Alapanyagcsere - biológia
A Alapanyagcsere sebesség, szintén az alapanyagcsere sebessége az a mennyiség, amelyet főleg az emberben zajló anyagcsere jellemzésére használnak: Ez az az energiamennyiség, amelyre a testnek napi nyugalomban, közömbös hőmérsékleten (28 ° C) és éhgyomorra (azaz üres gyomorral) fenn kell tartania funkcióit. szükséges.
bevezetés
Fizikai szempontból az alapanyagcsere sebessége Munka időnként, így erő, a hivatalosan meghatározott SI egység a watt (= joule/másodperc). A gyakorlatban azonban az elavult kalóriaegységet szokták használni joule helyett, és az alapanyagcsere sebességet - mivel ez mindig egy egész napra, azaz 24 órára vonatkozik - ennek megfelelően kilokalóriában adják meg 24 óránként (kcal/24 óra) (ezáltal szintén a „/ 24 h” hivatkozás gyakran kimarad). A kilojoule és a kilokalória közötti átalakításra az alábbiak vonatkoznak:
$ 1 kcal = 4.186 kJ $ és $ 1 kJ = 0.239 kcal $ .
Az alapanyagcsere sebességét befolyásoló tényezők a következők: életkor, nem, testtömeg, testméret, izomtömeg, ruházaton keresztüli hőszigetelés és egészségi állapot (pl. Ha a láz miatt nő a testhőmérséklet stb.).
Mérés
Kalorimetriás módszerekkel az alapanyagcsere sebessége mérhető közvetlenül a leadott hőmennyiségen keresztül, vagy közvetett módon az oxigénfogyasztás révén, ami a tudományos kutatáson kívül, például a kórházakban túl időigényes a mindennapi élet számára.
A közvetlen kalorimetriát Antoine Laurent de Lavoisier dolgozta ki a 18. században, de ma már csak történelmi jelentőségű. Ehelyett a mai orvosi gyakorlatban az alany légzésáramlását spirométerekkel mérik, és ebből határozzák meg a légzés térfogatát, az oxigénfogyasztást és végső soron magát az alapanyagcsere sebességet. [1]
Számítás közelítő képletekkel
Harris-Benedict-formula
Megjelent már 1918-ban J. A. Harris és F. G. Benedict a róluk elnevezett Harris-Benedict-formula, amelyben a $ m $ testtömeg, a $ l $ magasság és a $ t $ kor szerepel az alapanyagcsere befolyásoló tényezőjeként. [2]
A képlet még mindig jó közelítést jelent a mért alap metabolikus sebességhez ($ G $), amelyet a táplálkozási orvoslás általában elfogad.
Az első nyár észrevehető különbsége szinte tízszeres - 66.5 férfiaknál, 655 nőknél - kifejezi, hogy a férfiaknál az alapanyagcsere sebességét inkább a testalkat és az attól függő izomtömeg határozza meg.
Broca index kiigazítás
Mivel az alapanyagcsere/testtömeg-kilogramm csökken a testzsír százalékának növekedésével, a fentieket elsősorban 30 kg/m² BMI-től kell alkalmazni. Képletek egy korrigált testtömeg használható: $ m_> $, figyelembe véve a Normál súlyú $ m_> $ után Paul Broca az alábbiak szerint számítva:
Egyszerűsítés akkor jön létre, ha mindkét képletet egyesítjük. A korrigált bazális metabolikus sebességet kapjuk korrigált testtömeg használata nélkül.
A képlet férfiaknak szól
A korrigált bazális anyagcsere arány kiszámításán kívül a Broca szerinti normál súlynak gyakorlatilag nincs szerepe, és a túlsúly és az elhízás Testtömeg-index, valamint számos egyéb fizikai paraméter.
Mifflin-St.Jeor formula
Mifflin és St.Jeor [3] 1990-ben javasolt egy újabb formulát, amely állítólag figyelembe veszi az elmúlt 100 év életmódbeli változásait, és átlagosan körülbelül 5% -kal pontosabb. [4]
t> + s \ jobbra) \ frac >>, $ a +A férfiaknál 5, a nőknél –161.
Egyszerű becslés
Sokkal egyszerűbb, de mindennapi használatra mégis alkalmas az a hozzávetőleges feltételezés, hogy az ember napi 25 kcal-t fogyaszt testtömeg-kilogrammonként az említett körülmények között. A következő egyszerűsített képlet származik ebből:
Mivel egy napnak 24 órája van, és 100 kJ körülbelül 24 kcal-nak felel meg, számos publikációban még ennél is egyszerűbb, 24-es faktorú ökölszabályt alkalmaznak. Például a súly 100-szorosa adja az egy nap alapanyagcsere sebességét kilojoule-okban, maga a tömeg pedig az egy óra alapanyag-anyagcserét kcal-ban. Ezen ökölszabály szerint az ember napi alapanyagcseréjét a következőképpen számítják ki:
Mivel a férfiak testtömegükhöz képest átlagosan valamivel magasabbak, és mind az izomtömegük, mind pedig a testzsírjuk kevesebb, mint a nőknél, feltételezzük, hogy a nőknél az alapanyagcsere aránya 10% -kal alacsonyabb:
Ennek eredményeként a 70 kg-os személy esetében a következő értékeket kapjuk:
Tényleges energiafelhasználás
A megnövekedett fizikai aktivitással az energiafogyasztás is növekszik, így naponta ráadásul átalakított energiamennyiség Teljesítmény forgalom hívott. A tényleges energiaforgalmat (az alap- és áramforgalom összegeként) megbecsülhetjük, ha összehasonlítjuk a korábban meghatározott alapforgalmat az a-val Aktivitási tényező megsokszorozva. Ez fekvő helyzetben vagy ülve 1,2 és 6 felett van, ha nehéz fizikai munkát végez, pl. a nehéziparban, néha a sportban is sokkal magasabb. Irodai munka esetén viszont csak 1,3–1,6 aktivitási tényezőt kap.
Betegség esetén a tényleges energiaigény meghatározásához szükséges alapanyagcsere-sebességet az aktivitási tényező alapján is kiszámítják (ami ágyhoz kötött betegeknél 1,2, mobilizált betegeknél 1,3). Trauma faktor szorozva, amelyet a betegség súlyossága határoz meg és 1,0 és 1,6 között mozog.
A nyugalmi állapotban lévő személy által leadott átlagos hő kb. 90 watt, óránként körülbelül 15 liter szén-dioxidot termel, és napi 1-2 liter vizet izzad, ami 26–52 watt hűtési képességnek felel meg.
Teljesítményelosztás
A máj és a vázizmok teszik ki az emberi szervezetben a bazális anyagcsere arányának legnagyobb részét (körülbelül 26% -kal), ezt követi az agy 18% -kal, a szív 9% -kal és a vese 7% -kal. A fennmaradó 14% -ot a többi szerv teszi ki.