Kaj je bazalni presnova, kako pomembna se izračuna in podatki

On Bazalni metabolizem Lahko ga opredelimo kot telo kemijskih reakcij organizma, skozi katerega žival porabi minimalno količino energije, potrebne za vzdrževanje svojih vitalnih procesov. Ta znesek običajno predstavlja 50% ali več celotnega proračuna za energijo živali.

Bazalni metabolizem je količinsko opredeljen s standardiziranimi ukrepi porabe energije na enoto časa. Najpogostejša sta standardna hitrost presnove (TMS) in bazalna hitrost presnove (TMB).

Vir: Pixabay.com

TMS se meri pri hladnokrvnih živalih, kot so večina rib, mehkužcev, dvoživk in plazilcev. TMB se meri pri vročih krvnih živalih, kot so ptice in sesalci.

[TOC]

Enote za merjenje metaboličnih stopenj

TMS in TMB se običajno izražata kot poraba (ML)₂, Kalorije (apno), kilokalorije (kcal), Joules (J), Kilojoules (KJ) ali Watts (W).

Kalorija je opredeljena kot količina toplote, potrebne za dvig temperature 1 g vode za 1 ° C. Kalorija je enaka 4.186 Joules. Joule je temeljni ukrep (da, mednarodni sistem) energije. WATT, ki je enak 1 Joulu na sekundo, je temeljni ukrep (SI) prenosa in preobrazbe stopnje energije.

Pogoji za merjenje bazalnega metabolizma

Za zagotovitev, da so vrednosti, pridobljene z različnimi študijami, primerljive, merjenje TMS in TMB zahteva, da so eksperimentalne živali v mirovanju in post. V primeru TMB so te živali potrebne tudi v območju termonevtra.

Žival se šteje v mirovanju, če je v neaktivni fazi običajnega dnevnega cikla, brez spontanih gibov in brez fizičnega ali psihološkega stresa.

Živali veljajo za post, če hrane ne kopa tako, da ustvarja toploto.

Žival se upošteva v območju termonevtra.

Metode dihanja za merjenje TMS in TMB

- Vzpostavitev prostornine ali konstantnega tlaka. Žival se hrani v zaprti posodi. Spremembe tlaka zaradi porabe oz₂ Z živaljo se merijo pri konstantni temperaturi s pomočjo tlačnega merilnika. Co₂ proizvede živali kemično izloča KOH ali ASCARITA.

Če se uporablja Warburg Resiometer, se meri spremembe tlaka z ohranjanjem konstantne prostornine posode. Če se uporablja Gilson breatometer, se meri sprememba volumna, ki ohranja konstanten tlak.

Vam lahko služi: alfa lipoična kislina: funkcija, lastnosti, koristi, kontraindikacije

- Analiza plina. Trenutno obstaja široko paleto laboratorijskih instrumentov, ki omogočajo neposredno količinsko določitev koncentracij ali₂ in co₂. Ta instrumental je zelo natančen in omogoča samodejne določitve.

Metode toplote za merjenje TMS in TMB

- Kalorimetrija črpalke. Poraba energije ocenjujemo s primerjavo toplote, ki nastane z zgorevanjem vzorca hrane, ki ni zaužita s toploto, ki jo proizvaja zgorevanje enakovrednega vzorca prebavljenih ostankov (iztrebki in urin) te hrane.

- Neposredna kalorimetrija. Sestavljen je iz neposrednega merjenja toplote, ki nastane s plamenom zgorevanja vzorca.

- Posredna kalorimetrija. Meri proizvodnjo toplote s primerjavo porabe oz₂ in Co -Production₂. Temelji na zakonu Hess stalne toplotne vsote, ki ugotovi, da se v kemični reakciji sprosti samo toplota, odvisna od narave reagentov in izdelkov.

- Gradientna kalorimetrija. Če toplotni tok Q prehaja skozi debelinski material G, Območje Do in kalorična prevodnost C, Rezultat je temperaturni gradient, ki se poveča z G in zmanjšuje Do in C. To omogoča izračun porabe energije.

- Diferencialna toplota. Izmeri toplotni tok med komoro, ki vsebuje eksperimentalno žival, in nezasedeno sosednjo komoro. Obe komori sta toplotno izolirani, razen na površini, ki ju združuje, za katero izmenjata toploto.

Bazalni metabolizem in velikost telesa

TMS in TMB se razlikujejo neproporcionalno glede na velikost živali. Ta odnos je znan kot presnovna stopnjevanje. Koncept je mogoče enostavno razumeti s primerjavo dveh rastlinojedih sesalcev z zelo različnimi velikostmi, kot sta zajec in slon.

Če za en teden količinsko opredelimo listje, ki ga jemo, bi ugotovili, da zajec poje veliko manj kot slon. Vendar bi bila masa listja, ki jo je pojedel prvi, veliko večja od lastne telesne mase, v primeru drugega.

Ta neskladja kaže, da so v sorazmerno z njegovo velikostjo energijske potrebe obeh vrst različne. Študija na stotine živalskih vrst kaže, da je to posebno opazovanje del splošnega vzorca količinske menjave v smislu TMS in TMB.

Na primer, povprečni TMB (2200 J/h) 100 g sesalcev ni desetkrat, ampak le 5.5 -krat, večji od povprečnega TMB (400 J/h) 10 g sesalcev. Podobno povprečni TMB pri 400 g sesalcev (4940 J/h) ni štirikrat, ampak le 2.7 -krat, večji od povprečnega TMB pri 100 g sesalcev.

Vam lahko služi: veje fiziologije

Alometrična enačba presnovne stopnjevanja

Razmerje TMS (ali TMB), ki ga predstavlja T, in telesna masa, ki jo predstavlja M, živali lahko opišemo s klasično enačbo biološke alometrije, T = do × M^b, v katerem do in b So konstantne.

Prilagoditev tej enačbi matematično pojasnjuje, zakaj se TMS in TMB ne razlikujejo sorazmerno z maso živali. Z uporabo logaritmov na obeh straneh lahko enačbo izrazimo na naslednji način

dnevnik (T) = dnevnik (do) + b × dnevnik (M),

dnevnik (do) in b Ocenimo jih lahko z linearno regresijsko analizo med eksperimentalnimi vrednostmi dnevnika (T) in dnevnika (M) več vrst skupine živali. Stalen dnevnik (do) je rezalna točka regresijske črte na navpični osi. S svojim delom, b, ki je naklon te črte, je alometrična konstanta.

Ugotovljeno je bilo, da je povprečna alometrična konstanta mnogih skupin živali ponavadi blizu 0,7. V primeru dnevnika (do), Višje kot so njene vrednosti, višje so presnovne hitrosti predmeta analize.

Bazalni metabolizem, obtok in dihanje

Pomanjkanje sorazmernosti TMS in TMB glede velikosti povzroči, da imajo majhne živali večje potrebe ali₂ Z gramom telesne mase, ki je velike živali. Na primer, hitrost porabe energije v gramu kitovega tkiva je precej nižja kot pri gramu mišjega homolognega tkiva.

Veliki in majhni sesalci imajo srce in pljuča podobnih velikosti glede na svojo telesno maso. Zato morajo biti stopnja krčenja srca in pljuč sekund veliko večja od stopnje prvega, da lahko nosijo dovolj oz₂ Do tkiv.

Na primer, število srčnih utripov na minuto je 40 v slonu, 70 pri odraslem človeku in 580 pri miški. Podobno ljudje dihajo približno 12 -krat in miši približno 100 -krat na minuto.

Znotraj istih vrst se ti vzorci opazujejo tudi pri posameznikih različnih velikosti. Na primer, pri odraslih ljudeh so možgani odgovorni za približno 20% vseh presnovnih izdatkov, pri otrocih od 4 do 5 let.

Lahko vam postreže: ribzime

Bazalni metabolizem in dolgoživost

Pri sesalcih so velikosti telesa ter možganov in bazalni presnovnice povezane z dolgoživostjo z enačbo

L = 5,5 × C^0,54 × M^-0,34 × T^-0,42,

Kje L To je dolgoživost v mesecih, C To je masa možganov v gramih, M To je telesna masa v gramih in T To je TMB v kalorijah na gram na uro.

Eksponent C Kaže, da ima dolgoživost sesalcev pozitivno povezano z velikostjo možganov. Eksponent M Kaže, da ima dolgoživost negativno povezano s telesno maso. Eksponent T kaže, da ima dolgoživost negativno povezano s hitrostjo metabolizma.

Ta odnos, čeprav z različnimi eksponenti, je uporabna tudi za ptice. Vendar te ponavadi živijo več kot podobni sesalci telesne mase.

Medicinski interes

Ženska TMB se lahko med nosečnostjo podvoji. To je posledica povečanja porabe kisika, ki jo povzroča rast ploda in maternične strukture, ter največji razvoj materinega obtoka in ledvične funkcije.

Diagnozo hipertiroidizma je mogoče potrditi s povečanjem porabe kisika, to je visoko TMB. Pri približno 80% primerov hiperaktivnosti ščitnice je TMB vsaj 15% višji od običajne. Vendar lahko povišani TMB povzročijo tudi druge bolezni.

Reference

1. Guyton, a. C., Hall, j. In. 2001. Pogodba o medicinski fiziologiji. McGraw-Hill Interamerican, Mehika.
2. Hill, r. W., Wyse, g. Do., Anderson, m. 2012. Fiziološka žival. Sinauer Associates, Sunderland.
3. Lighton, j. R. B. 2008. Merjenje presnovnih stopenj - Priročnik za znanstvenike. Oxford University Press, Oxford.
4. Lof, m., Olausson, h., Bostrom, k., Janer-Sjöberg, roj., Sohlstrom, a., FORSUM, e. 2005. Spremembe bazalne hitrosti presnove med nosečnostjo glede na spremembe telesne teže in sestave, srčni izhod, inzulinlični rastni faktor I in ščitnični rogovi ter v zvezi s fetalom. American Journal of Clinical Nutrition, 81, 678–85.
5. Randall, d., Burggren, w., Francoz, k. 1998. Živalska fiziologija - mehanizmi in prilagoditve. McGraw-Hill Interamerican, Madrid.
6. Salomon, s. J., Kurzer, m. S., Calloway, d. H. 1982. Menstrualni cikel in bazalna hitrost presnove pri ženskah. American Journal of Clinical Nutrition, 36, 611-616.
7. Willmer, str., Kamen, g., Johnston, i. 2005. Okoljska fiziologija živali. Blackwell, Oxford.