Il metabolismo basale è il tasso di dispendio energetico per unità di tempo. La correttezza della sua misurazione richiede una serie rigorosa di criteri. Questi includono l'essere in uno stato fisicamente e psicologicamente calmo, un ambiente termicamente neutro e uno stato post-assorbente.
Descrizione
La produzione di calore del corpo è nota come termogenesi. Può essere misurato per determinare la quantità di energia spesa. Il metabolismo basale diminuisce con l'età. Può anche essere aumentato costruendo massa muscolare. Malattie, dieta, livelli di stress, temperatura ambientale influiscono tutti sul dispendio energetico complessivo.
Metodi di calcolo
Il calcolo accurato del metabolismo basale richiede che il sistema nervoso simpatico della persona non sia stimolato. Può essere misurato mediante analisi dei gas utilizzando la calorimetria diretta o indiretta.
Puoi anche calcolare il tuo metabolismo basale usando un'equazione che utilizza età, sesso, altezza e peso. Gli studi che utilizzano entrambi i metodi forniscono prove di validitàquoziente respiratorio, che misura la composizione intrinseca e l'utilizzo di carboidrati, grassi e proteine quando vengono convertiti in unità di substrato energetico.
Flessibilità fenotipica
Il metabolismo basale è un tratto flessibile. Può essere regolato in modo reversibile all'interno del corpo. Ad esempio, temperature più basse di solito si traducono in tassi metabolici più elevati. Esistono due modelli che spiegano come il metabolismo basale cambia con la temperatura: il modello variabile massimo (VMM) e il modello frazionario variabile (VFM).
PMM afferma che il tasso metabolico aumenta durante la stagione fredda. PFM afferma che il metabolismo basale è una costante.
Ricerca
I primi lavori degli scienziati J. Arthur Harris e Francis G. Benedict hanno dimostrato che i valori metabolici approssimativi possono essere derivati utilizzando la superficie corporea (calcolata da altezza e peso), età e sesso. Questo tiene conto degli indicatori di ossigeno e anidride carbonica presi dalla calorimetria.
Eliminando le differenze di sesso che derivano dall'accumulo di tessuto adiposo esprimendo il tasso metabolico per unità di peso corporeo "senza grasso", il valore di calcolo del metabolismo basale (BMR) tra i sessi è essenzialmente lo stesso.
Fisiologia
L'organo principale responsabile della regolazione del metabolismo è l'ipotalamo. Fa parte delle pareti lateraliterzo ventricolo del cervello. Le principali funzioni dell'ipotalamo:
- Controllo e integrazione dell'attività del sistema nervoso autonomo (SNA). Regola la contrazione del muscolo cardiaco e la secrezione di molti organi endocrini (tiroide).
- Regolazione dei sentimenti di rabbia e aggressività.
- Controlla la temperatura corporea.
- Regolazione dell'assunzione di cibo.
Il centro della nutrizione (fame) è responsabile delle sensazioni che spingono una persona a cercare il cibo. Con una nutrizione sufficiente, i livelli di leptina diventano alti. Viene stimolato il centro di saturazione. Vengono inviati impulsi che bloccano la sensazione di fame. Se non c'è abbastanza cibo, i livelli di grelina aumentano. I recettori dell'ipotalamo sono irritati. C'è una sensazione di fame.
Il centro della sete funziona in modo simile. L'aumento della pressione osmotica del liquido extracellulare stimola le cellule dell'ipotalamo. Se la sete è soddisfatta, la pressione diminuirà. Queste funzioni formano un meccanismo di sopravvivenza che costringe una persona a mantenere i processi corporei misurati dal tasso metabolico basale.
Scrivi parametri
Le formule del metabolismo basale furono pubblicate per la prima volta all'inizio del XX secolo. Hanno usato i seguenti concetti:
- P - produzione totale di calore a pieno riposo;
- m - massa (kg);
- h - altezza (cm);
- a - età (anni).
Uno dei metodi di stima più diffusi è la formula Harris-Benedict:
- per le donne: UBM=665 + (9,6 × m) + (1,8 × h) - (4,7 ×a);
- per gli uomini: BMR=66 + (13,7 × m) + (5 × h) - (6,8 × a).
Perché calcolare?
Il metabolismo basale può essere utilizzato per aumentare, perdere o mantenere il peso. Sapendo quante calorie vengono bruciate, puoi calcolare quanto consumare. Ad esempio:
- Mangia e brucia la stessa quantità di calorie per mantenere il peso;
- reclutare - il consumo deve superare la combustione;
- per perdere, devi consumare meno calorie di quelle che bruci.
Come calcolare le calorie
Il passo successivo dopo la stima del metabolismo basale è calcolare le calorie dello stile di vita:
- Seduto. Senza attività fisica. Moltiplica il BMR per 1, 2.
- Leggermente attivo. Fare esercizi leggeri 1-3 volte a settimana. Moltiplica UBM per 1.375.
- Moderatamente attivo. Attività fisica 3-5 volte in sette giorni. UBM volte 1.55.
- Attivo. Fino a sette allenamenti a settimana. Moltiplica il BMR per 1.725.
- Duro lavoro. Attività fisica costante. UBM volte 1, 9.
La formula sarebbe più accurata se includesse la composizione corporea, la storia del peso e altri fattori.
Motivi delle differenze individuali
In Scozia, è stato condotto uno studio sul metabolismo basale su 150 adulti. Gli indicatori variavano da 1020 a 2500 kcal/giorno. I ricercatori hanno calcolato che il 62,4% di questa variazione era dovuto a differenze nella "massa magra". Altri motivi includevano il grasso corporeo(6,8%), età (1,8%) ed errore sperimentale (2,1%). Il resto della variazione (26,6%) era inspiegabile. Non è stata influenzata dal sesso o dalle dimensioni dei tessuti negli organi ad alta energia come il cervello.
Biochimica
L'aumento della termogenesi postprandiale nel metabolismo basale si verifica a seconda della composizione del cibo consumato. Quasi il 70% del consumo totale di energia umana è associato ai processi di supporto vitale che si verificano nel corpo. Circa il 20% del dispendio energetico deriva dall'attività fisica. Circa il 10% - per la digestione del cibo. Questi processi richiedono il consumo di ossigeno con coenzimi. Questo dà energia per sopravvivere ed espellere l'anidride carbonica.
La maggior parte dell'energia che il corpo spende per mantenere il livello richiesto di liquidi nei tessuti. Circa un decimo è dedicato al lavoro meccanico (respirazione, digestione e battito cardiaco).
La scomposizione di molecole grandi in molecole più piccole è catabolismo (per esempio, la scomposizione delle proteine in amminoacidi). L'anabolismo è il processo della loro creazione (le proteine vengono convertite in aminoacidi). Il metabolismo è il risultato di queste reazioni.
Ipotesi del battito cardiaco
Nel 1925, Raymond Pearl propose che la durata della vita fosse inversamente correlata al tasso metabolico basale. Il supporto di questa teoria deriva dal fatto che i grandi animali hanno una vita più lunga. Questa ipotesi è stata supportata da diversi nuovi studi che collegano i livelli basali inferiorimetabolismo con aumento del ciclo vitale nel regno animale, uomo compreso. La restrizione calorica e l'abbassamento dei livelli di ormone tiroideo sono stati associati a una maggiore longevità negli animali.
Tuttavia, il rapporto tra la spesa energetica giornaliera totale e il tasso metabolico a riposo può variare da 1,6 a 8,0 in diverse specie di mammiferi.
Con il ridimensionamento allometrico, la durata massima della vita potenziale è direttamente correlata al tasso metabolico.
Aspetti medici
Il metabolismo umano dipende dalla sua attività e dalle sue condizioni fisiche. Diminuendo l'assunzione di cibo di solito si riduce la sua velocità. Il corpo cerca di conservare l'energia. Gli studi dimostrano che una dieta ipocalorica (meno di 800 calorie al giorno) riduce il tasso dei processi metabolici di oltre il 10%. Anche la menopausa e la malattia influiscono sul metabolismo.
