Medžiagų apykaita (metabolizmas): greitis, BMR ir energijos suvartojimas

Sužinokite apie medžiagų apykaitos greitį, metabolizmą, BMR ir energijos suvartojimą: skaičiavimai, veiksniai ir praktiniai patarimai metabolizmo gerinimui.

Metabolizmo greitis – tai medžiagų apykaitos greitis, t. y. energijos kiekis, kurį gyvūnas sunaudoja per laiko vienetą. Bazinė medžiagų apykaita (BMR) – tai ramybės būsenoje esančių gyvūnų per parą sunaudojamos energijos kiekis. BMR dažniausiai matuojamas kilokalorijomis per parą (kcal/d) arba kilodžauliais per parą (kJ/d).

Energijos sąnaudos žmoguje

Apie 70 % visos žmogaus energijos sunaudojama pagrindiniams gyvybiniams procesams, vykstantiems kūno organuose. Paprastai energijos paskirstymas žmogaus kasdienybėje atrodo maždaug taip:

• Bazinė medžiagų apykaita (BMR/RMR) – apie 60–75 % energijos: palaiko širdies, plaučių, smegenų, kepenų ir kitų organų funkcijas ramybės būsenoje.
• Fizinė aktyvumas – apie 15–30 %: priklauso nuo gyvenimo būdo, treniruočių intensyvumo ir trukmės; profesinė veikla ir sportas gali gerokai padidinti šį rodiklį.
• Maisto terminis efektas (TEF) – apie 5–10 %: energija, reikalinga maisto virškinimui, įsisavinimui ir metabolizmui; baltymai turi didžiausią TEF, angliavandeniai ir riebalai – mažesnį.
• NEAT (non‑exercise activity thermogenesis) – energija, sunaudojama kasdieniam judėjimui, stovėjimui, vaikščiojimui ir pan.; gali labai skirtis tarp žmonių.

Biocheminis energijos gavimas

Visiems šiems procesams reikia deguonies, kad būtų gaunama išgyvenimui reikalinga energija, paprastai gaunama iš makroelementų, pavyzdžiui, angliavandenių, riebalų ir baltymų. Krebso ciklo metu susidaro daug energijos turinčios ATP molekulės ir išsiskiria anglies dioksidas.

Trumpai apie kelių pagrindinių etapų vaidmenį:

• Glikolizė – angliavandenių skaidymas į piruvato molekules; veikia ir be deguonies (anaerobinė glikolizė), kai susidaro laktozė (laktatas).
• Krebso (citratinio) ciklas – piruvatas ir riebalų skaidymo produktai oksiduojami mitochondrijose, generuojant elektronus, kurie naudojami oksidacinėje fosforilinime.
• Oksidacinė fosforilinimas – elektronų grandinė mitochondrijų membranoje, kur vyksta didžiausia ATP gamyba; procesui reikia deguonies, išsiskiria H2O ir CO2.

Kas lemia metabolizmo greitį?

• Lytis: vyrai paprastai turi didesnę BMR dėl didesnės raumenų masės.
• Amžius: BMR mažėja su amžiumi, dalinai dėl raumenų masės sumažėjimo.
• Raumenų masė: aktyvus audinys „degina“ daugiau energijos nei riebalinis audinys – daugiau raumenų reiškia didesnį BMR.
• Genetika ir hormonai: skydliaukės hormonai (pvz., tiroksinas), adrenalinas, insulinas ir kiti reguliuoja energijos apykaitą; hormonų sutrikimai gali smarkiai paveikti BMR.
• Kūno temperatūra ir aplinka: šaltis gali laikinai padidinti energijos poreikį (termogenezė).
• Sveikatos būklė ir vaistai: uždegimai, infekcijos, lėtinės ligos ir kai kurie vaistai gali kilstelėti arba sumažinti metabolizmo greitį.
• Mitybos statusas: ilgas kalorijų deficitas gali sulėtinti metabolizmą (adaptacinis atsakas).

Kaip matuojamas BMR ir apytiksliai skaičiavimai

Patikimiausias metodas – netiesioginė kalorimetrija (angl. indirect calorimetry), matuojant įkvėpto ir iškvėpto oro dujų sudėtį (O2 ir CO2) ramybės būsenoje. Tačiau kasdieniame gyvenime naudojami apytiksliai skaičiavimo modeliai, pavyzdžiui:

• Mifflin–St Jeor formulė (populiari ir gana tiksli):
  Vyrams: BMR = 10 × svoris(kg) + 6.25 × ūgis(cm) − 5 × amžius(ž.) + 5
  Moterims: BMR = 10 × svoris(kg) + 6.25 × ūgis(cm) − 5 × amžius(ž.) − 161
• Harris–Benedict formulė (atnaujinta versija taip pat naudojama): pritaikoma pagal fizinio aktyvumo koeficientą, kad būtų apskaičiuotos bendros dienos energijos sąnaudos.

Formulės pateikia apytikrį BMR; tikslumas priklauso nuo individualių skirtumų (pvz., kūno sudėjimo).

Praktiniai patarimai, kaip reguliuoti (šiek tiek) metabolizmą

• Didinkite raumenų masę per jėgos treniruotes – daugiau raumenų reiškia didesnį pamatinį energijos poreikį.
• Valgykite pakankamai baltymų – baltymai turi aukštesnį maisto termininį efektą ir padeda raumenų išsaugojimui.
• Išlaikykite fizinį aktyvumą – tiek struktūruotos treniruotės, tiek NEAT (aktyvus kasdienis judėjimas) didina dienos energijos sąnaudas.
• Pakankamai miegokite ir mažinkite stresą – hormonų disbalansas (pvz., kortizolis) gali paveikti apykaitą.
• Gerkite pakankamai vandens – dehidracija gali trumpam sumažinti energijos sąnaudas.
• Venkite ilgalaikio smarkaus kalorijų deficito – tai gali sukelti adaptacinį metabolizmo sulėtėjimą.
• Jei įtariate hormoninius sutrikimus (pvz., skydliaukės veiklos problemos), kreipkitės į gydytoją – medicininis vertinimas yra svarbus.

Santrauka ir svarbios pastabos

Metabolizmo greitis yra sudėtingas reiškinys, kurį lemia daug veiksnių: kūno sudėjimas, amžius, lytis, hormonai, mityba ir aktyvumas. Nors kai kurias sudedamąsias dalis (pvz., raumenų masę) galima padidinti, didelių pokyčių bazinėje medžiagų apykaitoje pasiekti yra sudėtinga. Jei reikia tikslaus BMR nustatymo arba kyla nerimas dėl svorio ir sveikatos, verta kreiptis į specialistus (gydytoją, dietologą, kineziterapeutą) ir, esant reikalui, atlikti objektyvius matavimus.

Individualūs skirtumai

Medžiagų apykaitos greitis skiriasi. Viename tyrime, kuriame dalyvavo 150 suaugusių Škotijos gyventojų, buvo nustatyta, kad bazinė medžiagų apykaita yra nuo 1027 kcal per dieną (4301 kJ) iki 2499 kcal (10455 kJ). Vidutiniškai buvo 1500 kcal (6279 kJ) per dieną.

Tyrėjai apskaičiavo, kad 62,3 proc. šio skirtumo paaiškinama masės (svorio), atėmus riebalų atsargas, skirtumais. Kiti veiksniai buvo riebalų kiekis (6,7 %), amžius (1,7 %) ir eksperimentinė paklaida, įskaitant skirtumus tarp tiriamųjų (2 %). Likusi variacijos dalis (26,7 %) buvo nepaaiškinama.

Taigi BMR skiriasi net ir tada, kai lyginami du vienodą liesą kūno masę turintys asmenys. Didžiausi 5 proc. žmonių energiją metabolizuoja 28-32 proc. greičiau nei asmenys, kurių BMR yra mažiausias. Pavyzdžiui, viename tyrime aprašytas kraštutinis atvejis, kai dviejų asmenų, kurių vienoda lieso kūno masė - 43 kg, BMR buvo 1075 kcal per dieną (4,5 MJ) ir 1790 kcal per dieną (7,5 MJ). Šis 715 kcal (67 %) skirtumas prilygsta tam, kad vienas iš asmenų kasdien įveiktų 10 km bėgimą.

Originalus kūno dydžio ir medžiagų apykaitos greičio grafikas, kurį ranka nubraižė Maksas Kleiberis (1947 m.).


Metabolizmo greičio (kcal/val.) priklausomybės nuo kūno masės (g) grafikas įvairiose taksonominėse grupėse. Parengta pagal Hemmingsen 1960.

Paieška pagal raidę