Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Тынығудағы метаболизм жылдамдығы (ТМЖ) – физиологиялық гомеостаз және биологиялық тепе-теңдік туралы болжамдардың жиынтығымен анықталатын қатаң және тұрақты тынығу жағдайларындағы сүтқоректілердің (және басқа омыртқалы жануарлардың) бүкіл дене метаболизмі. ТМЖ базалық метаболизмнен (BMR) өзгеше, себебі BMR өлшемдері толық физиологиялық тепе-теңдікті қанағаттандыруы керек, ал ТМЖ өлшеу жағдайларын өзгертуге және контекстік шектеулермен анықтауға болады. Сондықтан BMR «мүмкін ең тұрақты» жағдайда өлшенеді, ал ТМЖ өлшемі қолжетімдірек, демек, күнделікті энергия жұмсалымының көптеген, тіпті барлық өлшемдерін немесе бағалауларын көрсетеді. Жанама калориметрия – респиратометрия мен биоэнергетика арасындағы қатынасты зерттеу немесе клиникалық қолдану, онда оттегі тұтыну мөлшері, кейде көмірқышқыл газы шығару және сирек мочевина шығару мөлшері i) энергия мен ii) өлшеу уақыт аралығы арасындағы қатынас түрінде көрсетілген энергия жұмсалымының мөлшеріне айналады. Мысалы, адам денесіндегі оттегі тұтынуын талдағаннан кейін, демалып отырған адамнан 5 минут ішінде 5,5 килокалория энергия жұмсалатыны бағаланса, онда тынығудағы метаболизм жылдамдығы = 1,1 ккал/мин болады. Кейбір байланысты өлшемдерден (мысалы, MET) айырмашылығы, ТМЖ дене массасына сілтеме жасамайды және метаболизмнің энергия тығыздығына әсер етпейді. BMR өлшемдеріндегі шатастыратын факторларды толыққанды қарастыру 1922 жылы Массачусетс штатында инженерлік профессор Фрэнк Б. Санборн көрсеткен, онда тамақ, дене күйі, ұйқы, бұлшықет қызметі және эмоциялардың әсері BMR-ді ТМЖ-ден ажырату критерийлерін ұсынады.
Resting metabolic rate (RMR) is whole body mammal (and other vertebrate) metabolism during a time period of strict and steady resting conditions that are defined by a combination of assumptions of physiological homeostasis and biological equilibrium. RMR differs from basal metabolic rate (BMR) because BMR measurements must meet total physiological equilibrium whereas RMR conditions of measurement can be altered and defined by the contextual limitations. Therefore, BMR is measured in the elusive "perfect" steady state, whereas RMR measurement is more accessible and thus, represents most, if not all measurements or estimates of daily energy expenditure. Indirect calorimetry is the study or clinical use of the relationship between respirometry and bioenergetics, where the measurement of the rates of oxygen consumption, sometimes carbon dioxide production, and less often urea production is transformed to rates of energy expenditure, expressed as the ratio between i) energy and ii) the time frame of the measurement. For example, following analysis of oxygen consumption of a human subject, if 5.5 kilocalories of energy were estimated during a 5 minute measurement from a rested individual, then the resting metabolic rate equals = 1.1 kcal/min rate. Unlike some related measurements (e. g. METs), RMR itself is not referenced to body mass and has no bearing on the energy density of the metabolism. A comprehensive treatment of confounding factors on BMR measurements is demonstrated as early as 1922 in Massachusetts by Engineering Professor Frank B Sanborn, wherein descriptions of the effects of food, posture, sleep, muscular activity, and emotion provide criteria for separating BMR from RMR.
Компьютерлік технологияға дейінгі технологиялар
1780 жылдары Француз ғылым академиясы үшін Лавуазье, Лаплас және Сегуен сүтқоректілердегі тікелей калориметрия мен тыныс алу газ алмасуы арасындағы байланысты зерттеді және жариялады. 100 жыл өткен соң, 19 ғасырда Коннектикут штатындағы Уэслиан университеті үшін профессорлар Атвотер мен Роза адамдардағы аминқышқылдарының, глюкозаның және май қышқылдарының метаболизмі кезінде азот, көмірқышқыл және оттегі тасымалдануының мол дәлелдерін ұсынды. Бұл, еркін тіршілік ететін адамдардың биоэнергетикасын анықтаудағы жанама калориметрияның маңыздылығын одан әрі бекітті. Атвотер мен Розаның жұмысы тағамдардың калориялық құндылығын есептеуге мүмкіндік берді, бұл ақырында USDA-ның тағамдық калориялар кітапханасын құру үшін қабылданған өлшемшарттарға айналды. 20 ғасырдың басында Оксфорд университетінде физиология зерттеушісі Клод Гордон Дуглас (ішінара Колорадо штатының Пайк шыңында жүргізілетін эксперименттерге дайындық ретінде) ауа дем алудың арзан және жылдам әдісін жасады. Бұл әдісте пациент белгілі бір уақыт аралығында дерлік өткізбейтін және үлкен көлемді жинау қабына дем алады. Жинақталған барлық көлем өлшенеді, оттегі мен көмірқышқыл газының құрамы талданады, ал дем алынған "сыртқы" ауадан айырмашылықтар оттегінің сіңірілу және көмірқышқылдың шығарылу жылдамдығын анықтау үшін есептеледі. Дем алынған газдардан энергия шығынын бағалау үшін бірнеше алгоритмдер әзірленді. Ең көп қолданылатындарының бірі 1949 жылы Глазго университетіндегі зерттеу физиологы Дж. Б. де В. Вейр жасады. Оның метаболизмді бағалауға арналған қысқартылған теңдеуі газ алмасу жылдамдықтарын көлем/уақыт ретінде жазды, несептегі азотты есепке алмады және "ккал/минуттан" "ккал/күнге" экстраполяциялау үшін 1.44 уақыт түрлендіру коэффициентін қосуға мүмкіндік берді. Вейр өзінің эксперименттерінде Дуглас қабын қолданды және қалыпты физиологиялық жағдайларда ақуыз метаболизмінің әсерін елемеуді, сондай-ақ шамамен 12,5% ақуыз калориясын құрайтын тамақтану үлгісін қолдап, былай деп жазды: "Шындығында, егер тұтынылатын ақуыз калориясының пайызы 10 мен 14 арасында болса, [теңдеуді] пайдаланудағы максималды қате 500-ден 1 аз болады".
In the 1780s for the French Academy of Sciences, Lavoisier, Laplace, and Seguin investigated and published relationships between direct calorimetry and respiratory gas exchanges from mammalian subjects. 100 years later in the 19th century for the Connecticut based Wesleyan University, Professors Atwater and Rosa provided ample evidence of nitrogen, carbon dioxide, and oxygen transport during the metabolism of amino acids, glucose, and fatty acids in human subjects, further establishing the value of indirect calorimetry in determining bioenergetics of free living humans. The work of Atwater and Rosa also made it possible to calculate the caloric values of foods, which eventually became the criteria adopted by the USDA to create the food calorie library. In the early 20th century at Oxford University, physiology researcher Claude Gordon Douglas developed an inexpensive and mobile method of collecting exhaled breath (partly in preparation for experiments to be conducted on Pike's Peak, Colorado). In this method, the subject exhales into a nearly impermeable and large volume collection bag over a recorded period of time. The entire volume is measured, the oxygen and carbon dioxide content are analyzed, and the differences from inspired "ambient" air are calculated to determine the rates of oxygen uptake and carbon dioxide output. To estimate energy expenditure from the exhaled gases, several algorithms were developed. One of the most widely used was developed in 1949 at University of Glasgow by research physiologist J. B. de V. Weir. His abbreviated equation for estimating metabolic rate was written with rates of gas exchange being volume/time, excluded urinary nitrogen, and allowed for the inclusion of a time conversion factor of 1.44 to extrapolate to 24 hour energy expenditure from 'kcal per minute" to "kcal per day." Weir used the Douglas Bag method in his experiments, and in support of neglecting the effect of protein metabolism under normal physiological conditions and eating patterns of ~12.5% protein calories, he wrote:
" In fact if the percentage of protein calories [consumed] lies between 10 and 14 the maximum error in using [the equation] is less than 1 in 500."
Компьютерлік RMR өлшеулері
1970 жылдардың басында компьютерлік технологиялар деректерді оқиға орнында өңдеуге, нақты уақыт талдауына және тіпті О2, СО2 және ауа ағыны сияқты метаболикалық айнымалылардың графикалық түрде көрсетілуіне мүмкіндік берді, соның арқасында академиялық мекемелер жаңа тәсілдермен дәлдік пен нақтылықты тексеруге ұмтылды. Одан бірнеше жыл өткен соң, аккумуляторлық жүйелер пайда болды. Мысалы, 1977 жылы Физиологиялық қоғамның мәжілісінде жинақталған және соңғы минуттағы оттегі тұтынуын цифрлық түрде көрсетуге қабілетті мобильді жүйе демонстрацияланды. Келесі онжылдықтарда өндіріс және есептеу құралдарының құны төмендеген сайын, 1990 жылдары әртүрлі модельдерді дайындау және салыстыру үшін қолданылатын әртүрлі әмбебап калибрлеу әдістері әртүрлі конструкциялардың кемшіліктері мен артықшылықтарына назар аударды. Төмен құннан басқа, метаболикалық айнымалы CO2 көбінесе назардан тыс қалды, нәтижесінде салмақты басқару және жаттығулар бойынша оттегі тұтыну модельдеріне басымдық берілді. Жаңа мыңжылдықта кішкентай "жұмыс үстелі өлшемді" жанама калориметрлер арнайы жеке компьютерлер мен принтерлермен, сондай-ақ қазіргі таңдағы Windows негізіндегі бағдарламалық қамтамасымен таратыла бастады.
In the early 1970s, computer technology enabled on site data processing, some real time analysis, and even graphical displays of metabolic variables, such as O2, CO2, and air flow, thereby encouraging academic institutions to test accuracy and precision in new ways. A few years later in the decade, battery operated systems made debuts. For example, a demonstration of the mobile system with digital display of both cumulative and past minute oxygen consumption was presented in 1977 at the Proceedings of the Physiological Society. As manufacturing and computing costs dropped over the next few decades, various universal calibration methods for preparing and comparing various models in the 1990s brought attention to short comings or advantages of various designs. In addition to lower costs, the metabolic variable CO2 was often ignored, promoting instead a focus on oxygen consumption models of weight management and exercise training. In the new millennium, smaller "desktop sized" indirect calorimeters were being distributed with dedicated personal computers and printers, and running modern windows based software.
Қолдану
Күнделікті энергия шығынын (ТЭК) бағалау кезінде RMR өлшеулері ұсынылады. BMR өлшемі ояну кезіндегі тар уақыт аралығымен (және қатаң талаптармен) шектелгендіктен, RMR өлшемі көбінесе бос жағдайларда жүргізіледі. USDA ұйымдастырған шолуда көптеген жарияланымдарда тынығу өлшемінің нақты жағдайлары, соның ішінде соңғы тамақтанғаннан немесе физикалық белсенділіктен өткен уақыт көрсетілген; осы толыққанды шолуда RMR тамақтанудың термиялық әсерінен және күні бойындағы қызметтерден қалған энергия шығынынан 10–20% жоғары деп бағаланды.
RMR measurements are recommended when estimating total daily energy expenditure (TEE). Since BMR measures are restricted to the narrow time frame (and strict conditions) upon waking, the looser conditions RMR measure is more typically conducted. In the review organized by the USDA, most publications documented specific conditions of resting measurements, including time from latest food intake or physical activities; this comprehensive review estimated RMR is 10 – 20% higher than BMR due to thermic effect of feeding and residual burn from activities that occur throughout the day.
Тынығудағы зат алмасу жылдамдығы мен энергия шығынының арасындағы байланыс
Термохимияны ескермегенде, метаболизмнің жылдамдығы мен энергия жұмсалысының көлемі, мысалы, RMR және REE туралы айтқанда, жаңылысып шатастырылуы мүмкін.
Thermochemistry aside, the rate of metabolism and an amount of energy expenditures can be mistakenly interchanged, for example, when describing RMR and REE.
АЗТ-ны салмақты басқаруда пайдалану
Ұзақ мерзімді салмақты басқару тамақтан алынған калорияларға тікелей пропорционалды; алайда, энергия мөлшерін бағалауда көптеген калорияға жатпайтын факторлар да маңызды биологиялық рөл атқарады (бұл мәселелерге тоқталмаймыз). Энергия шығынын есептегенде, тыныш күйдегі өлшемді (RMR) пайдалану – күндізгі жалпы энергия шығынының (TEE) басым бөлігін анықтаудың ең дәл тәсілі, соның арқасында калориялық рационды жоспарлау және сақтауда ең жақын нәтижелерге қол жеткізіледі. Осы себепті, ұзақ мерзімді салмақты басқаруға қол жеткізу үшін жанама калориметрия арқылы REE-ні анықтау қатаң ұсынылады, бұл қорытынды USDA, AND (бұрынғы ADA), ACSM және халықаралық деңгейде ДДҰ сияқты беделді ұйымдардың жүргізіп отырған бақылау зерттеулерінің нәтижесінде алынып, қолдау табады.
Long term weight management is directly proportional to calories absorbed from feeding; nevertheless, myriad non caloric factors also play biologically significant roles (not covered here) in estimating energy intake. In counting energy expenditure, the use of a resting measurement (RMR) is the most accurate method for estimating the major portion of Total daily energy expenditure (TEE), thereby giving the closest approximations when planning & following a Calorie Intake Plan. Thus, estimation of REE by indirect calorimetry is strongly recommended for accomplishing long term weight management, a conclusion reached and maintained due to ongoing observational research by well respected institutions such as the USDA, AND (previously ADA), ACSM, and internationally by the WHO.
Метаболизм жылдамдығы мен 24 сағаттық энергия шығынының жалпы корреляциялары
Энергия шығыны бірқатар факторлармен байланысты, олар әліппелік тәртіппен тізімделген. Жасы: қартаюмен байланысты эпидемиологиялық үрдістерге, физикалық белсенділіктің төмендеуіне және сүйек бұлшықтарының жоғалуына қоса, жасушалық белсенділіктің төмендеуі (оның қарттығуы) да негізгі метаболизм жылдамдығының (РМЖ) төмендеуіне себеп болуы мүмкін.
Energy expenditure is correlated to a number of factors, listed in alphabetical order. Age: Besides the epidemiologically correlated trends of aging, lowered physical activity, and loss of lean muscle mass, lessened cellular activity (the senescence thereof) may also contribute to lowering of REE.
Адам емес түрлердегі жұмыстар
Экологияда RMR жиі қолданылады, бұл жеке тұлғалардың қоршаған орта жағдайларының өзгеруіне жауабын зерттеуге мүмкіндік береді. Паразиттер анықтама бойынша өздерінің иелеріне зиян келтіреді, сондықтан олардың иелердің RMR-іне әсер етуі мүмкін деп күтілуде. Паразиттік инфекцияның иелердің RMR-іне әсері әртүрлі болуы анықталды. Көптеген зерттеулер паразиттік инфекция кезінде RMR-дің жоғарылауын көрсетеді, бірақ басқалары әсерін көрсетпейді, тіпті RMR-дің төмендеуін де көрсетеді. Паразиттік инфекция кезінде RMR өзгеру бағытындағы мұндай айырмашылықтың себебі әлі анықталған жоқ.
RMR is regularly used in ecology to study the response of individuals to changes in environmental conditions. Parasites by definition have a negative impact on their hosts and it is thus expected that there might be effects on host RMR. Varying effects of parasite infection on host RMR have been found. Most studies indicate an increase in RMR with parasite infection, but others show no effect, or even a decrease in RMR. It is still unclear why such variation in the direction of change in RMR with parasite infection is seen.