Chuyển hóa năng lượng: Chức năng, Nhiệm vụ, Vai trò & Bệnh tật

Tỷ lệ chuyển hóa năng lượng là tổng năng lượng tiêu thụ của một người trong vòng 24 giờ trừ đi tỷ lệ trao đổi chất cơ bản của anh ta, tương ứng với yêu cầu duy trì ăn chay ở phần còn lại. Tỷ lệ chuyển hóa năng lượng phụ thuộc chủ yếu vào hoạt động và trọng lượng, giống như tỷ lệ trao đổi chất cơ bản, được biểu thị bằng kilocalories hoặc kilojoules. Vì phép đo trực tiếp có liên quan đến nỗ lực rất cao cho hầu hết các hoạt động, tỷ lệ chuyển hóa năng lượng được xác định xấp xỉ bằng cách nhân tỷ lệ trao đổi chất cơ bản với hệ số không thứ nguyên PAL (Mức hoạt động thể chất).

Tỷ lệ chuyển hóa năng lượng là gì?

Tỷ lệ chuyển hóa năng lượng tương ứng với tổng tiêu hao năng lượng của một người trong khoảng thời gian 24 giờ vượt quá mức cần thiết để duy trì các chức năng thể chất cơ bản (tỷ lệ trao đổi chất cơ bản). Tỷ lệ chuyển hóa năng lượng tương ứng với tổng mức tiêu hao năng lượng của một người trong khoảng thời gian 24 giờ ngoài việc duy trì các chức năng cơ bản của cơ thể (tỷ lệ trao đổi chất cơ bản). Tỷ lệ trao đổi chất cơ bản là mức tiêu thụ năng lượng hàng ngày của một người khi nghỉ ngơi hoàn toàn, ăn chay, và ở nhiệt độ môi trường là 28 độ C, tại đó cơ thể không phải sử dụng thêm bất kỳ năng lượng nào để duy trì nhiệt độ cơ thể. Giống như tỷ lệ trao đổi chất cơ bản, tỷ lệ chuyển hóa năng lượng được biểu thị bằng kilojoules hoặc kilocalories. Việc đo trực tiếp tổng tỷ lệ trao đổi chất (tỷ lệ trao đổi chất cơ bản cộng với tỷ lệ chuyển hóa năng lượng) gặp phải những khó khăn kỹ thuật trong nhiều hoạt động thể chất và sẽ đòi hỏi nhiều nỗ lực. Vì lý do này, người ta thường tính toán gần đúng tổng tỷ lệ trao đổi chất bằng cách sử dụng hệ số PAL (Mức độ hoạt động thể chất), theo đó tỷ lệ trao đổi chất cơ bản được nhân lên. Đối với các hoạt động đòi hỏi thể chất, chẳng hạn như thể thao hiệu suất cao, PAL từ 2.0 đến 2.4 được sử dụng. Điều này có nghĩa là đối với một nam giới trưởng thành, cân nặng bình thường với tỷ lệ trao đổi chất cơ bản là 8,100 kilojoules mỗi ngày, tổng tỷ lệ trao đổi chất được ước tính là 8,100 kJ x 2.4 = 19,440 đối với công việc thể chất rất nặng. Trong trường hợp này, tỷ lệ chuyển hóa năng lượng là 19,440 kJ (tổng tỷ lệ trao đổi chất) trừ 8,100 kJ (tỷ lệ trao đổi chất cơ bản) = 11,340 kJ. Điều này tương ứng với sự chuyển hóa năng lượng là 2,708 kilocalories. Ở những người được đào tạo tốt, tổng tỷ lệ trao đổi chất có thể tăng lên khoảng 50,000 kJ, tương ứng với 11,900 kcal, trong trường hợp nghiêm trọng.

Chức năng và nhiệm vụ

Trong chế độ ăn kiêng, lợi ích chính là kết quả của việc ước tính doanh thu điện năng hoặc tổng doanh thu là khả năng đạt được năng lượng cân bằng cân bằng thông qua chế độ ăn uống. Trong bối cảnh này, một năng lượng cân bằng cân bằng có nghĩa là năng lượng tiêu thụ thông qua chế độ ăn uống và tổng mức tiêu dùng là cân bằng. Nếu có sự dư thừa năng lượng ăn vào kéo dài liên tục, đó là năng lượng tích cực cân bằng, và nếu có quá ít năng lượng ăn vào so với tiêu hao thì đó là sự cân bằng năng lượng âm. Để ước tính gần đúng tỷ lệ trao đổi chất cơ bản của từng cá nhân, một số công thức có sẵn không chỉ tính đến cơ thể khối lượng mà còn cả giới tính, độ tuổi và chiều cao. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng tốc độ trao đổi chất cơ bản có thể bị dao động đáng kể tùy thuộc vào hormone và tình trạng trao đổi chất, do đó việc tính toán tổng tỷ lệ trao đổi chất bằng cách sử dụng hệ số PAL luôn chỉ là ước tính và gần đúng. Đối với các hoạt động trên bàn hoặc màn hình chủ yếu ít vận động với ít môn thể thao bù đắp, PAL là 1.2 đến 1.5. Đối với chạy, yêu cầu sức mạnh cũng có thể được ước tính trực tiếp, tùy thuộc vào trọng lượng cơ thể và quãng đường chạy. Như một cách gần đúng, nhu cầu năng lượng được giả định là 4 kJ cho mỗi kg cơ thể khối lượng và mỗi km khoảng cách. Điều này có nghĩa là một nam giới trưởng thành với cơ thể khối lượng 80 kg bỏng 4 kJ x 80 kg x 10 km = 3,200 kilojoules trên một chạy khoảng cách 10 km, tương đương 764 kilocalories. Nói một cách chính xác, các công thức gần đúng về mức tiêu thụ năng lượng chỉ áp dụng cho quá trình trao đổi chất ở chế độ bình thường riêng lẻ. Con người bị đói hoặc chuyển hóa khẩn cấp mà họ chuyển sang trạng thái cân bằng năng lượng âm hơn 500 kcal trong ba ngày liên tiếp. Đây là một chương trình trao đổi chất chết đói được cố định về mặt di truyền, trong đó các quá trình sinh lý bị chậm lại rất nhiều và tỷ lệ trao đổi chất cơ bản có thể giảm tới khoảng 50%. Trong lịch sử phát triển, chương trình khẩn cấp có lẽ phù hợp để có thể tồn tại trong thời kỳ khan hiếm thực phẩm tốt hơn và lâu hơn.

Bệnh tật

Tỷ lệ chuyển hóa năng lượng không chỉ phụ thuộc vào khối lượng công việc tuyệt đối của cơ thể hoặc cơ bắp trong một đơn vị thời gian, mà còn phụ thuộc vào hiệu quả mà quá trình chuyển hóa cơ thể của cá nhân sử dụng nguồn cung cấp năng lượng được cung cấp dưới dạng tiêu hóa. carbohydrates, protein, và chất béo. Ở những người khỏe mạnh có chuồng trại hệ tim mạch và một chương trình trao đổi chất ở chế độ bình thường, sự khác biệt về tỷ lệ chuyển hóa năng lượng cho cùng một hoạt động là tương đối nhỏ, vì vậy giá trị PAL cung cấp các giá trị xấp xỉ tốt về tốc độ chuyển hóa năng lượng. Một ảnh hưởng chính đến tốc độ chuyển hóa năng lượng theo nghĩa tăng hiệu quả, là chuyển đổi chuyển hóa của cơ thể sang chuyển hóa đói, đảm bảo sự sống sót lâu hơn trong trường hợp nguồn cung cấp thực phẩm thấp vĩnh viễn. Mặc dù hiệu suất hoạt động của các cơ có phần giảm sút nhưng việc sử dụng năng lượng dự trữ của cơ thể càng hiệu quả càng tốt. Đối với cùng một lượng công việc được thực hiện, tỷ lệ chuyển hóa năng lượng bị giảm xuống - tương tự như tỷ lệ trao đổi chất cơ bản. Sự suy giảm có chủ ý về hiệu quả của tỷ lệ trao đổi chất cơ bản và năng lượng có thể đạt được bằng cách ăn thức ăn quá cay. Trên hết, capsaicin, có trong ớt, cà ri, ớt cay và ớt cayenne, trong số những thứ khác, dẫn đến sự tăng tốc của quá trình trao đổi chất với việc giảm hiệu suất, và do đó làm tăng đáng kể tỷ lệ trao đổi chất cơ bản và năng lượng. Điều này cũng giải thích tác dụng giảm béo của thức ăn cay, tạo ra ít cơ hội hình thành và tích trữ chất béo dự trữ để có cùng một lượng năng lượng ở dạng dễ tiêu hóa. carbohydrates, chất béo và protein. Một số bệnh ảnh hưởng đến sự cân bằng hormone có ảnh hưởng đến hiệu suất và tỷ lệ trao đổi chất cơ bản theo nghĩa là tác động làm giảm hoặc tăng tốc. Một ví dụ về điều này là suy giáp, tính không hoạt động của tuyến giáp, liên quan đến việc phát hành không đủ thyroxin. Phụ nữ trải qua các vết rạch nội tiết tố tương tự trong thời kỳ mãn kinh. Sự cân bằng nội tiết tố thay đổi dẫn đến tỷ lệ trao đổi chất cơ bản và năng lượng thấp hơn, vì vậy phụ nữ thường bị tăng cân không mong muốn nếu chế độ ăn uống của họ không thay đổi. Một số thuốc chống trầm cảm có tác dụng tương tự dưới dạng tác dụng phụ không mong muốn.