VO2 relativ, termodinamică și durată de viață

săptămâna

Lipsa „cinei de aseară” a cauzat moartea acestei păsări peste noapte.

Bărbații, șoarecii și alte mamifere mici folosesc mult mai mult O2 decât oamenii (ajustat în funcție de greutatea corporală).

Această rată metabolică mai mare convertește o proporție mai mare de „energie totală ieșită” în „căldură irosită” și este deosebit de importantă pentru supraviețuirea temperaturilor reci.

Pentru a susține o rată foarte mare de combustie metabolică și producție de căldură în comparație cu oamenii, păsările trebuie să mănânce până la 17x sau mai mult cantitatea de energie decât un om, relativ. În ciuda faptului că mănâncă atât de multe calorii, animalele mici nu câștigă masă deoarece disipă căldura extrem de repede.

Acest lucru explică de ce o pasăre care „se culcă” pe stomacul gol moare într-o noapte rece și amară ... lipsa de calorii reduce producția de căldură .

În schimb, corpurile unor animale uriașe, cum ar fi elefanții, conservă căldura, deoarece dimensiunea lor previne radiația rapidă a energiei. Prin urmare, urechile uriașe ale elefanților servesc ca radiatoare pentru a disipa căldura.

Citiți mai departe pentru a înțelege natura adevărată a caloriilor, VO2 relativ, metabolism și pierderea în greutate.

De șoareci și bărbați și alte animale: VO2 relativ simplificat prin compararea animalelor

Pentru a compara animalele și oamenii - pe un teren de joc uniform - împărțim VO2 pe minut la greutatea corporală a unui animal. Acest lucru ne oferă VO2 relativ.

VO2 relativ = VO2 pe minut/greutate corporală

Să presupunem că cântăriți 65 kg. (143 lb) Să presupunem că VO2-ul absolut în repaus (1 met) este 1/3 litru pe minut. (0,333 L = 333 ml)

VO2 relativ: 333 ml/min peste 65 kg = 5,12 ml/min pe kg.

Șoarecii și animalele mici folosesc relativ mult mai mult oxigen decât oamenii.

Observați că VO2 max relativ al husky-ului siberian este mult mai mare în comparație cu un cal.

Comparați mai multe animale:

Am ajustat cifrele pentru a le face mai ușor de conceput - în culori.

Calculele pentru un mouse și un elefant de mai jos:

Un mouse cântărește 25 g sau .00025 kg.

VO2 absolut în repaus = 68 ml/min.

Rel. VO2: 68ml/min peste .00025kg = 27,32 ml/min per kg.

Aceasta este de aproximativ 5 ori cantitatea pe care o folosește un om în repaus.

Deci, ceea ce face un „metabolism rapid” sau o rată metabolică?

  • Un animal cu un metabolism rapid este cel care are un VO2 relativ mai mare în repaus.
  • Utilizarea oxigenului mai rapid și mai exploziv este un mod mai precis de a percepe o rată metabolică mai mare.
  • Așa cum s-a prezentat întotdeauna pe parcursul acestui semestru, credeți că arderea combustibilului în mitocondriile este metabolizarea .

Următoarele două secțiuni vă vor ajuta să vizualizați concret folosind oxigenul mai exploziv. Dar mai întâi calculul elefantului, mai jos.

Un elefant cântărește 3800 kg.

VO2 absolut în repaus = 4,5 litri/min sau 4500 ml/min

Rel. VO2: 4500 ml/min peste 3800 kg = 1,18 ml/min per kg .

Acesta este 23% din consumul de O2 al omului pe minut atunci când este ajustat în funcție de greutatea corporală.

În ciuda VO2 relativ mai scăzut, un elefant radiază un volum absolut mai mare de căldură comparativ cu animalele mai mici din cauza dimensiunii sale. Urechile unui elefant sunt radiatoare imense care disipă căldura.

rezumat

Animalele uriașe, cum ar fi elefanții cu metabolism mai lent, au în general un VO2 relativ mai mic pe minut.

Și invers, animalele cu metabolismuri mai rapide folosesc relativ mai mult oxigen.

Caloria biologică. Termodinamica pierderii în greutate simplificată

Persoanele cu metabolism lent sunt „aragazele fără foc”.

Un scriitor din 1918, numit Lulu Hunt Peters, a numit persoanele supraponderale „Arzătoare fără foc”. Nepotul ei a desenat ilustrația. Acest tip de metabolism are ca rezultat:

  1. Mai puține calorii irosite ca căldură.
  2. Mai multe calorii economisite ca masă. (creștere în greutate)

Mașinile de gătit fără foc sunt persoane care nu își transformă cât mai mult aportul caloric în căldură în comparație cu persoanele „mai subțiri” - astfel încât persoanele cu metabolism mai lent economisesc mai mult din energia care intră ca masă .

  • Cu alte cuvinte, anumite persoane radiază mai puțină căldură în comparație cu persoanele cu metabolismuri mai rapide. De aici rezultă termenul Aragazuri fără foc. Tepid este poate un termen mai precis.

Diferența este ca și cum ai compara un bec fluorescent cu un bec incandescent standard. Aceeași cantitate de energie poate „intra” în fiecare bec (cum ar fi aceeași cantitate de calorii care intră în doi oameni), dar unul risipește mai multă căldură - și acesta este becul incandescent „prea fierbinte pentru atingere”.

  • Energia pusă într-un bec se transformă în două forme - lumină și căldură. Becul care irosește mai multă căldură produce mai puțină lumină.
  • Energia din alimente (calorii) se transformă în două forme - căldură și masă. *
  • Dacă corpul tău a transformat brusc mai mult din aportul său de energie sub formă de căldură, atunci l-ai converti sau stoca mai puțin din el ca masă.
  • Dacă 100% din caloriile pe care le-ați consumat s-au transformat doar în căldură, nu ați reuși să economisiți masă și să pierdeți toată greutatea.

* În scopuri practice, energia cinetică sau exercițiul nu sunt luate în considerare aici, ci sunt discutate în clasă.

Caloriile pe care le consumați NU sunt tratate de corpul dvs. la fel cum a fost obținut inițial de știință *.

* Un calorimetru cu bombă arde alimentele într-o cameră și produce doar o singură formă de energie ... căldură - absorbită și măsurată de creșterea temperaturii apei.

  • Corpul tău transformă energia din (calorii) în două „forme exterioare” (. căldură irosită ȘI masă.
  • Dacă și când crește procentul de căldură irosit, pierdeți masa. Aceasta este o lege irefutabilă a termodinamicii - chiar dacă mănânci aceeași cantitate de calorii „acum” comparativ cu o „dată anterioară”. Energia înăuntru este în continuare egală cu energia din afară, dar mai mult se stinge într-o formă și mai puțin se stinge în alta - păstrând toate lucrurile egale. Modul în care acest lucru se întâmplă prin manipularea dietei și alți factori este discutat în clasă.

Luați în considerare o pasăre, care trebuie să mănânce suficientă hrană pentru a evita înghețarea până la moarte peste noapte.

Moartea acestei păsări ar fi putut rezulta în esență din lipsa unei singure mese necesare înainte de a se culca într-o noapte rece și amară.

Când o pasăre mănâncă alocația zilnică obișnuită de energie (ceea ce pentru un om mănâncă zile în valoare de mâncare), cea mai mare parte a energiei nu se transformă în greutate, ci este irosită ca căldură doar pentru a o menține caldă. Acesta este motivul pentru care păsările și șoarecii trebuie să mănânce până la jumătate din greutatea corporală sau mai mult în timpul iernii.

Pe scurt, celulele animalelor cu metabolismuri mai rapide consumă oxigenul ‘mai rapid și mai exploziv’ decât un metabolism mai lent, exemplificat în videoclipul de mai jos.

Exemplu de utilizare a O2 mai rapid și mai exploziv într-un „spațiu celular” prin arderea cărbunelui cu oxigen lichid:

Pentru o perspectivă mai mare a frigului extrem - adică cererea și efectele acesteia asupra câinilor și oamenilor în timpul cursei de sanie pentru câini și în camparea pe timp rece.

Gânduri de la Mushers of the Iditerod Race și Will Steger.