Podstawowa przemiana materii a całkowita dobowa przemiana energii

Podstawowa przemiana materii (PPM) to ilość energii, jaką organizm zużywa w stanie całkowitego spoczynku na podtrzymanie podstawowych funkcji życiowych, i zazwyczaj stanowi ona największą część całkowitej dobowej przemiany energii (CDPE) – sumy całej energii, którą człowiek wydatkuje w ciągu dnia. Razem opisują one stronę wydatków bilansu energetycznego i są wielkościami, których nauka o żywieniu używa do szacowania zapotrzebowania na energię.

Definition

Podstawowa przemiana materii to tempo wydatkowania energii przez czuwającą osobę w stanie fizycznego i psychicznego spoczynku, w środowisku termoneutralnym i w stanie postabsorpcyjnym; całkowita dobowa przemiana energii to całkowita energia, którą osoba wydatkuje w ciągu 24 godzin, obejmująca podstawowy/spoczynkowy metabolizm, efekt termiczny pożywienia i koszt energetyczny aktywności fizycznej.

Scope

Temat ten definiuje PPM i ściśle powiązaną z nią spoczynkową przemianę materii, przedstawia składniki całkowitej dobowej przemiany energii oraz wyjaśnia, w jaki sposób każdy z nich jest mierzony i co powoduje różnice między ludźmi. Jest to fizjologia referencyjna; opisuje pomiary i czynniki determinujące, a nie określa docelowe spożycie energii dla żadnej osoby.

Core questions

• Co wchodzi w skład podstawowej przemiany materii i czym różni się ona od spoczynkowej przemiany materii?
• Jakie są składniki całkowitej dobowej przemiany energii?
• Co decyduje o tym, ile energii osoba wydatkuje w spoczynku?
• Jak mierzy się wydatek energetyczny w laboratorium i u osób żyjących w naturalnym środowisku?

Key concepts

• Podstawowa przemiana materii
• Spoczynkowa przemiana materii / spoczynkowy wydatek energetyczny
• Całkowita dobowa przemiana energii
• Efekt termiczny pożywienia
• Wydatek energetyczny związany z aktywnością
• Termogeneza związana z aktywnością niezwiązaną z ćwiczeniami (NEAT)
• Masa beztłuszczowa jako główny czynnik determinujący metabolizm spoczynkowy
• Kalorymetria pośrednia i metoda wody podwójnie znakowanej

Mechanisms

Całkowita dobowa przemiana energii jest tradycyjnie dzielona na trzy składniki: metabolizm podstawowy (lub spoczynkowy), efekt termiczny pożywienia oraz koszt energetyczny aktywności fizycznej, przy czym ten ostatni obejmuje zarówno celowe ćwiczenia, jak i termogenezę związaną z aktywnością niezwiązaną z ćwiczeniami, wynikającą z spontanicznych ruchów i postawy (Levine, 2002). Metabolizm podstawowy odzwierciedla zapotrzebowanie energetyczne narządów i tkanek organizmu w spoczynku; ponieważ jego głównym czynnikiem determinującym jest metabolizująca aktywna masa beztłuszczowa, większe i bogatsze w masę beztłuszczową ciała mają wyższą bezwzględną PPM. Metabolizm spoczynkowy mierzy się za pomocą kalorymetrii pośredniej, która wnioskuje o produkcji ciepła na podstawie zużycia tlenu i wydalania dwutlenku węgla, podczas gdy całkowity wydatek u osób żyjących w naturalnym środowisku mierzy się za pomocą wody podwójnie znakowanej.

Clinical relevance

PPM i CDPE stanowią podstawę koncepcyjną do szacowania zapotrzebowania na energię w ocenie żywieniowej oraz do interpretacji zmian masy ciała w kontekście bilansu energetycznego. Temat ten stanowi opisową treść referencyjną dotyczącą sposobu podziału i pomiaru wydatku energetycznego i nie określa zaleceń dotyczących spożycia energii dla poszczególnych osób.

Epidemiology

Po uwzględnieniu wielkości i składu ciała, całkowita dobowa przemiana energii jest stosunkowo stabilna przez większość dorosłości i jest wyższa na jednostkę masy u małych dzieci, ze spadkiem w późniejszym wieku (Pontzer, 2021). W obrębie organizmu celowa utrata masy ciała obniża wydatek energetyczny poza to, czego można by oczekiwać na podstawie samej zmiany masy ciała (Leibel, 1995; Rosenbaum, 2010).

History

Szacowanie metabolizmu podstawowego sięga wczesnej kalorymetrii XX wieku, która wiązała produkcję ciepła z powierzchnią ciała i stanowiła podstawę pierwszych równań predykcyjnych dla zapotrzebowania na energię. Kalorymetria pośrednia umożliwiła rutynowy pomiar metabolizmu spoczynkowego, a walidacja wody podwójnie znakowanej u ludzi pod koniec XX wieku pozwoliła na kwantyfikację całkowitego wydatku energetycznego w życiu codziennym, co doprowadziło do powstania dużych, wieloośrodkowych zbiorów danych opisujących wydatek energetyczny w ciągu całego życia (Pontzer, 2021).

Debates

Jaki jest wkład termogenezy związanej z aktywnością niezwiązaną z ćwiczeniami w wydatek energetyczny i regulację masy ciała?

Spontaniczne, niezwiązane z ćwiczeniami ruchy różnią się znacznie między ludźmi i mogą stanowić znaczną część dobowego wydatku energetycznego związanego z aktywnością; to, w jakim stopniu dostosowują się one w odpowiedzi na nadmierne lub niedostateczne spożycie kalorii, i w jakim stopniu tłumaczą różnice w przybieraniu na wadze, pozostaje przedmiotem aktywnych badań.

Key figures

• James A. Levine
• Herman Pontzer
• Rudolph Leibel
• Michael Rosenbaum

Seminal works

• leibel-1995
• pontzer-2021

Frequently asked questions

Jaka jest różnica między podstawową przemianą materii a spoczynkową przemianą materii?

Podstawowa przemiana materii jest mierzona w ścisłych warunkach — czuwając, ale w pełni wypoczętym, w pomieszczeniu termoneutralnym i w stanie postabsorpcyjnym (na czczo). Spoczynkowa przemiana materii jest mierzona w mniej rygorystycznych warunkach i jest zazwyczaj nieco wyższa, ale oba terminy są często używane zamiennie w praktyce.

Dlaczego podstawowa przemiana materii tak bardzo różni się między ludźmi?

Największym pojedynczym czynnikiem determinującym jest masa beztłuszczowa (chuda), ponieważ mięśnie i narządy są tkankami aktywnymi metabolicznie. Wielkość ciała, wiek i płeć wyjaśniają zatem większość zmienności, z niewielkimi dodatkowymi wpływami innych czynników fizjologicznych.