Consum de energie

Site dedicat 100% obezității: definiție, mecanisme, prevenire, cum să trăiești bine cu ea.

Introducere

Din punct de vedere biologic, celulele organismului nostru sunt cele care consumă energie în timpul reacțiilor metabolismului celular.

Celula lucrează continuu pentru a supraviețui:

	construiește macromolecule
	transportă substanțe prin membrane
	ea se mișcă
	ea crede
	ea reproduce

Pentru a îndeplini aceste sarcini și multe altele, celula are nevoie de energia pe care trebuie să o extragă din împrejurimi. Lumina este sursa de energie pentru organismele fotosintetice, cum ar fi plantele și unele bacterii. Aceste organizații, numite autotrofe, produc propria lor energie chimică din lumină.

Animalele nu sunt fotosintetice și, prin urmare, trebuie să își ingereze sursele de energie. Se spune despre organisme care nu își pot produce energia heterotrofe. Aceștia obțin energia necesară lor prin oxidarea diferiților compuși obținuți în principal de alimente. Produsele de bază obținute din dietă sunt glucidele, lipidele și proteinele. Energia produsă de oxidarea lor este stocată ca ATP în timpul reacțiilor biochimice complexe ale metabolismul celular.

Produsele reziduale ale respirației celulare sunt apa și dioxidul de carbon (CO2).

Majoritatea reacțiilor care extrag energia stocată în moleculele organice au loc într-un loc specializat din celulă: mitocondriile, care joacă rolul de fabrică a celulei. Celula folosește enzime pentru a descompune molecule complexe cu multă energie potențială în produse mai simple cu mai puțină energie. Energia preluată din această degradare și folosită pentru a face treaba, dar o parte din ea se pierde și ca căldură.

Componentele cheltuielilor de energie

Din punct de vedere macroscopic, cheltuielile de energie ale unui individ sunt împărțite în trei componente:

Principalii factori care afectează cheltuielile de energie sunt:

Factori intrinseci	Factori extrinseci
Metabolism bazal	Masă de țesut slab
	Vârstă, sex
	Hormoni tiroidieni
	Rotația proteinelor
Termogeneza	Starea nutrițională	Aportul alimentar
	Activitatea sistemului nervos simpatic	Ingerarea substanțelor termogene, stres
	Țesut adipos maro ?	expunere la frig
Activitate fizica	Masa musculară	Durata și intensitatea exercițiilor musculare
	Performanța musculară
	VO2 maxim

La un individ cu activitate fizică ușoară, metabolismul bazal reprezintă aproximativ 65% din cheltuielile totale de energie. Cu alte cuvinte, cheltuielile totale pot fi estimate prin multiplicarea metabolismului bazal cu factorul (100/65) sau 1,55. Acest factor depinde de gradul de activitate fizică a indivizilor; este 1,80 pentru activitatea moderată și 2,1 pentru activitatea fizică intensă.

Proporții între tipurile de cheltuieli energetice

Contribuția diferitelor organisme la cheltuielile de energie

Absorbția de oxigen a diferitelor organe poate fi estimată prin măsurarea diferenței arteriovenoase în concentrațiile de oxigen și a fluxului sanguin al organului.

Om (30 de ani)	femei (30 de ani)	Copil (6 luni)
Ficat	21	21	14
Creier	20	21	44
Inima	9	8	4
Rinichi	8	9	6
Muschii	22	16	6
Țesut adipos	4	6	2
Diverse (os, piele, intestin.)	16	19	24

Contribuția diferitelor organe și țesuturi ca% din cheltuielile de energie
global bazal

Este interesant de menționat că cea mai mare parte a metabolismului bazal (aproximativ 60%) se datorează cheltuielilor de energie ale organelor precum ficatul, creierul, inima și rinichii, organe a căror greutate totală este de numai 5 până la 6% din corp. greutate. Aceste țesuturi au o cheltuială de energie de 15 până la 40 de ori mai mare decât greutatea echivalentă a mușchilor în repaus.

Factorii de variabilitate a cheltuielilor de energie

Cheltuielile totale de energie variază în funcție de vârstă și, prin urmare, necesarul de energie este în funcție de vârsta subiecților. Cerințele optime de energie sunt definite ca aportul alimentar necesar pentru menținerea sănătății, pentru creșterea copiilor și pentru un nivel adecvat de activitate fizică. Aceste cerințe zilnice sunt de aproximativ 120 kcal/kg la sugarii prematuri, 100 kcal/kg în primul an de viață, 80 kcal/kg la 10 ani și 45 kcal/kg până la vârsta de 20 de ani.

Majoritatea acestor diferențe în cerințele de energie se datorează diferențelor de activitate fizică și, pentru nou-născut, costului energetic al creșterii. Costul energetic al creșterii reprezintă aproximativ 50% din energia ingerată pentru copilul prematur, dar această proporție scade semnificativ din primul an de viață. Costul energetic al creșterii include două componente: valoarea energetică a țesuturilor câștigate (energia stocată) și costul energetic al sintezei constituenților țesuturilor. La copiii mici, costul energetic global al creșterii este de aproximativ 5 kcal pe gram de țesut câștigat. Un copil prematur poate câștiga 12 g/kg x zi, ceea ce corespunde unui cost de creștere de 60 kcal sau 50% din aport (120 kcal/kg x zi).

Variabilitatea interindividuală la adulți

Cel mai bun predictor al consumului de energie de 24 de ore este masa de țesut slab; acest factor explică 80% din varianța dintre indivizi. Restul varianței se datorează în principal diferențelor în activitatea fizică spontană. În plus, există diferențe în termogeneza postprandială, subiecții obezi cu rezistență la insulină prezintă o termogeneză scăzută.

Este interesant de observat că varianța reziduală (care nu se explică prin masa țesutului slab) al metabolismului bazal este în mare parte de origine genetică, după cum arată studiile privind dependența familială a metabolismului bazal și variabilitatea redusă a metabolismului bazal între gemenii homozigoti. Aceste date arată că eficiența energetică a proceselor metabolice este parțial determinată genetic.

Subiecții cu un metabolism bazal relativ scăzut (ajustat pentru masa țesutului slab, vârstă și sex) ar avea un risc crescut de creștere în greutate comparativ cu subiecții cu metabolism bazal mai ridicat. Astfel, creșterea eficienței energetice, o caracteristică metabolică care ar fi putut face obiectul selecției naturale de-a lungul mileniilor, reprezintă astăzi un factor de risc pentru dezvoltarea obezității.

Variații în timpul postului prelungit

Este bine cunoscut faptul că postul prelungit determină o scădere a metabolismului bazal. Această scădere se datorează a două mecanisme:

postul duce la scăderea masei țesutului slab, adică a țesutului activ din punct de vedere metabolic.

există o creștere a eficienței energetice a proceselor metabolice, deoarece există o scădere a cheltuielilor energetice bazale pe kg de masă corporală slabă.

Două mecanisme adaptive par să contribuie la creșterea randamentului energiei metabolice în timpul postului: o scădere a activității sistemului nervos simpatic și o scădere a concentrației plasmatice a triiodotironinei (T3). Aceasta din urmă se datorează unei inhibiții a deiodării tiroxinei (T4) la T3 în ficat. Aceste procese de adaptare metabolică ar putea juca, de asemenea, un rol de economisire a energiei în populațiile din țările în curs de dezvoltare care fac obiectul unor restricții sezoniere ale consumului de alimente.

Variații în timpul supraîncărcării energiei

Cheltuielile energetice rezultate din supraîncărcarea cronică a alimentelor cresc. Această creștere poate fi explicată prin trei factori:

o creștere a masei de țesut slab, metabolic activ,

o creștere a termogenezei postprandiale datorită consumului excesiv de alimente,

un cost energetic crescut al locomoției datorită creșterii greutății corporale.

Problema unei scăderi a eficienței energetice generale a proceselor metabolice este controversată. Eficiența energetică generală a corpului este un concept dificil de definit. Costul energetic al sintezei ATP (18,3 kcal sau 18,4 kcal per mol de ATP sintetizat în timpul oxidării glucozei sau respectiv a acizilor grași) poate fi comparat cu costul real al înlocuirii moleculelor de ATP, care este de aproximativ 23 kcal și 19,5 kcal pe mod de ATP înlocuit în timpul metabolismului carbohidraților ingerați sau, respectiv, a grăsimilor. Diferența dintre costurile de sinteză a ATP și costurile de înlocuire a ATP se datorează faptului că ATP utilizat în cicluri „inutile” (ciclul Cori, lipoliza și reesterificarea trigliceridelor) nu este considerat a fi. Astfel, conform acestei definiții, randamentul de înlocuire a ATP datorat metabolismului glucidelor ingerate este de 18,3/23 = 80%, iar eficiența de înlocuire a ATP datorită metabolismului lipidelor ingerate este de 18, 4/19,5 = 95%.

Majoritatea studiilor nu arată o cheltuială energetică inexplicabilă (denumită uneori consum de lux) atunci când consumați în exces cu o dietă mixtă. Rezultă că ciclurile „inutile” nu sunt, prin urmare, stimulate în aceste condiții. Pe de altă parte, supraalimentarea cu carbohidrați induce o creștere a termogenezei specifice legată de stimularea sistemului nervos simpatic. În acest caz, se observă un efect termogenic suplimentar.

Este interesant de observat că adaptarea la cald sau la frig influențează în principal mecanismele implicate în pierderea de căldură (vasodilatație și vasoconstricție a pielii, transpirație) în timp ce producția metabolică de căldură este puțin modificată.

Informațiile de pe acest site pot fi copiate în scopuri necomerciale, după acordul de a solicita webmasterului.

Fotografiile sunt proprietatea autorilor lor și nu pot fi duplicate fără permisiunea lor.