เมแทบอลิซึมพื้นฐานคืออัตราการใช้พลังงานต่อหน่วยเวลา ความถูกต้องของการวัดต้องใช้เกณฑ์ที่เข้มงวด ซึ่งรวมถึงสภาพร่างกายและจิตใจที่สงบ สภาพแวดล้อมที่เป็นกลางทางความร้อน และสภาวะหลังการดูดซึม
รายละเอียด
การผลิตความร้อนของร่างกายเรียกว่าเทอร์โมเจเนซิส สามารถวัดเพื่อกำหนดปริมาณพลังงานที่ใช้ไป เมแทบอลิซึมพื้นฐานลดลงตามอายุ นอกจากนี้ยังสามารถเพิ่มขึ้นได้ด้วยการสร้างมวลกล้ามเนื้อ โรค อาหาร ระดับความเครียด อุณหภูมิสิ่งแวดล้อมล้วนส่งผลต่อการใช้พลังงานโดยรวม
วิธีการคำนวณ
การคำนวณอัตราเมแทบอลิซึมที่แม่นยำนั้นต้องไม่กระตุ้นระบบประสาทขี้สงสารของบุคคล สามารถวัดได้โดยการวิเคราะห์ก๊าซโดยใช้การวัดปริมาณความร้อนโดยตรงหรือโดยอ้อม
คุณยังสามารถคำนวณอัตราการเผาผลาญพื้นฐานของคุณโดยใช้สมการโดยใช้อายุ เพศ ส่วนสูง และน้ำหนัก การศึกษาโดยใช้ทั้งสองวิธีมีหลักฐานยืนยันความถูกต้องความฉลาดทางการหายใจ ซึ่งวัดองค์ประกอบภายในและการใช้คาร์โบไฮเดรต ไขมัน และโปรตีนในขณะที่พวกมันถูกแปลงเป็นหน่วยของสารตั้งต้นของพลังงาน
ความยืดหยุ่นของฟีโนไทป์
เมแทบอลิซึมพื้นฐานเป็นลักษณะที่ยืดหยุ่น สามารถปรับย้อนกลับได้ภายในร่างกาย ตัวอย่างเช่น อุณหภูมิที่ต่ำกว่ามักจะส่งผลให้อัตราการเผาผลาญสูงขึ้น มีสองรุ่นที่อธิบายว่าเมแทบอลิซึมพื้นฐานเปลี่ยนแปลงอย่างไรตามอุณหภูมิ: Variable Maximum Model (VMM) และ Variable Fractional Model (VFM)
PMM อ้างว่าอัตราการเผาผลาญเพิ่มขึ้นในช่วงฤดูหนาว PFM กล่าวว่าอัตราการเผาผลาญพื้นฐานคงที่
วิจัย
ในช่วงต้นของงานโดยนักวิทยาศาสตร์ J. Arthur Harris และ Francis G. Benedict แสดงให้เห็นว่าค่าเมตาบอลิซึมโดยประมาณสามารถหาได้จากพื้นที่ผิวกาย (คำนวณจากส่วนสูงและน้ำหนัก) อายุ และเพศ โดยคำนึงถึงตัวบ่งชี้ออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ที่นำมาจากการวัดปริมาณความร้อน
โดยการกำจัดความแตกต่างทางเพศที่เกิดจากการสะสมของเนื้อเยื่อไขมันโดยแสดงอัตราการเผาผลาญต่อหน่วยของน้ำหนักตัวที่ "ปราศจากไขมัน" การคำนวณค่าอัตราการเผาผลาญพื้นฐาน (BMR) ระหว่างเพศเป็นหลัก เหมือนเดิม
สรีรวิทยา
อวัยวะหลักที่ควบคุมการเผาผลาญคือไฮโปทาลามัส เป็นส่วนหนึ่งของผนังด้านข้างช่องที่สามของสมอง หน้าที่หลักของมลรัฐ:
- ควบคุมและบูรณาการการทำงานของระบบประสาทอัตโนมัติ (ANS) ควบคุมการหดตัวของกล้ามเนื้อหัวใจและการหลั่งของอวัยวะต่อมไร้ท่อจำนวนมาก (ต่อมไทรอยด์)
- ควบคุมความรู้สึกโกรธและก้าวร้าว
- ควบคุมอุณหภูมิร่างกาย
- ควบคุมการบริโภคอาหาร
ศูนย์โภชนาการ (ความหิว) รับผิดชอบความรู้สึกที่ทำให้คนมองหาอาหาร ด้วยโภชนาการที่เพียงพอ ระดับเลปตินจะสูง ศูนย์อิ่มตัวถูกกระตุ้น แรงกระตุ้นถูกส่งไปปิดกั้นความรู้สึกหิว หากมีอาหารไม่เพียงพอ ระดับเกรลินจะเพิ่มขึ้น ตัวรับของมลรัฐจะหงุดหงิด มีความหิว
ศูนย์กระหายน้ำทำงานในลักษณะเดียวกัน แรงดันออสโมติกที่เพิ่มขึ้นของของเหลวนอกเซลล์กระตุ้นเซลล์ของมลรัฐ หากกระหายน้ำ ความกดดันจะลดลง หน้าที่เหล่านี้เป็นกลไกการเอาตัวรอดที่บังคับให้บุคคลต้องรักษากระบวนการทางร่างกายโดยวัดจากอัตราการเผาผลาญพื้นฐาน
เขียนพารามิเตอร์
Basal Metabolism Formulas เผยแพร่ครั้งแรกในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 พวกเขาใช้แนวคิดต่อไปนี้:
- P - การผลิตความร้อนทั้งหมดเมื่อพักเต็มที่;
- m - มวล (กก.);
- h - ส่วนสูง (ซม.);
- a - อายุ (ปี).
วิธีประมาณค่าที่นิยมวิธีหนึ่งคือสูตรแฮร์ริส-เบเนดิกต์:
- สำหรับผู้หญิง: UBM=665 + (9.6 × m) + (1.8 × h) - (4.7 ×ก);
- สำหรับผู้ชาย: BMR=66 + (13.7 × m) + (5 × h) - (6.8 × a)
คำนวณทำไม
อัตราการเผาผลาญพื้นฐานสามารถใช้เพื่อเพิ่ม ลด หรือรักษาน้ำหนักได้ เมื่อทราบจำนวนแคลอรีที่เผาผลาญไป คุณสามารถคำนวณได้ว่าต้องบริโภคเท่าไร ตัวอย่างเช่น:
- กินและเผาผลาญแคลอรี่ให้เท่ากันเพื่อรักษาน้ำหนัก
- รับสมัคร - การบริโภคต้องเกินการเผาไหม้
- เพื่อลดน้ำหนัก คุณต้องบริโภคแคลอรี่น้อยกว่าที่คุณเผาผลาญ
วิธีคำนวณแคลอรี่
ขั้นตอนต่อไปหลังจากประมาณอัตราการเผาผลาญพื้นฐานแล้วคือการคำนวณแคลอรี่ในไลฟ์สไตล์:
- นั่ง โดยไม่ต้องออกกำลังกาย คูณ BMR ด้วย 1, 2.
- แอคทีฟเล็กน้อย ออกกำลังกายเบาๆ 1-3 ครั้งต่อสัปดาห์ คูณ UBM ด้วย 1, 375.
- เคลื่อนไหวปานกลาง การออกกำลังกาย 3-5 ครั้งในเจ็ดวัน UBM คูณ 1.55.
- ใช้งานอยู่ มากถึงเจ็ดการออกกำลังกายต่อสัปดาห์ คูณ BMR ด้วย 1, 725
- ทำงานหนัก. การออกกำลังกายอย่างต่อเนื่อง UBM คูณ 1, 9.
สูตรจะแม่นยำกว่านี้ถ้ารวมองค์ประกอบร่างกาย ประวัติน้ำหนัก และปัจจัยอื่นๆ
สาเหตุของความแตกต่างของแต่ละบุคคล
ในสกอตแลนด์ มีการศึกษาอัตราการเผาผลาญพื้นฐานในผู้ใหญ่ 150 คน ตัวชี้วัดอยู่ในช่วงตั้งแต่ 1,020 ถึง 2500 kcal/วัน นักวิจัยคำนวณว่า 62.4% ของรูปแบบนี้เกิดจากความแตกต่างของ "มวลที่ปราศจากไขมัน" สาเหตุอื่นๆ ได้แก่ ไขมันในร่างกาย(6.8%) อายุ (1.8%) และข้อผิดพลาดในการทดลอง (2.1%) รูปแบบที่เหลือ (26.6%) ไม่ได้อธิบายไว้ เธอไม่ได้รับผลกระทบจากเพศหรือขนาดเนื้อเยื่อในอวัยวะที่มีพลังงานสูง เช่น สมอง
ชีวเคมี
thermogenesis ภายหลังตอนกลางวันในการเผาผลาญพื้นฐานนั้นขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของอาหารที่บริโภค เกือบ 70% ของการใช้พลังงานทั้งหมดของมนุษย์เกี่ยวข้องกับกระบวนการช่วยชีวิตที่เกิดขึ้นในร่างกาย การใช้พลังงานประมาณ 20% มาจากการออกกำลังกาย ประมาณ 10% - สำหรับการย่อยอาหาร กระบวนการเหล่านี้ต้องการการใช้ออกซิเจนกับโคเอ็นไซม์ สิ่งนี้ให้พลังงานเพื่อความอยู่รอดและขับคาร์บอนไดออกไซด์
พลังงานส่วนใหญ่ที่ร่างกายใช้ในการรักษาระดับของเหลวที่ต้องการในเนื้อเยื่อ ประมาณหนึ่งในสิบเป็นงานเกี่ยวกับเครื่องจักร (การหายใจ การย่อยอาหาร และการเต้นของหัวใจ)
การแตกตัวของโมเลกุลขนาดใหญ่เป็นโมเลกุลที่เล็กลงคือแคแทบอลิซึม (เช่น การสลายโปรตีนให้เป็นกรดอะมิโน) แอแนบอลิซึมเป็นกระบวนการสร้าง (โปรตีนจะถูกแปลงเป็นกรดอะมิโน) การเผาผลาญเป็นผลมาจากปฏิกิริยาเหล่านี้
สมมติฐานการเต้นของหัวใจ
ในปี 1925 Raymond Pearl เสนอว่าอายุขัยมีความสัมพันธ์ผกผันกับอัตราการเผาผลาญพื้นฐาน การสนับสนุนทฤษฎีนี้มาจากข้อเท็จจริงที่ว่าสัตว์ขนาดใหญ่มีช่วงชีวิตที่ยืนยาวกว่า สมมติฐานนี้ได้รับการสนับสนุนจากการศึกษาใหม่หลายชิ้นที่เชื่อมโยงระดับพื้นฐานที่ต่ำกว่าเมแทบอลิซึมพร้อมกับวงจรชีวิตที่เพิ่มขึ้นในอาณาจักรสัตว์รวมทั้งมนุษย์ การจำกัดแคลอรี่และการลดระดับฮอร์โมนไทรอยด์ทำให้สัตว์มีอายุยืนยาวขึ้น
อย่างไรก็ตาม อัตราส่วนของการใช้พลังงานทั้งหมดต่อวันต่ออัตราการเผาผลาญขณะพักอาจแตกต่างกันจาก 1.6 ถึง 8.0 ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมชนิดต่างๆ
ด้วยการปรับขนาดแบบ allometric อายุขัยสูงสุดจะสัมพันธ์โดยตรงกับอัตราการเผาผลาญ
ด้านการแพทย์
การเผาผลาญของมนุษย์ขึ้นอยู่กับกิจกรรมและสภาพร่างกาย การลดปริมาณอาหารมักจะลดอัตรา ร่างกายพยายามประหยัดพลังงาน จากการศึกษาพบว่าการรับประทานอาหารที่มีแคลอรีต่ำ (น้อยกว่า 800 แคลอรีต่อวัน) จะช่วยลดอัตราการเผาผลาญลงได้มากกว่า 10 เปอร์เซ็นต์ วัยหมดประจำเดือนและโรคก็ส่งผลต่อการเผาผลาญอาหารเช่นกัน
