ऊर्जा व्यय और थर्मोजेनेसिस

ऊर्जा व्यय वह दर है जिस पर शरीर ऊर्जा का उपयोग करता है, और थर्मोजेनेसिस उस व्यय के हिस्से के रूप में गर्मी का उत्पादन है। साथ में वे ऊर्जा-संतुलन समीकरण का एक पक्ष बनाते हैं: दैनिक ऊर्जा उपयोग के घटक, और गर्मी के रूप में ऊर्जा को नष्ट करने के लिए कुछ ऊतकों की क्षमता, यह निर्धारित करने में मदद करती है कि ऊर्जा वसा के रूप में संग्रहीत होती है या जलती है।

Definition

ऊर्जा व्यय वह कुल ऊर्जा है जो एक शरीर समय के साथ उपभोग करता है, जिसमें बेसल (विश्राम) चयापचय दर, भोजन का थर्मिक प्रभाव, और शारीरिक गतिविधि की ऊर्जा लागत शामिल है; थर्मोजेनेसिस गर्मी का चयापचय उत्पादन है, जिसमें चयापचय से अनिवार्य गर्मी और भूरे वसा ऊतक जैसे ऊतकों द्वारा उत्पादित वैकल्पिक गर्मी शामिल है।

Scope

यह विषय कुल दैनिक ऊर्जा व्यय के घटकों, भूरे और बेज वसा ऊतक के जीव विज्ञान, गर्मी उत्पादन में माइटोकॉन्ड्रियल अनकपलिंग की भूमिका, और वजन परिवर्तन के बाद अनुकूली थर्मोजेनेसिस को शामिल करता है। इसे ऊर्जा संतुलन और मोटापे से संबंधित शरीर विज्ञान के रूप में प्रस्तुत किया गया है, न कि नैदानिक मार्गदर्शन के रूप में।

Core questions

• कुल दैनिक ऊर्जा व्यय के घटक और उनके सापेक्ष आकार क्या हैं?
• भूरे और बेज वसा गर्मी कैसे उत्पन्न करते हैं, और वयस्कों में उनका कितना योगदान होता है?
• वजन घटाने के बाद ऊर्जा व्यय क्यों घटता है, और वजन बनाए रखने के लिए इसका क्या अर्थ है?

Key concepts

• कुल दैनिक ऊर्जा व्यय (बेसल दर, भोजन का थर्मिक प्रभाव, गतिविधि)
• बेसल और विश्राम चयापचय दर
• भूरा वसा ऊतक और अनकपलिंग प्रोटीन 1 (UCP1)
• बेज (ब्राइट) एडिपोसाइट्स
• माइटोकॉन्ड्रियल अनकपलिंग और गैर-कंपकंपी थर्मोजेनेसिस
• वजन परिवर्तन के बाद अनुकूली थर्मोजेनेसिस

Mechanisms

कुल दैनिक ऊर्जा व्यय में बेसल चयापचय दर का प्रभुत्व होता है, जिसमें भोजन के थर्मिक प्रभाव और शारीरिक गतिविधि से छोटे योगदान होते हैं। एक विशिष्ट, वैकल्पिक घटक भूरे वसा ऊतक में गैर-कंपकंपी थर्मोजेनेसिस है, जहां अनकपलिंग प्रोटीन 1 (uncoupling protein 1) माइटोकॉन्ड्रियल प्रोटॉन ग्रेडिएंट को शॉर्ट-सर्किट करता है ताकि सब्सट्रेट ऑक्सीकरण एटीपी (ATP) के बजाय गर्मी पैदा करे। ठंड के संपर्क में आने से सहानुभूतिपूर्ण संकेत के माध्यम से इस ऊतक को सक्रिय करता है, और इमेजिंग अध्ययनों से पता चला है कि चयापचय रूप से सक्रिय भूरा वसा वयस्कों में बना रहता है। वजन घटाने के बाद, ऊर्जा व्यय नए शरीर के आकार के लिए अपेक्षित से अधिक घट जाता है, एक अनुकूली थर्मोजेनिक प्रतिक्रिया जो वजन बढ़ने का पक्ष लेती है।

Clinical relevance

क्योंकि ऊर्जा व्यय ऊर्जा संतुलन का एक निर्धारक है, इसका शरीर विज्ञान वजन घटाने को बनाए रखने की कठिनाई और अनुसंधान लक्ष्यों के रूप में थर्मोजेनिक ऊतकों में रुचि को रेखांकित करता है। यह प्रविष्टि शैक्षिक संदर्भ के लिए तंत्र और निष्कर्षों का वर्णन करती है और हस्तक्षेप या खुराक निर्धारित नहीं करती है।

Evidence & guidelines

इस विषय में साक्ष्य वजन परिवर्तन के बाद ऊर्जा व्यय के नियंत्रित चयापचय-कक्ष अध्ययनों से लेकर इमेजिंग अध्ययनों तक हैं जिन्होंने वयस्कों में कार्यात्मक भूरे वसा ऊतक की उपस्थिति को फिर से स्थापित किया। ये प्राथमिक शारीरिक अध्ययन और समीक्षाएं हैं; विषय उन्हें नैदानिक सिफारिशों में बदलने के बजाय उनका सारांश प्रस्तुत करता है।

History

भूरे वसा ऊतक को लंबे समय से मुख्य रूप से शिशुओं और छोटे स्तनधारियों में प्रासंगिक माना जाता था, जबकि वयस्क मानव ऊर्जा व्यय का अध्ययन मुख्य रूप से कैलोरीमेट्री (calorimetry) के माध्यम से किया गया था। 2009 में, इमेजिंग अध्ययनों ने वयस्कों में ठंड-सक्रिय, चयापचय रूप से सक्रिय भूरे वसा का प्रदर्शन किया, जिससे मानव ऊर्जा संतुलन के एक घटक के रूप में थर्मोजेनेसिस में रुचि फिर से जागृत हुई, और बाद के काम ने भूरे और बेज एडिपोसाइट्स (adipocytes) के आणविक नियंत्रण का मानचित्रण किया।

Debates

वयस्क ऊर्जा संतुलन में भूरे वसा ऊतक का कितना योगदान है?

कार्यात्मक भूरा वसा वयस्कों में मौजूद है, लेकिन पूरे शरीर के ऊर्जा व्यय में इसका मात्रात्मक योगदान और मोटापे के खिलाफ इसका उपयोग करने की इसकी क्षमता सक्रिय प्रश्न बने हुए हैं।

Key figures

• Rudolph Leibel
• C. Ronald Kahn
• Shingo Kajimura
• Wouter van Marken Lichtenbelt

Seminal works

• leibel-1995
• cypess-2009
• vanmarkenlichtenbelt-2009

Frequently asked questions

ऊर्जा व्यय के मुख्य घटक क्या हैं?

सबसे बड़ा बेसल (विश्राम) चयापचय दर है, जिसके बाद शारीरिक गतिविधि की ऊर्जा लागत और भोजन का थर्मिक प्रभाव आता है, जिसमें वैकल्पिक थर्मोजेनेसिस एक अतिरिक्त, छोटा घटक है।

वजन घटाने से वजन कम रखना मुश्किल क्यों हो जाता है?

वजन घटाने के बाद, ऊर्जा व्यय छोटे शरीर के लिए अनुमानित से अधिक घट जाता है, एक अनुकूली थर्मोजेनिक प्रतिक्रिया जो शरीर को खोए हुए वजन को फिर से प्राप्त करने की ओर पक्षपाती करती है।