Βασικός ρυθμός μεταβολισμού

Βασικός μεταβολισμός

Ο βασικός μεταβολισμός είναι συνήθως μακράν η μεγαλύτερη συνιστώσα της συνολικής ενέργειας που χρησιμοποιείται. Η απελευθέρωση και η χρήση της ενέργειας σε αυτή την κατάσταση επαρκεί μόνο για τη λειτουργία των ζωτικών οργάνων, της καρδιάς, των πνευμόνων, του νευρικού συστήματος, των νεφρών, του ήπατος, του εντέρου, των σεξουαλικών οργάνων, των μυών και του δέρματος.

Βιοχημεία

Για το BMR, το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας καταναλώνεται για τη διατήρηση των επιπέδων υγρών στους ιστούς μέσω όσμωσης και μόνο το ένα δέκατο περίπου καταναλώνεται για μηχανική εργασία, όπως η πέψη, ο καρδιακός παλμός και η αναπνοή.

Αυτό που επιτρέπει στον κύκλο του Krebs να πραγματοποιεί μεταβολικές μεταβολές σε λίπη, υδατάνθρακες και πρωτεΐνες είναι η ενέργεια, η οποία μπορεί να οριστεί ως η ικανότητα ή η ικανότητα εκτέλεσης έργου.

Η διάσπαση μεγάλων μορίων σε μικρότερα μόρια - που συνδέεται με την απελευθέρωση ενέργειας - είναι ο καταβολισμός. Η διάσπαση των πρωτεϊνών σε αμινοξέα αποτελεί παράδειγμα καταβολισμού. Η θερμότητα του σώματος στα θερμόαιμα ζώα παράγεται από χημικές αντιδράσεις καταβολικού τύπου.

Η διαδικασία οικοδόμησης ονομάζεται αναβολισμός. Ο σχηματισμός πρωτεϊνών από αμινοξέα είναι μια αναβολική διαδικασία.

Η τριφωσφορική αδενοσίνη (ΑΤΡ) είναι το ενδιάμεσο μόριο που κινεί τη μεταφορά ενέργειας που χρησιμοποιείται στη μυϊκή συστολή. Το ΑΤΡ είναι ένα μόριο υψηλής ενέργειας επειδή αποθηκεύει μεγάλα ποσά ενέργειας στους χημικούς δεσμούς των δύο τερματικών φωσφορικών ομάδων. Η διάσπαση αυτών των χημικών δεσμών στον κύκλο του Krebs παρέχει την ενέργεια που απαιτείται για τη μυϊκή συστολή.

Ατομικές διαφορές

Ο μεταβολικός ρυθμός ποικίλλει από άτομο σε άτομο. Σε μια μελέτη 150 ενηλίκων, αντιπροσωπευτικών του πληθυσμού της Σκωτίας, αναφέρθηκαν βασικοί μεταβολικοί ρυθμοί από 1027 kcal ανά ημέρα (4301 kJ) έως 2499 kcal (10455 kJ). Ο μέσος όρος ήταν 1500 kcal (6279 kJ) ανά ημέρα.

Οι ερευνητές υπολόγισαν ότι το 62,3% αυτής της διακύμανσης εξηγείται από τις διαφορές στη μάζα (βάρος) μείον τα αποθέματα λίπους. Άλλοι παράγοντες ήταν η ποσότητα του λίπους (6,7%), η ηλικία (1,7%) και το πειραματικό σφάλμα, συμπεριλαμβανομένης της διαφοράς εντός του υποκειμένου (2%). Η υπόλοιπη διακύμανση (26,7%) δεν εξηγείται.

Επομένως, υπάρχουν διαφορές στη BMR ακόμη και όταν συγκρίνονται δύο άτομα με την ίδια άλιπη μάζα σώματος. Το κορυφαίο 5% των ατόμων μεταβολίζει την ενέργεια 28-32% ταχύτερα από τα άτομα με το χαμηλότερο 5% BMR. Για παράδειγμα, μια μελέτη ανέφερε μια ακραία περίπτωση όπου δύο άτομα με την ίδια άλιπη μάζα σώματος 43 kg είχαν BMR 1075 kcal/ημέρα (4,5 MJ) και 1790 kcal/ημέρα (7,5 MJ). Αυτή η διαφορά των 715 kcal (67%) ισοδυναμεί με το ένα από τα άτομα να ολοκληρώνει καθημερινά ένα τρέξιμο 10 χιλιομέτρων.

Το αρχικό γράφημα του μεγέθους του σώματος σε σχέση με τον μεταβολικό ρυθμό, σχεδιασμένο από τον Max Kleiber (1947).


Γραφική παράσταση του μεταβολικού ρυθμού (kcal/hr) σε σχέση με τη σωματική μάζα (g) σε ευρείες ταξινομικές ομάδες. Προσαρμογή από Hemmingsen 1960.

Εφέ κλιμάκωσης

Οι μεταβολικοί ρυθμοί ποικίλλουν ανάλογα με το μέγεθος των ζώων και αυτό συζητείται εδώ και πάνω από έναν αιώνα.

Τα γραφήματα δείχνουν ότι :

1. Ο μεταβολικός ρυθμός των θηλαστικών είναι μια κανονική συνάρτηση του μεγέθους του σώματός τους και
2. Η λειτουργία διαφέρει σημαντικά από την άμεση συνάρτηση των επιφανειών του σώματός τους.
3. Σε μια λογαριθμολογική κλίμακα, ο μεταβολισμός των θηλαστικών σε σχέση με το μέγεθος του σώματός τους σχηματίζει μια ευθεία γραμμή με κλίση περίπου 0,75.
4. Μεταγενέστερη έρευνα έδειξε ότι παρόμοιες σχέσεις ισχύουν για τα "ψυχρόαιμα" ζώα και τα πρωτόζωα.