متابولیسم و تنظیم انرژی

فلش‌کارت‌های جامع درباره مفاهیم کلیدی انرژی، متابولیسم پایه، روش‌های اندازه‌گیری و عوامل مؤثر بر مصرف انرژی بر اساس متن درس.

کالری (Calorie)

مقدار انرژی گرمایی مورد نیاز برای افزایش دمای $1$ میلی‌لیتر آب در دمای $15$ درجه سانتی‌گراد به میزان $1$ درجه سانتی‌گراد.

کیلوکالری (kcal)

واحد اندازه‌گیری انرژی در متابولیسم غذا که معادل $1000$ کالری است.

ژول (Joule)

واحد اندازه‌گیری انرژی بر حسب کار مکانیکی؛ مقدار انرژی مورد نیاز برای شتاب دادن با نیروی $1$ نیوتن برای مسافت $1$ متر.

معادل کیلوکالری به کیلوژول

یک کیلوکالری معادل $4.184$ کیلوژول ($kJ$) است.

کل انرژی مصرفی (TEE)

مجموع سه جزء اصلی: انرژی مصرفی پایه ($BEE$)، اثر گرمایی غذا ($TEF$) و گرمازایی فعالیت ($AT$). فرمول آن عبارت است از: $TEE = BEE + TEF + AT$.

مصرف انرژی پایه (BEE) یا میزان متابولیسم پایه (BMR)

حداقل انرژی لازم برای حفظ حیات؛ در حالت استراحت جسمی و ذهنی کامل، در محیط خنثی حرارتی و $10$ تا $14$ ساعت پس از مصرف غذا و نیکوتین اندازه‌گیری می‌شود.

مصرف انرژی در حالت استراحت (REE) یا میزان متابولیسم استراحت (RMR)

انرژی صرف شده برای عملکردهای طبیعی بدن مانند تنفس، گردش خون و حفظ دما؛ این مقدار معمولاً $10$ تا $20$ درصد بیشتر از $BEE$ است.

توده بدون چربی (FFM) یا توده لخم بدن (LBM)

اصلی‌ترین پیش‌بینی کننده میزان متابولیسم استراحت که مسئول حدود $80$ درصد از تغییرات $REE$ است.

اندام‌های با نرخ متابولیک بالا (HMROs)

شامل کبد، مغز، قلب، طحال، روده و کلیه‌ها که مسئول حدود $60$ درصد از میزان $REE$ هستند.

تأثیر آب و هوا بر REE

افراد ساکن در مناطق گرمسیری معمولاً $REE$ بین $5$ تا $20$ درصد بالاتر نسبت به مناطق معتدل دارند.

تأثیر تب بر REE

به ازای هر درجه افزایش دمای بدن بیش از $37$ درجه سانتی‌گراد، میزان $REE$ حدود $13$ درصد (یا $7$ درصد به ازای هر درجه فارنهایت بالای $98.6$) افزایش می‌یابد.

پپتید YY (PYY)

هورمونی که در پاسخ به غذا توسط سلول‌های آندوکرین روده ترشح شده و با ایجاد احساس سیری، برعکس گرلین عمل می‌کند.

اثر گرمایی غذا (TEF)

افزایش مصرف انرژی ناشی از هضم، جذب و متابولیسم غذا که حدود $10$ درصد از کل انرژی مصرفی ($TEE$) را شامل می‌شود.

گرمازایی اجباری (Obligatory Thermogenesis)

بخشی از $TEF$ که صرف انرژی مورد نیاز برای هضم، جذب و فراوری درشت‌مغذی‌ها می‌شود.

گرمازایی تطبیقی یا اختیاری (Facultative Thermogenesis)

انرژی اضافی مصرف شده به دلیل عدم کارایی متابولیک سیستم که توسط سیستم عصبی سمپاتیک و بافت چربی قهوه‌ای ($BAT$) تحریک می‌شود.

پروتئین جفت‌نشده-1 (UCP-1)

پروتئینی در غشای داخلی میتوکندری‌های بافت چربی قهوه‌ای که با از بین بردن گرادیان پروتونی، تولید گرما را جایگزین سنتز $ATP$ می‌کند.

گرمازایی درشت‌مغذی‌ها

بیشترین اثر گرمایی مربوط به پروتئین ($20$ تا $30$ درصد) و کمترین آن مربوط به چربی ($0$ تا $5$ درصد) است.

گرمازایی فعالیت های غیرورزشی (NEAT)

انرژی مصرف شده در طول فعالیت‌های روزمره مانند خرید، کار، جویدن آدامس و حرکت‌های غیرارادی.

مصرف بیش از حد اکسیژن پس از ورزش (EPOC)

افزایش کوتاه مدت در مصرف انرژی و اکسیژن که پس از اتمام فعالیت بدنی رخ می‌دهد.

کالری‌متری مستقیم (Direct Calorimetry)

اندازه‌گیری انرژی مصرفی از طریق سنجش گرمای آزاد شده از بدن در یک محفظه اختصاصی (کالری‌متر).

کالری‌متری غیرمستقیم (Indirect Calorimetry)

روش رایج اندازه‌گیری انرژی مصرفی از طریق محاسبه اکسیژن مصرفی ($VO_2$) و دی‌اکسید کربن تولیدی ($VCO_2$).

ضریب تنفسی (RQ)

نسبت حجم دی‌اکسید کربن تولیدی به حجم اکسیژن مصرفی ($RQ = VCO_2 / VO_2$).

مقادیر RQ برای سوبستراهای مختلف

کربوهیدرات = $1$، رژیم مخلوط = $0.85$، پروتئین = $0.82$، چربی = $0.7$ و تولید کتون \req 0.65.

روش آب دو بار نشان‌دار شده (Doubly Labeled Water)

استاندارد طلایی برای اندازه‌گیری $TEE$ در دوره‌های طولانی ($10$ تا $14$ روز) با استفاده از ایزوتوپ‌های دوتریوم و اکسیژن-$18$.

معادله Mifflin-St.Jeor

فرمول دقیق‌تری نسبت به هریس-بندیکت برای محاسبه $REE$ در افراد با وزن نرمال و افراد مبتلا به چاقی.

نیاز تخمینی انرژی (EER)

میانگین انرژی دریافتی رژیمی برای حفظ تعادل انرژی در یک فرد سالم با توجه به سن، جنس، وزن، قد و سطح فعالیت.

سطح فعالیت بدنی (PAL)

نسبت کل انرژی مصرفی ($TEE$) به انرژی مصرفی پایه ($BEE$) یا همان $BMR$.

معادل متابولیکی (MET)

واحدی برای بیان شدت فعالیت؛ هر $1$ MET معادل مصرف $3.5$ میلی‌لیتر اکسیژن به ازای هر کیلوگرم وزن بدن در دقیقه یا $1$ کیلوکالری به ازای هر کیلوگرم وزن بدن در ساعت ($1 \text{ kcal/kg/hr}$) است.