Rustende metaboliese tempo
Rustende metaboliese tempo ( RMR ) is die hele liggaam soogdier (en ander vertebrate) metabolisme tydens 'n tydperk van streng en bestendige rus voorwaardes wat bepaal word deur 'n kombinasie van aannames van fisiologiese homeostase en biologiese balans . RMR verskil van basale metaboliese tempo (BMR) omdat BMR-metings aan die totale fisiologiese ewewig moet voldoen, terwyl RMR-toestande kan verander en gedefinieer word deur die kontekstuele beperkings. Daarom word BMR in die ontwykende 'perfekte' bestendige toestand gemeet, terwyl RMR-meting toegankliker is en dus die meeste, indien nie alle metings of ramings van die daaglikse energieverbruik verteenwoordig nie. [1]
Indirekte kalorimetrie is die studie of kliniese gebruik van die verhouding tussen Respirometrie en bio-energetika , waar die meting van die tariewe van suurstofverbruik, soms koolstofdioksied produksie, en minder dikwels ureum produksie is omskep om tariewe van energie-uitgawes, uitgedruk as die verhouding tussen i ) energie en ii) die tydsraamwerk van die meting . Byvoorbeeld, na ontleding van die suurstofverbruik van 'n mens, as 5,5 kilokalorieë energie tydens 'n meting van vyf minute vanaf 'n uitgeruste individu geskat is, dan is die rusmetaboliese tempo gelyk aan 1,1 kcal / min.
'N Omvattende behandeling van verwarrende faktore op BMR-metings word reeds in 1922 in Massachusetts getoon deur professor in ingenieurswese, Frank B Sanborn, waarin beskrywings van die effekte van voedsel, houding, slaap, spieraktiwiteit en emosie kriteria bied vir die skeiding van BMR van RMR. [2] [3] [4]
Indirekte kalorimetrie
Voor-rekenaar tegnologieë
In die 1780's vir die Franse Akademie vir Wetenskappe het Lavoisier , Laplace en Seguin die verband tussen direkte kalorimetrie en respiratoriese gaswisseling van soogdiere ondersoek en gepubliseer . 100 jaar later in die 19de eeu vir die Wesleyan Universiteit in Connecticut, het professore Atwater en Rosa genoeg bewyse gelewer van die vervoer van stikstof, koolstofdioksied en suurstof tydens die metabolisme van aminosure, glukose en vetsure by mense, wat die waarde van indirekte kalorimetrie by die bepaling van bioenergetika van vrylewende mense. [5] [6] Die werk van Atwater en Rosa het dit ook moontlik gemaak om die kaloriewaardes van voedsel te bereken, wat uiteindelik die kriteria geword het wat deur die USDA aangeneem is om die voedselkalorie-biblioteek te skep. [7]
In die vroeë 20ste eeu aan die Universiteit van Oxford het die fisiologiese navorser Claude Gordon Douglas 'n goedkoop en mobiele metode ontwikkel om asemhaling te versamel (deels ter voorbereiding van eksperimente op Pike's Peak, Colorado). In hierdie metode blaas die onderwerp oor 'n opgetekende tydperk uit in 'n byna ondeurdringbare en groot volume versamelsak. Die totale volume word gemeet, die suurstof- en koolstofdioksiedinhoud word geanaliseer en die verskille van geïnspireerde "omringende" lug word bereken om die dosis suurstofopname en koolstofdioksieduitsette te bepaal. [8]
Om die energieverbruik van die uitgeasemde gasse te skat, is verskeie algoritmes ontwikkel. Een van die mees gebruikte is in 1949 aan die Universiteit van Glasgow ontwikkel deur navorsingsfisioloog JB de V. Weir. Sy verkorte vergelyking vir die beraming van die metaboliese tempo is geskryf met die tempo van gaswisseling wat volume / tyd is, urinêre stikstof uitgesluit, en toegelaat word om 'n tydsomskakelingsfaktor van 1,44 op te neem om die energieverbruik van 24 k te ekstrapoleer van 'kcal per minuut' na "Kcal per dag." Weir het die Douglas Bag-metode gebruik in sy eksperimente, en ter ondersteuning van die verwaarlosing van die effek van proteïenmetabolisme onder normale fisiologiese toestande en eetpatrone van ~ 12,5% proteïenkalorieë, het hy geskryf:
- "... As die persentasie proteïenkalorieë [verbruik] tussen 10 en 14 lê, is die maksimum fout in die gebruik van [die vergelyking] minder as 1 uit elke 500." [9]
'N Oorsig van hoe suurstof en koolstofdioksied verband hou met menslike energieverbruik
Rekenaargesteunde RMR-metings
In die vroeë sewentigerjare het rekenaartegnologie dataverwerking op die terrein moontlik gemaak, 'n real-time analise en selfs grafiese vertonings van metaboliese veranderlikes, soos O 2 , CO 2 en lugvloei, aangemoedig om akademiese instellings aan te moedig om akkuraatheid en akkuraatheid te toets. op nuwe maniere. [10] [11] Enkele jare later in die dekade het batterye met stelsels debuteer. Byvoorbeeld, 'n demonstrasie van die mobiele stelsel met digitale vertoning van die kumulatiewe suurstofverbruik sowel as die afgelope minuut, is in 1977 aangebied tydens die Proceedings of the Physiology Society. [12] Namate die vervaardigings- en rekenaarkoste oor die volgende paar dekades gedaal het, het verskillende universele kalibrasiemetodes vir die voorbereiding en vergelyking van verskillende modelle in die negentigerjare aandag gegee aan tekortkominge of voordele van verskillende ontwerpe. [13] Benewens laer koste, is die metaboliese veranderlike CO 2 dikwels geïgnoreer, wat eerder 'n fokus op suurstofverbruiksmodelle van gewigsbeheer en oefenoefening bevorder het. In die nuwe millennium word kleiner indirekte kalorimeters van 'desktop-grootte' versprei met toegewyde persoonlike rekenaars en drukkers en word moderne Windows-sagteware gebruik. [14]
Gebruik
RMR-metings word aanbeveel by die beraming van die totale daaglikse energieverbruik (TEE). Aangesien BMR- maatstawwe beperk is tot die smal tydsraamwerk (en streng voorwaardes) na wakker word, word die RMR-maatreël vir losser voorwaardes gewoonlik uitgevoer. In die oorsig wat deur die USDA georganiseer is , [15] het die meeste publikasies spesifieke toestande van rusmetings gedokumenteer, insluitend tyd vanaf die jongste voedselinname of fisiese aktiwiteite; hierdie omvattende oorsig het geskat dat RMR 10 - 20% hoër is as BMR weens die termiese effek van voeding en oorblywende brandwonde as gevolg van aktiwiteite wat gedurende die dag plaasvind.
Verwantskap tussen rustende metaboliese tempo en energieverbruik
Afgesien van die thermochemie, kan die tempo van metabolisme en 'n hoeveelheid energie-uitgawes verkeerdelik omgeruil word, byvoorbeeld wanneer RMR en REE beskryf word.
Kliniese riglyne vir toestande van rusmetings
Die Akademie vir Voeding en Dieetkunde (AND) bied kliniese leiding vir die voorbereiding van 'n onderwerp vir RMR-maatreëls, [16] ten einde moontlike verwarrende faktore van voeding, stresvolle fisieke aktiwiteite of blootstelling aan stimulante soos kafeïen of nikotien te verminder:
Ter voorbereiding moet 'n onderwerp 7 uur of langer vas, en bedag wees op stimulante en stressors, soos kafeïen, nikotien en harde fisiese aktiwiteite soos doelgerigte oefeninge.
30 minute voordat die meting uitgevoer word, moet 'n onderwerp op die rug lê sonder fisiese bewegings, geen leeswerk of musiek luister nie. Die atmosfeer moet stimulasie verminder deur konstant stil, lae beligting en bestendige temperatuur te handhaaf. Hierdie toestande duur voort gedurende die meetfase.
Verder behels die korrekte gebruik van 'n goed onderhoude indirekte kalorimeter die bereiking van 'n natuurlike en bestendige asemhalingspatroon om die suurstofverbruik en die produksie van koolstofdioksied onder 'n reproduceerbare rustoestand te openbaar. Indirekte kalorimetrie word beskou as die goudstandaardmetode om RMR te meet. [17] Indirekte kalorimeters word gewoonlik in laboratorium- en kliniese omgewings aangetref, maar tegnologiese vooruitgang bring RMR-meting tot vrye lewensomstandighede.
Gebruik van REE in gewigsbeheer
Gewigsbeheer op lang termyn is direk eweredig aan kalorieë wat deur voeding opgeneem word; nietemin speel magdom nie-kaloriese faktore ook biologies belangrike rolle (word nie hier behandel nie) in die beraming van energie-inname. By die tel van energieverbruik is die gebruik van 'n rustmeting (RMR) die akkuraatste metode om die grootste deel van die totale daaglikse energieverbruik (TEE) te bereken, waardeur die naaste benaderings gegee word wanneer u 'n kalorie-innamesplan beplan en volg. Dus word skatting van REE deur indirekte kalorimetrie sterk aanbeveel vir die uitvoering van gewigbeheer op lang termyn, 'n gevolgtrekking waartoe voortgesette waarnemingsnavorsing deur gerespekteerde instellings soos die USDA , AND (voorheen ADA), ACSM en internasionaal deur behaal is. die WGO .
Algemene korreleer met metaboliese tempo en 24-uur energieverbruik
Energieverbruik is gekoppel aan 'n aantal faktore, in alfabetiese volgorde gelys.
- Ouderdom: Behalwe die epidemiologies gekorreleer tendense van veroudering, verlaag fisiese aktiwiteit, en die verlies van maer spiermassa, [18] verminder sellulêre aktiwiteit (die veroudering daarvan) kan ook bydra tot die verlaging van REE.
Werk aan nie-menslike spesies
RMR word gereeld in die ekologie gebruik om die reaksie van individue op veranderinge in omgewingstoestande te bestudeer.
Parasiete het per definisie 'n negatiewe uitwerking op hul gashere, en daar word dus verwag dat dit 'n effek op die RMR mag hê. Wisselende effekte van parasietinfeksie op gasheer-RMR is gevind. Die meeste studies dui op 'n toename in RMR met parasietinfeksie, maar ander toon geen effek of selfs 'n afname in RMR nie. Dit is nog onduidelik waarom so 'n variasie in die rigting van verandering in RMR met parasietinfeksie gesien word. [19]
Verwysings
- ^ Ravussin, E .; Burnand, B .; Schutz, Y .; Jéquier, E. (1 Maart 1982). "Vier-en-twintig uur energieverbruik en rusmetaboliese tempo by vetsugtige, matig vetsugtige en beheerde proefpersone". Die Amerikaanse tydskrif vir kliniese voeding . 35 (3): 566–573. doi : 10.1093 / ajcn / 35.3.566 . ISSN 0002-9165 . PMID 6801963 .
- ^ Sanborn MS, Frank B (1922). Basale metabolisme: die bepaling en toepassing daarvan . bl. 20 . Besoek op 21 Maart 2016 .
- ^ McNab, BK 1997. Oor die nut van eenvormigheid in die definisie van basale tempo van metabolisme. Fisiol. Dieretuin. Vol.70; 718–720.
- ^ Speakman, JR, Krol, E., Johnson, MS 2004. Die funksionele betekenis van individuele variasie in basale metaboliese tempo. Fis. Biochem. Dieretuin. Vol. 77 (6): 900–915.
- ^ Verslag van voorlopige ondersoeke na die metabolisme van stikstof en koolstof in die menslike organisme, met 'n asemhalingskalorimeter van spesiale konstruksie . Die internetargief . Washington: Regering Druk. Uit. 1897 . Besoek op 07/03/2016 .
- ^ Beskrywing van 'n nuwe respiratoriese kalorimeter en eksperimente oor die behoud van energie in die menslike liggaam . Die internetargief . Washington: Regering druk. af. 1899 . Besoek op 07/03/2016 .
- ^ Waarom kalorieë tel . Universiteit van Kalifornië Press . Besoek op 03-03-2016 .
- ^ Cunningham, DJC (1964-11-01). "Claude Gordon Douglas. 1882-1963" . Biografiese herinneringe van genote van die Royal Society . 10 : 51–74. doi : 10.1098 / rsbm.1964.0004 .
- ^ Weir, JB de V. (1949). "Nuwe metodes vir die berekening van metabolisme met spesiale verwysing na proteïenmetabolisme" . Die Tydskrif vir Fisiologie . 109 (1–2): 1–9. doi : 10.1113 / jphysiol.1949.sp004363 . PMC 1392602 . PMID 15394301 .
- ^ Beaver, WL; Wasserman, K; Whipp, BJ (1973). "On-line rekenaaranalise en asem-vir-asem-grafiese weergawe van oefenfunksietoetse". Tydskrif vir Toegepaste Fisiologie . 34 (1): 128–132. doi : 10.1152 / jappl.1973.34.1.128 . PMID 4697371 .
- ^ Wilmore, JH; Davis, JA; Norton, AC (1976). "'N Geautomatiseerde stelsel vir die beoordeling van metaboliese en respiratoriese funksie tydens oefening". Tydskrif vir Toegepaste Fisiologie . 40 (4): 619–624. doi : 10.1152 / jappl.1976.40.4.619 . PMID 931884 .
- ^ Humphrey, SJE; Wolff, HS (1977). "Die Oxylog". Tydskrif vir Fisiologie . 267 : 12. doi : 10.1113 / jphysiol.1977.sp011841 .
- ^ Huszczuk, A; Whipp, BJ; Wasserman, K (1990). "'N Asemhalingsgaswisselsimulator vir roetine-kalibrering in metaboliese studies" (PDF) . Europese respiratoriese joernaal . 3 (4): 465–468. PMID 2114308 . Besoek op 07/03/2016 .
- ^ "Angeion Jaarverslag 2005 - bladsy 7 - Narratiewe beskrywing van sake - Algemeen" (PDF) . MGC Diagnostics Company . MGC Diagnostics . Besoek op 07/03/2016 .
- ^ "Dieetverwysingsinname vir energie, koolhidrate, vesel, vet, vetsure, cholesterol, proteïene en aminosure (makrovoedingstowwe) (2005)" . USDA . Nasionale Akademie vir Wetenskappe, Instituut vir Geneeskunde, Voedsel- en Voedingsraad. Gearchiveer vanaf die oorspronklike op 10 Maart 2016 . Besoek op 21 Maart 2016 .
- ^ Raynor, Hollie; Champagne, Catherine (2016). "Posisie van die Akademie vir Voeding en Dieetkunde: Intervensies vir die behandeling van oorgewig en vetsug by volwassenes" . Tydskrif vir die Akademie vir Voeding en Dieetkunde . 116 (1): 129–47. doi : 10.1016 / j.jand.2015.10.031 . PMID 26718656 . Besoek op 21 Maart 2016 .
- ^ Haugen, Heather A .; Chan, Lingtak-Neander; Li, Fanny (2007-08-01). "Indirekte kalorimetrie: 'n praktiese gids vir klinici". Voeding in kliniese praktyk . 22 (4): 377–388. doi : 10.1177 / 0115426507022004377 . ISSN 0884-5336 . PMID 17644692 .
- ^ Manore, Melinda; Meyer, Nanna; Thompson, Janice (2009). Sportvoeding vir gesondheid en prestasie (2 uitg.). Verenigde State van Amerika: Menslike kinetika. ISBN 9780736052955. Besoek op 30 Oktober 2019 .
- ^ Robar, Nicholas; Murray, Dennis L .; Burness, Gary (2011). "Effekte van parasiete op gasverbruik: die rustende metaboliese tempo dooiepunt". Kanadese Tydskrif vir Dierkunde . 89 (11): 1146–1155. doi : 10.1139 / z11-084 .
Eksterne skakels
Media wat verband hou met rustende metaboliese tempo op Wikimedia Commons
Media wat verband hou met rustende metaboliese tempo op Wikimedia Commons