล้ว ค่าใช้จ่ายด้านพลังงานทั้งหมดยังคำนึงถึงการสร้างความร้อนภายในร่างกาย (TE) ซึ่งจะรวมถึงผลกระทบทางความร้อนของการให้อาหาร (ETA). พารามิเตอร์สุดท้ายนี้สะท้อนถึงพลังงานที่จำเป็นในการย่อย ดูดซึม และเผาผลาญสารอาหาร ในกรณีนี้ พลังงานเมแทบอลิซึมที่ส่งตรงไปยังกระบวนการและได้รับจากมันขึ้นอยู่กับลักษณะของ อาหารและส่วนผสมในอาหาร แต่คิดเป็นประมาณ 10% ของพลังงานทั้งหมด บริโภค

ดังนั้นเราจึงสามารถรวบรวมคำศัพท์ทั้งหมดที่ครอบคลุมจนถึงตอนนี้ในสมการง่ายๆ ซึ่งสะท้อนให้เห็น พลังงานเมแทบอลิซึมที่ได้รับหลังจากการบริโภคสารอินทรีย์จากสิ่งแวดล้อมไปอยู่ที่ไหน:

ค่าใช้จ่ายด้านพลังงานทั้งหมด (100%): อัตราการเผาผลาญพื้นฐาน (70%) + การออกกำลังกาย (20%) + การสร้างความร้อนจากภายนอก (10%)

อีกครั้งมีความจำเป็นต้องเน้นย้ำว่า ค่าเหล่านี้แตกต่างกันอย่างมากระหว่างบุคคล. ตัวอย่างเช่น คนที่นั่งอยู่กับที่มากๆ จะใช้พลังงาน 10% ไปกับกิจกรรมทางกายที่ไม่ได้สมัครใจ (ลุกขึ้น ไปที่ ช้อปปิ้งหรือเดินไปทำงาน) ในขณะที่นักกีฬาจะใช้ 50% ของแคลอรี่ที่บริโภคเพื่อออกกำลังกายกล้ามเนื้อและ ร่างกาย.

นอกจากนี้ ควรสังเกตว่าอัตราการเผาผลาญพื้นฐานลดลง 1-2% ในแต่ละทศวรรษหลังจากอายุ 20 ปี ดังนั้น ตามสถิติแล้ว คนอายุ 80 ปีที่พักผ่อนน้อยจะเผาผลาญแคลอรีได้น้อยกว่าคนอายุ 20 ปี เพียงเพราะสรีรวิทยาและการเผาผลาญที่ช้าลง

• คุณอาจสนใจ: "ส่วนของเซลล์และออร์แกเนลล์ที่สำคัญที่สุด: บทสรุป"

การเผาผลาญพลังงานในสัตว์อื่นๆ

มนุษย์มักจะให้ความสนใจกับเผ่าพันธุ์ของเรา แต่เราต้องไม่ลืมว่าสิ่งที่ได้อธิบายไว้จนถึงตอนนี้ใช้ได้กับสิ่งมีชีวิตที่มีความร้อนจากความร้อนในบ้านทั้งหมดนั่นคือสิ่งที่สามารถรักษาอุณหภูมิของร่างกายได้แม้สิ่งแวดล้อมจะเปลี่ยนไป (สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและนก)

นอกเหนือจากตัวเลขและเปอร์เซ็นต์แล้ว เป็นเรื่องที่น่าสนใจอย่างยิ่งที่จะรู้ว่าสัตว์มีการแลกเปลี่ยนที่ชัดเจนในการได้รับพลังงานจากการเผาผลาญ ตัวอย่างเช่น เมื่อเสือชีตาห์ล่าสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่กินพืชเป็นอาหาร เสือชีตาห์จะใช้พลังงานจำนวนมากในระหว่างการไล่ล่าเพื่อหาเหยื่อ คุณค่า?

ทฤษฎีการหาอาหารที่เหมาะสมที่สุด (TFO) เป็นแบบจำลองการทำนายพฤติกรรมที่พยายามอธิบายพฤติกรรมของสิ่งมีชีวิตตามสมมติฐานนี้. กฎเกณฑ์นี้ประกาศสิ่งต่อไปนี้: เพื่อเพิ่มความสมบูรณ์ของร่างกาย สัตว์จะใช้กลยุทธ์หนึ่ง ของอาหารที่ให้ประโยชน์สูงสุด (พลังงาน) ด้วยต้นทุนที่ต่ำที่สุด เพิ่มพลังงานสุทธิสูงสุด ได้รับ

ดังนั้น สัตว์จะไม่กินอะไรที่ทำให้มันต้องใช้เวลาในการค้นหาพลังงานมากกว่าที่ได้รับจากการบริโภค บางทีตอนนี้คุณคงเข้าใจแล้วว่าทำไมสัตว์นักล่าขนาดใหญ่บางตัว (เช่น หมี) จึงไม่สนใจนกตัวเล็กโดยสิ้นเชิง นกบินและสัตว์มีกระดูกสันหลังอื่น ๆ ที่เป็นของสัตว์ขนาดเล็ก: มันไม่คุ้มที่จะลองล่าพวกมันในระดับหนึ่ง กระฉับกระเฉง.

สรุป

เนื่องจากคุณสามารถตรวจสอบได้ หัวข้อของการเผาผลาญพลังงานมีตั้งแต่ ATP และเซลล์ไปจนถึงพฤติกรรมของสิ่งมีชีวิต. สิ่งมีชีวิตเป็นระบบเปิด ดังนั้น จึงมีการแลกเปลี่ยนสสารและพลังงานกับสิ่งแวดล้อมอย่างต่อเนื่อง ดังนั้นเราจึงปรับตัวเพื่อให้พฤติกรรมของเราเกิดประสิทธิผลสูงสุด เพื่อให้คงอยู่ได้นานขึ้นและเพิ่มโอกาสรอดชีวิต

ในท้ายที่สุด ทุกสิ่งสามารถย่อขนาดลงได้ ถ้าสิ่งที่ได้มามีน้ำหนักมากกว่าสิ่งที่ใช้ไป มันมักจะทำงานได้ในระดับวิวัฒนาการ หากมีสิ่งใดให้ผลดีมากกว่าผลเสีย มันมักจะช่วยให้สัตว์มีชีวิตรอดไปอีกวันเพื่อให้พวกมันสามารถแพร่พันธุ์ได้

การอ้างอิงบรรณานุกรม:

• Bonfanti, N., Fernandez, J. M., Gomez-Delgado, F., & Pérez-Jiménez, F. (2014). ผลของอาหารที่มีแคลอรีน้อย 2 ชนิดและร่วมกับการออกกำลังกายต่ออัตราการเผาผลาญพื้นฐานและองค์ประกอบของร่างกาย โภชนาการโรงพยาบาล, 29(3), 635-643.
• กูเทียร์เรซ, จี. (1998). กลยุทธ์การหาอาหาร คู่มือการวิเคราะห์เชิงทดลองของพฤติกรรม 359-381
• เรดอนโด ร. ข. (2015). การใช้พลังงานขณะพัก วิธีการประเมินและการประยุกต์ใช้ Rev Esp Nutr Comunitaria, 21 (ภาคผนวก 1), 243-251
• วาซเกซ ซิสเนรอส, แอล. C., López-Espinoza, A., Martínez Moreno, A. G., Navarro Meza, M., Espinoza-Gallardo, A. ซี, & เซเปดา ซัลวาดอร์, อ. ถาม (2018). ผลของความถี่และระยะเวลาในการให้อาหารต่อการสร้างความร้อนที่เกิดจากอาหารในมนุษย์ การทบทวนอย่างเป็นระบบ โภชนาการโรงพยาบาล, 35(4), 962-970.