مصرف انرژی و گرمازایی
مصرف انرژی، نرخی است که بدن با آن انرژی مصرف میکند و گرمازایی، تولید گرما به عنوان بخشی از آن مصرف است. این دو با هم یک سمت معادله تعادل انرژی را تشکیل میدهند: اجزای مصرف روزانه انرژی و ظرفیت بافتهای خاص برای اتلاف انرژی به صورت گرما، به تعیین اینکه آیا انرژی به صورت چربی ذخیره میشود یا سوزانده میشود، کمک میکنند.
Definition
مصرف انرژی، کل مقدار انرژی است که بدن در طول زمان مصرف میکند و شامل نرخ متابولیک پایه (در حالت استراحت)، اثر حرارتی غذا و هزینه انرژی فعالیت بدنی است؛ گرمازایی، تولید متابولیکی گرما است، از جمله گرمای اجباری ناشی از متابولیسم و گرمای اختیاری تولید شده توسط بافتهایی مانند بافت چربی قهوهای.
Scope
این موضوع شامل اجزای کل مصرف انرژی روزانه، زیستشناسی بافت چربی قهوهای و بژ، نقش جداسازی میتوکندریایی در تولید گرما و گرمازایی تطبیقی پس از تغییر وزن است. این مبحث به عنوان فیزیولوژی مرتبط با تعادل انرژی و چاقی ارائه میشود، نه به عنوان راهنمای بالینی.
Core questions
- اجزای کل مصرف انرژی روزانه و اندازههای نسبی آنها کدامند؟
- چربی قهوهای و بژ چگونه گرما تولید میکنند و سهم آنها در بزرگسالان چقدر است؟
- چرا مصرف انرژی پس از کاهش وزن کاهش مییابد و این چه معنایی برای حفظ وزن دارد؟
Key concepts
- کل مصرف انرژی روزانه (نرخ پایه، اثر حرارتی غذا، فعالیت)
- نرخ متابولیک پایه و در حالت استراحت
- بافت چربی قهوهای و پروتئین جداساز ۱ (UCP1)
- آدیپوسیتهای بژ (brite)
- جداسازی میتوکندریایی و گرمازایی غیرلرزشی
- گرمازایی تطبیقی پس از تغییر وزن
Mechanisms
کل مصرف انرژی روزانه عمدتاً توسط نرخ متابولیک پایه تعیین میشود، با سهمهای کوچکتر از اثر حرارتی غذا و فعالیت بدنی. یک جزء متمایز و اختیاری، گرمازایی غیرلرزشی در بافت چربی قهوهای است، جایی که پروتئین جداساز ۱ (UCP1) گرادیان پروتون میتوکندریایی را اتصال کوتاه میکند تا اکسیداسیون سوبسترا به جای ATP، گرما تولید کند. قرار گرفتن در معرض سرما این بافت را از طریق سیگنالدهی سمپاتیک فعال میکند و مطالعات تصویربرداری نشان دادهاند که چربی قهوهای فعال متابولیکی در بزرگسالان باقی میماند. پس از کاهش وزن، مصرف انرژی بیش از حد انتظار برای اندازه جدید بدن کاهش مییابد، یک پاسخ گرمازایی تطبیقی که به بازگشت وزن کمک میکند.
Clinical relevance
از آنجایی که مصرف انرژی یکی از عوامل تعیینکننده تعادل انرژی است، فیزیولوژی آن زیربنای دشواری حفظ کاهش وزن و علاقه به بافتهای گرمازا به عنوان اهداف تحقیقاتی است. این مدخل مکانیسمها و یافتهها را برای مرجع آموزشی توصیف میکند و مداخلات یا دوزها را تجویز نمیکند.
Evidence & guidelines
شواهد در این موضوع از مطالعات کنترلشده اتاق متابولیک در مورد مصرف انرژی پس از تغییر وزن تا مطالعات تصویربرداری که وجود بافت چربی قهوهای عملکردی را در بزرگسالان مجدداً تأیید کردند، متغیر است. اینها مطالعات فیزیولوژیکی اولیه و بررسیها هستند؛ این موضوع آنها را خلاصه میکند تا اینکه آنها را به توصیههای بالینی تبدیل کند.
History
بافت چربی قهوهای مدتها عمدتاً در نوزادان و پستانداران کوچک مرتبط تلقی میشد، در حالی که مصرف انرژی انسان بالغ عمدتاً از طریق کالریسنجی مورد مطالعه قرار میگرفت. در سال ۲۰۰۹، مطالعات تصویربرداری چربی قهوهای فعال متابولیکی و فعالشده با سرما را در بزرگسالان نشان دادند که علاقه به گرمازایی را به عنوان جزئی از تعادل انرژی انسان احیا کرد، و کارهای بعدی کنترل مولکولی آدیپوسیتهای قهوهای و بژ را ترسیم کردند.
Debates
- بافت چربی قهوهای چقدر به تعادل انرژی بزرگسالان کمک میکند؟
- چربی قهوهای عملکردی در بزرگسالان وجود دارد، اما سهم کمی آن در مصرف انرژی کل بدن و پتانسیل آن برای مهار چاقی همچنان سوالات فعالی هستند.
Key figures
- Rudolph Leibel
- C. Ronald Kahn
- Shingo Kajimura
- Wouter van Marken Lichtenbelt
Related topics
Seminal works
- leibel-1995
- cypess-2009
- vanmarkenlichtenbelt-2009
Frequently asked questions
- اجزای اصلی مصرف انرژی کدامند؟
- بزرگترین جزء، نرخ متابولیک پایه (در حالت استراحت) است، سپس هزینه انرژی فعالیت بدنی و اثر حرارتی غذا، با گرمازایی اختیاری به عنوان یک جزء اضافی و کوچکتر.
- چرا کاهش وزن حفظ وزن را دشوارتر میکند؟
- پس از کاهش وزن، مصرف انرژی بیش از آنچه برای بدن کوچکتر پیشبینی میشود، کاهش مییابد، یک پاسخ گرمازایی تطبیقی که بدن را به سمت بازگشت وزن از دست رفته سوق میدهد.