energie

  • obiecte
  • abstract
  • introducere
  • Mărimea corpului, compoziția corpului și cheltuielile de energie
  • Modificări ale consumului de alimente și ale cheltuielilor de energie
  • Modificări ale activității fizice și ale cheltuielilor de energie
  • discuţie

Video: Cum să construiești sfera Dyson - o megastructură intimă (februarie 2021)

obiecte

abstract

Cheltuielile cu energia sunt determinate de mărimea corpului, compoziția corporală și aportul de alimente și activitatea fizică. Mărimea corpului și compoziția corpului sunt factorii determinanți ai energiei de repaus. Greutatea mai mare duce la o nevoie mai mare de energie din cauza unei nevoi mai mari de odihnă, datorită costurilor mai mari de întreținere pentru un corp mai mare. Cheltuielile de energie induse de activitate sunt cea mai variabilă componentă a cheltuielilor totale de energie. Subiecții mai mici și mai subțiri se mișcă în general mai mult, deoarece cheltuielile de energie ale activității la subiecții mai mari nu sunt mai mari în raport cu costul deplasării cu o greutate corporală mai mare. Aportul de alimente induce modificări ale cheltuielilor de energie în funcție de modificările mărimii și compoziției corpului. În plus, restricția de energie induce o reducere adaptivă a cheltuielilor de energie prin reducerea metabolismului țesutului și reducerea mișcării corpului. Creșterea cheltuielilor cu activitatea cauzată de exerciții este o funcție a stării de pregătire. Pentru subiecții neinstruiți, exercițiile fizice determină o creștere mai mare a cheltuielilor totale de energie decât poate fi atribuită costului energetic al programului de formare. Persoanele instruite au performanțe mai bune cu aceeași cheltuială datorită economiei mai mari a exercițiilor fizice.

Cheltuielile de energie la oameni sunt determinate de mărimea corpului, compoziția corpului, mediu și comportament. Un corp mai mare, în special un corp mai greu, fără grăsimi, necesită mai multă întreținere și astfel induce o rată metabolică bazală mai mare sau odihnă energetică. Principalul factor determinant de mediu al cheltuielilor de energie este temperatura ambiantă, unde cheltuielile de energie cresc într-un mediu rece prin agitare și într-un mediu fierbinte prin respirație. Factorii determinanți ai cheltuielilor energetice includ consumul de alimente și activitatea fizică. În viața de zi cu zi, factorii de mediu precum temperatura ambiantă sunt neglijabili. De obicei ne alegem mediul pentru a ne simți confortabil. Când plecăm, rămânem într-o zonă neutră prin căldură, reglând temperatura caselor noastre și îmbrăcându-ne în funcție de condițiile climatice. Astfel, această revizuire este limitată la determinanți, inclusiv caracteristicile subiectului, aportul de alimente și activitatea fizică.

Cheltuielile totale de energie (TEE) pot fi împărțite în trei componente: cheltuieli de întreținere sau repaus energetic (REE); cheltuieli energetice pentru procesarea cheltuielilor consumate de energie sau alimente (DEE); și cheltuieli energetice induse de activitate (AEE). Aici, controlul cheltuielilor de energie este controlat prin compararea TEE și a celor trei componente în raport cu diferențele în caracteristicile corpului, dimensiunea corpului și compoziția corpului, urmată de examinarea efectelor modificărilor consumului de alimente și ale modificărilor activității fizice asupra cheltuielilor de energie.

Mărimea corpului, compoziția corpului și cheltuielile de energie

De la naștere, copiii cresc în greutate și înălțime și ating valori la adulți cu vârsta de aproximativ 18 ani. Inițial, necesarul de energie este determinat în principal de creșterea și cheltuielile de energie pentru întreținerea corpului. Cheltuielile cu activitatea energetică ca pondere din TEE cresc de la 20% la vârsta de 1 la

35% la vârsta de 18 ani. 2 Creșterea se reflectă într-o creștere a indicelui de activitate fizică (PAI = TEE/REE) de la 1,4 la 1,75.Aici, atenția se concentrează pe dimensiunea corpului, compoziția corpului și intensitatea energetică la subiecții la înălțimea adultului, adică vârsta de 18 ani și mai batran.

La maturitate, cea mai mare componentă a TEE la un subiect moderat activ este îngrijirea corpului măsurată în repaus. DEE reprezintă aproximativ 10% din cantitatea totală de energie consumată pentru dieta medie cu 10-15% energie din proteine, 30-35% energie din grăsimi și energia rămasă din carbohidrați. 3 DEE este astfel 10% TEE atunci când o persoană mănâncă în funcție de ceea ce are nevoie. AEE este cea mai diversă componentă a TEE și depinde de stilul de viață al subiectului (Tabelul 1). Pentru un subiect moderat activ cu un PAI de 1, 70-1, 99, AEE este 30-40% TEE.

Tabel în dimensiune completă

Mărimea corpului afectează în principal componenta TEE menținută prin relația dintre dimensiunea corpului și greutatea fără grăsimi. Mărimea corpului mai mare înseamnă o masă mai mare fără grăsimi (Figura 1). Subiecții mai înalți au mai multă greutate fără grăsime decât statura scurtă, iar greutatea fără grăsime este mai mare la persoanele supraponderale și obeze decât la persoanele slabe de aceeași statură. Astfel, REE este în general mai mare la bărbați decât la femeile cu greutate și înălțime similare și crește odată cu creșterea în greutate la vârsta adultă.

Masă fără grăsimi reprezentată de greutatea corporală a adulților; vârsta de 18 - 50 de ani, cu curbă de potrivire exponențială, cifra stângă (puncte închise) pentru femei și cifra dreaptă (puncte deschise) pentru bărbați (date de la Speakman și Westerterp 29).

Imagine la dimensiune completă

Componenta activității TEE pare să fie afectată în mod similar de mărimea corpului ca și REE, evaluând similaritatea PAI pentru subiecții clasificați după indicele de masă corporală (Figura 2). Valoarea medie a PAI este de aproximativ 1,80 pentru toate categoriile de indici de masă corporală, cu excepția celor mai mari, așa cum sa observat anterior în analiza a 319 măsurători ale PAI la adulți cu vârste cuprinse între 18 și 64 de ani. 4 TEE crește astfel cu greutatea corporală în funcție de masa slabă. 5, 6 Numai atunci când o persoană atinge o afecțiune obeză morbid, nu mai există o creștere a AEE.

Indicele activității fizice, cheltuielile totale de energie ca multiplu al energiei de repaus și indicele masei corporale (date de la Westerterp și Speakman 38). * Diferă semnificativ de alte categorii de indicii de masă corporală (P 7, 8 Excesul de grăsime corporală împiedică performanța fizică optimă

În concluzie, cheltuielile de energie sunt mai mari pentru entitățile mai mari, din cauza cheltuielilor de energie mai mari pentru întreținere. Cu toate acestea, subiecții mai mici și mai subțiri se mișcă în general mai mult, deoarece cheltuielile de energie pentru activitate la subiecții mai mari nu sunt mai mari în raport cu costul deplasării cu o greutate corporală mai mare.

Modificări ale consumului de alimente și ale cheltuielilor de energie

Aportul de alimente afectează cheltuielile de energie prin efecte asupra tuturor celor trei componente ale TEE. Modificarea consumului de alimente afectează cheltuielile de energie în principal prin efectul său asupra DEE, unde DEE reprezintă aproximativ 10% din cantitatea totală de energie consumată pentru dieta medie, așa cum s-a menționat mai sus. Astfel, creșterea venitului crește TEE prin creșterea DEE și invers. În plus, consumul de alimente afectează REE și AEE în funcție de echilibrul energetic, unde efectele supraalimentării diferă de restricțiile de energie.

Indicele activității fizice, cheltuielile totale de energie ca un multiplu al cheltuielilor de energie de repaus, înainte și în timpul supraalimentării (date de la referințele 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45).

Imagine la dimensiune completă

Constrângerile energetice determină modificări adaptative ale cheltuielilor cu energia. Un experiment clasic în Minnesota, unde aportul energetic al greutății normale a bărbaților a scăzut cu 8 MJ pe zi timp de 24 de săptămâni, a dus la un nou bilanț energetic la 16, 17, 18, 19 Reducerea REE la persoanele obeze care pierd 10-20% greutatea inițială, ajustată o schimbări în compoziția corpului, este cuprinsă între 3 și 6% din valoarea TEE originală. Van Gemert și colab. 20 observate la persoanele obeze morbide care pierd în medie o treime din greutatea lor inițială, o reducere medie de 7% la 1 an după apariția pierderii în greutate și de 4% când pierderea în greutate a fost menținută mai mult de 3 ani. Reducerea adaptivă a AEE cauzată de reducerea aportului de energie la pacienții supraponderali și obezi este mai mare și se poate explica printr-o reducere a mișcării corpului și o creștere a eficienței musculare. 17, 21, Camps și colab. 21 au observat o reducere adaptivă a AEE indusă de restricția energetică, care nu este durabilă atunci când aportul de energie îndeplinește din nou TEE. 21 Este posibil ca reducerea adaptivă a REE cauzată de constrângerile energetice să persiste pe termen nelimitat. 17, 20

Diferența în efectul supraalimentării și al restricțiilor de energie asupra REE și AEE se datorează probabil selecției naturale. Mecanismele compensatorii de economisire a energiei pentru pierderea în greutate și creșterea în greutate au supraviețuit într-un mediu în care alimentele nu erau întotdeauna disponibile, cum ar fi în timpul strămoșilor. Oamenii au dezvoltat multă foame, dar nu pentru un consum excesiv. Niciodată în istoria omenirii nu au existat atât de multe alimente ca în ultimii 50 de ani. De aceea, astăzi trăim într-un mediu în care mâncarea este obișnuită, cu riscul de a fi supraponderal și obez. 23

Modificări ale activității fizice și ale cheltuielilor de energie

Indicele activității fizice, cheltuielile totale de energie ca un multiplu al cheltuielilor de energie de repaus, în timpul unei diete cu energie redusă, cu sau fără exerciții fizice, în funcție de valoarea de menținere a greutății. Linia punctată este o linie de identitate (date de la Kempen și colab. 25).

Imagine la dimensiune completă

În condițiile în care antrenamentul la exercițiu afectează TEE printr-o creștere a AEE, aceasta înseamnă că, în cazul adulților tineri sănătoși în condiții dietetice ad libitum, o creștere a AEE este o funcție a stării de formare a subiectului. Pentru subiecții neinstruiți, creșterea inițială a AEE cauzată de exerciții este aproape dublă costul estimat al antrenamentului. 33 Exercițiile de antrenament la rândul lor sporesc economia exercițiului. Am observat o creștere a AEE de aproximativ 15 MJ pe săptămână la persoanele neinstruite care se pregăteau să alerge la un semimaraton (Figura 5). Creșterea a avut loc în faza inițială a antrenamentului, când AEE nu a înregistrat o creștere suplimentară, deoarece distanța de antrenament s-a dublat ulterior de la 25 la 50 km pe săptămână. Creșterea observată a AEE de 15 MJ a fost în concordanță cu costul de a alerga 50 km la subiecții cu o greutate corporală medie de aproape 70 kg. Instruirea poate chiar reduce costurile de mers pe jos pentru adulții în vârstă și poate întârzia declinul legat de vârstă în economia mersului pe jos. 34

Antrenament pentru distanță și activitate energetică pe un interval de 40 de săptămâni la subiecți neinstruiți, antrenament pentru o competiție de semimaraton (date de la Westerterp și colab. 46).

Imagine la dimensiune completă

discuţie

Principalii factori determinanți ai cheltuielilor de energie sunt dimensiunea și compoziția corpului, aportul de alimente și activitatea fizică. Aportul de alimente și activitatea fizică au un efect direct și indirect asupra cheltuielilor de energie prin aportul de alimente și activitate fizică asupra mărimii și compoziției corpului. Cheltuielile cu energia ating valorile minime la indivizii cu anorexie nervoasă și valorile maxime la indivizii obezi morbiți sau sportivi de rezistență de elită. La femeile anorectice, TEE poate fi sub 5 MJ pe zi. 35 Ingerarea provoacă pierderea în greutate, rezultând în scăderea în greutate și, prin urmare, reducerea REE. Lipsa cronică de energie reduce AEE prin reducerea capacității fizice cu pierderea masei musculare. 15, 35 Prin urmare, TEE pentru femeile cu o dimensiune medie și PAI este mai puțin de jumătate din valoarea de 10 MJ pe zi. Supraalimentarea cronică induce creșterea în greutate, ducând la valori TEE peste 15 MJ pe zi la femei și 20 MJ pe zi la bărbații cu obezitate morbidă, cu cel puțin 50% mai mare decât dimensiunea medie și PAI.

Reducerea TEE în timpul reducerii energiei reduce pierderea în greutate. Pentru a maximiza pierderea în greutate în tratamentul obezității, s-au propus studii cu privire la efectul restricției de energie intermitente versus continue. Deși restricția de energie intermitentă reduce permanent greutatea corporală și adipozitatea, nu pare a fi mai bună decât restricția de energie continuă în timpul pierderii în greutate. 36 Reducerea TEE adaptivă este similară în ambele moduri de reducere a energiei.

Creșterea TEE prin activitatea fizică este considerată a fi limitată. Pontzer și colab. 37, o analiză comparativă a datelor TEE și a activității fizice a concluzionat că TEE crește odată cu activitatea fizică la un nivel scăzut de activitate, dar un platou cu un nivel mai ridicat de activitate. Ei au propus un model de TEE limitat, cu adaptări metabolice la activitatea fizică. Explicația este diferența în ceea ce privește rentabilitatea exercițiului între subiecții cu PAI scăzut care nu sunt instruiți și subiecții cu PAI ridicat care sunt instruiți. Creșterea economiei exercițiilor fizice indusă de creșterea activității fizice limitează efectul creșterii activității fizice asupra TEE și, astfel, explică relația curbiliniară dintre activitatea fizică și TEE, după cum observă Pontzer și colab. 37

În concluzie, metabolismul de întreținere este cea mai mare componentă a TEE, mai ales la o vârstă fragedă și tânără. Cheltuielile cu activitatea energetică sunt cea mai variabilă componentă a TEE și pot crește atunci când permite aportul de alimente. Cheltuielile cu energia cresc odată cu creșterea în greutate la vârsta adultă, datorită creșterii metabolismului de întreținere. Subiecții mai mici și mai subțiri se mișcă în general mai mult, deoarece cheltuielile de energie ale activității la subiecții mai mari nu sunt mai mari în raport cu costul deplasării cu o greutate corporală mai mare. Constrângerile de energie și supraalimentarea determină modificări ale cheltuielilor de energie în funcție de modificările dimensiunii și compoziției corpului. În plus, restricția de energie induce o reducere adaptivă a cheltuielilor de energie prin reducerea metabolismului țesutului și reducerea mișcării corpului. Creșterea cheltuielilor cu activitatea cauzată de exerciții este o funcție a stării de pregătire.