Cheltuielile energetice includ cheltuielile energetice de repaus (metabolismul bazal), care reprezintă energia necesară pentru a susține funcțiile zilnice minime, reprezentând două treimi din cheltuielile energetice zilnice totale și activitatea fizică.
Termeni asociați:
- Leptina
- Gene imbricate
- Termogeneza
- Creșterea în greutate corporală
- Pierderea în greutate corporală
- Echilibrul energetic
- Aport caloric
Descărcați în format PDF
Despre această pagină
Hormonii somnului
Jennifer A. Teske, Vijayakumar Mavanji și Vitamins & Hormones, 2012
A Componente ale cheltuielilor de energie
Bioenergetica în acvacultură Setări ☆
Rate metabolice: cheltuieli energetice și rate de excreție azotată
Există mulți factori biotici și abiotici care influențează consumul de energie și ratele de excreție a ectotermelor poikilotermice; temperatura, disponibilitatea oxigenului, activitatea și hrănirea sunt printre cele mai importante. De exemplu, o creștere a temperaturii mediului are ca rezultat o creștere a cheltuielilor de energie care se reflectă într-o creștere a consumului de oxigen. Hipoxia acvatică este o stare de disponibilitate redusă a oxigenului. În piscicultură, se încearcă reducerea la minimum a expunerii peștilor la condiții hipoxice pentru a evita efectele negative pe care aceasta le are asupra hrănirii, cheltuielilor de energie și creșterii.
Creșterile vitezei de înot au ca rezultat creșterea ratelor de cheltuieli energetice. Având în vedere costul energetic ridicat al activității, este surprinzător faptul că peștii unor specii cresc mai repede și mai eficient atunci când înoată împotriva unui curent de apă modest decât cresc atunci când sunt crescuți în tancuri cu debituri de apă mai puțin pronunțate. Acest lucru este cel mai probabil legat de modificările comportamentale care rezultă din expunerea peștilor la apa curgătoare. Peștii formează adesea școli și nu cheltuiesc atât de mult timp și energie pentru activități exploratorii și comportamente agresive atunci când sunt angajați în activități de înot dirijate.
Cheltuielile cu energia pentru peștii hrăniți sunt mai mari decât cele pentru peștii privați de hrană; peștii hrăniți pot fi mai activi decât peștii nemâncați și acest lucru poate contribui la ratele metabolice crescute ale acestora. Căutarea și captarea alimentelor poate duce la o oarecare creștere a cheltuielilor de energie, dar ratele metabolice sunt crescute ori de câte ori există alimente în intestin; ratele metabolice sunt de obicei mai mari la câteva ore după încetarea hrănirii. Ca atare, creșterea cheltuielilor energetice care urmează hrănirii poate rezulta în mare parte din necesarul de energie pentru
procesarea fizică a alimentelor, digestia și absorbția nutrienților;
biosinteza, rotația și depunerea macromoleculelor tisulare; și
dezaminarea aminoacizilor și sinteza produselor excretoare.
În urma ingestiei de alimente există o creștere a activității motorii a intestinului, iar digestia și absorbția implică sinteza și secreția enzimelor digestive și transportul nutrienților peste peretele intestinal; toate duc la creșterea cheltuielilor de energie. Constituenții țesuturilor se află într-o stare dinamică; o proporție destul de mare din cheltuielile energetice asociate cu ingestia de alimente este legată de cifra de afaceri, sinteza și depunerea macromoleculelor (în principal proteine, dar și lipide și carbohidrați; Fig. 6). Ratele de excreție azotată cresc, de asemenea, după hrănire, astfel încât dezaminarea aminoacizilor și sinteza produselor excretoare azotate contribuie la cheltuirea energiei. Peștii elimină majoritatea azotului rezidual sub formă de amoniac, adică sunt ammonotelici. Excreția de amoniac crește după hrănire și furajele bogate în proteine induc o excreție mai mare de amoniac decât furajele cu un conținut redus de proteine. Deși peștii excretă în mare parte amoniac, aceștia excretă și uree, aminoacizi, acid uric, creatină și creatinină; cantitățile diferiților compuși azotați excretați variază în funcție de specie și de stadiul istoriei vieții, condițiile de hrănire, compoziția furajelor și factorii de mediu.
FIG. 6. Nutrienții alimentari induc modificări în activarea și transcrierea genelor, sinteza și rotația proteinelor și metabolismul nutrienților. Monitorizarea transcriptomică (profilarea expresiei genelor), proteomica (analiza expresiei proteinelor) și metabolomica (analiza compoziției metabolitului) oferă evaluări holistice ale acestor modificări.
Nutriția la pacienții cu boli critice
6 Câte calorii ar trebui să primească pacienții cu boli critice?
Cheltuielile cu energia variază în funcție de vârstă, sex, masă corporală, tipul și severitatea bolii. În timpul bolilor critice, cheltuielile totale de energie (TEE) pot fi măsurate cu calorimetrie indirectă. Cu toate acestea, în practica clinică, cheltuielile de energie în repaus (REE) sunt de obicei estimate utilizând o varietate de ecuații disponibile și apoi sunt înmulțite cu un factor de stres de la 1,0 la 2,0 pentru a estima TEE (și, prin urmare, necesarul caloric). Aproximativ 25 kcal/kg greutate corporală ideală este adesea practica standard, iar alte ecuații, cum ar fi Harris-Benedict, Ireton-Jones și Weir, sunt utilizate în mod obișnuit (Tabelul 8-1). Din păcate, ecuațiile predictive tind să fie inexacte. Cantitatea optimă de calorii pentru a oferi pacienților cu afecțiuni critice nu este clară, având în vedere lipsa datelor existente, dar studiile sugerează că furnizarea unei cantități de calorii mai apropiate de caloriile obiectiv este asociată cu rezultate clinice îmbunătățite.
Tehnici de măsurare pentru cheltuielile cu energia
Monitoare de ritm cardiac
Cheltuielile cu energia sunt estimate pe baza presupunerii unei relații liniare între ritmul cardiac și VO 2. Există o variabilitate interindividuală considerabilă în această relație, dar este relativ consistentă pentru un individ într-o serie de activități, iar diferențele sunt predominant o reflectare a diferențelor în ceea ce privește eficiența mișcării, vârsta și nivelul de fitness fizic. 4.15 Totuși, metoda are limitări. De exemplu, relația dintre ritmul cardiac și VO2 diferă între activitățile musculare ale corpului superior și ale corpului inferior. Și, deși există o relație foarte strânsă între ritmul cardiac și consumul de energie în timpul exercițiului, acest lucru nu este cazul în timpul unei stări de odihnă sau a unei activități foarte ușoare. 14.15
METABOLISMUL ENERGETIC
Cheltuieli energetice zilnice totale
Măsurările cheltuielilor de energie pe perioade de zile sau cel puțin peste 24 de ore au fost sfătuite pentru a determina mai bine necesarul de energie la om. Camerele respiratorii permit evaluarea metabolismului energetic la om în condiții sedentare sau în timpul testelor de efort. Folosind o cameră respiratorie, se pot evalua diferitele componente ale activității fizice sedentare zilnice: rata metabolică a somnului, costurile energetice ale excitării (rata metabolică bazală minus rata metabolică a somnului), efectele termice ale meselor și costul energetic al spontanei activitate fizica. Cu toate acestea, una dintre componentele majore ale cheltuielilor energetice zilnice, și cu siguranță cea mai variabilă, este cheltuiala energetică asociată cu mișcarea și activitatea fizică. Variabilitatea de zi cu zi a cheltuielilor cu energia este cel mai probabil legată de aceste modificări ale activității fizice. Metoda de apă dublu etichetată permite măsurarea cheltuielilor de energie în condiții de viață total libere.
În ciuda faptului că măsurarea TDEE este metodologic dificilă și costisitoare, studii recente au concentrat atenția asupra cheltuielilor energetice legate de activitate la pacienții cu BPOC. Folosind tehnica de apă dublu etichetată (H 2 2 O 18) pentru a măsura TDEE, s-a demonstrat că pacienții cu BPOC au un TDEE semnificativ mai mare decât subiecții sănătoși. În mod remarcabil, componenta non-odihnitoare a cheltuielilor energetice totale zilnice este semnificativ mai mare la pacienții cu BPOC decât la subiecții sănătoși (Figura 4), rezultând un raport între TDEE și REE de 1,7 la pacienții cu BPOC și 1,4 la voluntarii sănătoși, egal cu vârsta, sexul și greutatea corporală. Această creștere a cheltuielilor energetice legate de activitate sugerează o ineficiență mecanică în timpul activităților. În caz contrar, atunci când TDEE se măsoară într-o cameră respiratorie, nu se găsesc diferențe în TDEE între pacienții cu BPOC și martorii sănătoși, posibil ca o consecință a activității limitate în camera respiratorie. O variabilitate ridicată a TDEE la pacienții cu BPOC este o constatare constantă în diferite studii. Această variabilitate în TDEE trebuie luată în considerare la menținerea echilibrului energetic la pacienții cu BPOC, în special atunci când efortul este recomandat ca parte a unui program de management integrat.
Figura 4. Componentă fără odihnă a cheltuielilor energetice zilnice totale la pacienții cu BPOC și subiecți sănătoși, potrivită pentru vârstă, sex și compoziția corpului.
O parte din consumul crescut de oxigen în timpul efortului poate fi legat de o ineficiență a mușchilor. Mai multe studii arată într-adevăr o fosforilare oxidativă grav afectată în timpul exercițiului în BPOC. Sunt indicate studii suplimentare pentru a investiga posibila relație între o cheltuială de energie ineficientă sau relativ îmbunătățită în timpul activităților și modificările metabolismului substratului. În orice caz, există dovezi în creștere care sugerează că, pentru a estima necesarul de energie al pacienților cu BPOC, este necesar să se măsoare activitatea fizică, precum și eficiența metabolică în timpul exercițiului.
Cerințe energetice pentru bărbați și femei
Dr. SUSAN B. ROBERTS, dr. SAI KRUPA DAS, în Principiile medicinii specifice sexului, 2004
C. Activitatea fizică
Cheltuielile de energie pentru activitate fizică și excitare sunt cea mai variabilă componentă a TEE și pot varia de la 400 la 3000 kcal/zi între indivizi. Exercițiul pare să aibă atât costuri energetice imediate datorate activității exercițiului, cât și efecte pe termen mai lung asupra RMR.
Costul energetic imediat al activităților individuale reprezintă probabil cea mai mare parte a efectului activității fizice asupra necesităților de energie, iar persoanele care sunt mai active fizic tind să aibă un consum maxim mai mare de oxigen [35, 36]. Tabelul 65-2 prezintă costurile energetice medii ale unei game de activități tipice, cu valorile exprimate ca multipli ai RMR, iar Tabelul 65-3 prezintă costurile absolute ale energiei pentru aceleași activități exprimate în termeni de echivalenți alimentari.
Tabelul 65-2. Costurile energetice ale diferitelor activități *
| Activități sedentare | |
| Dormit | 1.0 |
| Stând liniștit | 1.0 |
| Ședință plus activitate (de exemplu, cusut) | 1.5 |
| Mersul pe jos | |
| Mergând încet (2 mph) | 2.5 |
| Mers în ritm normal (3 mph) | 3.3 |
| Mers rapid (4 mph) | 4.5 |
| Mergând în sus în ritm normal | 6.9 |
| Mergând în sus în ritm normal, purtând 5 kg de sarcină | 7.4 |
| Acasă | |
| Sarcini casnice, efort moderat | 3.5 |
| Gradinarit (fara ridicare) | 4.4 |
| Greblarea gazonului | 4.0 |
| Obiecte de ridicat | 4.0 |
| Sporturi recreative | |
| Activități ușoare (golf, bowling, navigație) | 2.2–4.4 |
| Activități moderate (dans, ciclism, tenis) | 4.4–6.6 |
| Activități grele (schi, jogging, sărituri de coardă) | 6.6+ |
Tabelul 65-3. Costurile energetice ale diferitelor activități desfășurate timp de o oră *
| Activități sedentare | ||
| Dormit | 0 | nici unul |
| Stând liniștit | 0 | nici unul |
| Ședință plus activitate (de exemplu, cusut) | 28 | ½ fursec mic |
| Mersul pe jos | ||
| Mergând încet (2 mph) | 83 | 1 cookies cookie-uri mici |
| Mers în ritm normal (3 mph) | 127 | 2 fursecuri mici |
| Mers rapid (4 mph) | 193 | 3 fursecuri mici |
| Mergând în sus în ritm normal | 325 | 5 ½ fursecuri mici |
| Mergând în sus în ritm normal, transportând 5 kg de sarcină | 353 | 6 fursecuri mici |
| Gospodărie | ||
| Sarcină generală a gospodăriei, efort moderat | 138 | 2 cookies fursecuri mici |
| Gradinarit (fara ridicare) | 188 | 3 fursecuri mici |
| Greblarea gazonului | 166 | 2 cookie cookie mic |
| Obiecte de ridicat | 166 | 2 cookie cookie mic |
| Sporturi recreative | ||
| Activități ușoare (golf, bowling, navigație) | 66–188 | 1–3 cookie-uri mici |
| Activități moderate (dans, ciclism, tenis) | 188–309 | 3-5 fursecuri mici |
| Activități grele (schi, jogging, sărituri de coardă) | 309+ | +5 biscuiți mici |
(De la Institutul de Medicină al Academiilor Naționale. [2002]. Consumuri dietetice de referință: energie, carbohidrați, fibre, grăsimi, acizi grași, colesterol, proteine și aminoacizi. Capitolele 1-9. Washington, DC: The National Academy Press .)
În plus față de costul energetic imediat al activităților individuale, activitatea fizică afectează și REE în perioada post-exercițiu cu aproximativ + 5% cel puțin până la 24 de ore după exercițiu [37]. Efectul pe termen lung al exercițiului fizic în creșterea REE este, de asemenea, observat în studiile care examinează modificările RMR pe parcursul mai multor zile la sportivii care nu mai fac exerciții [38, 39].
De asemenea, pot exista modificări cronice ale EE asociate cu activitatea fizică, rezultate din modificări ale RMR datorate modificărilor compoziției corpului și modificărilor ratei metabolice a țesutului muscular și modificări ale activității fizice spontane asociate cu niveluri modificate de fitness. Cu toate acestea, amploarea și direcția schimbării în EE asociate cu acești factori rămâne controversată. În ceea ce privește RMR, multe studii au demonstrat că FFM este predictorul major al RMR [4, 40] și, prin urmare, o creștere a FFM datorită activității fizice crescute ar fi de așteptat să crească RMR. Cu toate acestea, mai multe studii nu susțin această relație. În special, trei studii [41-43], dintre care două au menținut aportul de energie constant [41, 42] și au promovat pierderea în greutate prin schimbarea dietei, toate au raportat nicio creștere a RMR cu o activitate fizică crescută. Aceste date sugerează că orice creștere potențială a RMR cu antrenamentul de exerciții este ușor negată de mici modificări opuse ale echilibrului energetic.
Întrebarea dacă activitatea spontană de neexercițiu (uneori denumită în mod vag și agitat) crește odată cu activitatea fizică intenționată este, de asemenea, controversată. Activitatea spontană de neexerciție a fost raportată a fi importantă cantitativ, reprezentând 100-800 kcal/zi, chiar și la subiecții care locuiesc într-o cameră calorimetrică a întregului corp [4]. Cu toate acestea, Shah și colab. [44] au arătat doar o creștere minimă (3%) în 24 ore EE, măsurată prin calorimetrie a întregului corp, cu un program de exerciții aerobice intense de 2 ore, probabil din cauza unei scăderi corespunzătoare a EE în alte momente de ziua. Într-un alt studiu de calorimetrie al întregului corp, Van Etten și colab. [45] nu au arătat o creștere semnificativă în 24 ore EE cu un program de exerciții standardizat dincolo de cel imediat asociat cu costul energetic al exercițiului, în timp ce Blaak și colab. [46] au raportat o creștere semnificativă creșterea activității fizice spontane la băieții obezi înscriși într-un program de antrenament la exerciții.
Întrebarea dacă diferitele grade de oboseală pot avea impact asupra activității spontane de neexercițiu în diferite măsuri a fost abordată și cu rezultate mixte. Shah și colab. [44] au raportat o creștere medie mai mare (5%) în 24 ore EE cu un program de exerciții moderate (mers pe jos) decât cu un program de antrenament aerob intens pentru o perioadă echivalentă (+ 3%), sugerând că subiecții au avut niveluri mai scăzute de mișcare spontană după exerciții intense, deoarece erau mai obosiți. Pe de altă parte, Schulz și colab. [47] nu au raportat nicio diferență în sedentarismul de 24 ore între persoanele apte aerobice și sedentare, iar Pacy și colab. [48] nu au arătat niciun efect diferențial al activității moderate față de intens pe 24 de ore după ce au luat în calcul costurile energetice. a exercițiului în sine.
Combinația acestor rezultate diferite indică faptul că efectele activității fizice planificate asupra activității spontane în alte momente sunt foarte variabile (cu efecte generale asupra EE variind de la pozitiv la negativ) și probabil depinde de o serie de factori, inclusiv natura exercițiului (obositor vs moderat), aptitudinea inițială a subiecților, precum și compoziția corpului și sexul.
Spre deosebire de multiplele efecte potențiale ale exercițiului, descrise anterior, pare să existe efecte minime ale vârstei și genului asupra costurilor energetice ale exercițiilor specifice [49] și niciun efect al exercițiului asupra TEF [50].
Din discuția anterioară a datelor publicate este clar că, deși la un nivel general se poate anticipa o creștere a activității fizice pentru a crește TEE, acest lucru nu este întotdeauna cazul. DRI-urile [1] prevăd patru niveluri diferite de activitate fizică (sedentară, slab activă, activă, foarte activă) care sunt descrise în termeni de echivalenți de mers pe jos (adică, dacă toată activitatea deasupra categoriei sedentare ar fi mersul pe jos, câte mile ar fi mers zilnic?) așa cum este rezumat în Tabelul 65-4. Au fost definite patru categorii de activități, deoarece la nivel general diferitele categorii pot ajuta la subdivizarea indivizilor cu cerințe energetice diferite și PAL-uri. Cu toate acestea, ar fi posibil ca o persoană cu un stil de viață sedentar care să meargă puțin să cheltuiască energie care ar clasifica-o ca activă dacă ar avea un nivel ridicat de agitație spontană și alte activități inexplicabile. Din aceste motive, sunt necesare cercetări suplimentare pentru a furniza metode pentru plasarea fiabilă a indivizilor în categoria lor corectă de activitate, cu scopul de a prezice necesarul de energie.
Tabelul 65-4. Categorii de nivel de activitate fizică și echivalența mersului pe jos
| Sedentar | 1.0–1.39 | 0 |
| Activ scăzut | 1.4–1.59 | 1.5–3.0 |
| Activ | 1.6-1.89 | 3.0–7.5 |
| Foarte activ | 1.9–2.5 | 7.5–31.0 |
(De la Institutul de Medicină al Academiilor Naționale. [2002]. Consumuri dietetice de referință: energie, carbohidrați, fibre, grăsimi, acizi grași, colesterol, proteine și aminoacizi. Capitolele 1-9. Washington, DC: The National Academy Press .)