Portál:Otázky z biofyziky (1. LF UK, VL)/39. Otázka
 | 39. Otázka | |||
| Bazální metabolismus, energetická bilance | ||||
| Otázky z biofyziky (1. LF UK, VL) | ||||
| Předchozí • Další | ||||
Bazální metabolismus
Bazální metabolismus (BM) je hodnota, která udává množství energie pro udržení všech vitálních funkcí člověka. Energetická potřeba nad tuto základní úroveň je dána další činností organismu (např. fyzická práce).
Při příjmu potravy a trávení živin stoupá bazální metabolismus. Energie se spotřebovává na jejich vstřebávání a metabolizování v těle. Jako specificko-dynamický účinek potravy označujeme množství energie, které připadne na jejich zpracování. Představuje průměrně 10 % energetické hodnoty směsi živin (přesněji se jedná o 4 % u sacharidů, 6 % u lipidů a 30 % u proteinů). Bazální metabolismus závisí na pohlaví, věku, tělesné konstituci (především výška a hmotnost) a hormonální regulaci.
Měření bazální energetické spotřeby
Pro měření bazální energetické spotřeby je důležité dodržet tři následující podmínky:
- tělesný a duševní klid;
- stav nalačno (přibližně 14–16 hod od posledního jídla, ve kterém by neměly být obsaženy bílkoviny);
- termoneutrální prostředí (aby nebyly namáhány termoregulační mechanismy).
Jelikož je BM měřen za velice přísných podmínek, tak se spíše používá měření klidové energetické spotřeby a ideálně se pohybuje v hodnotách 100 %–115 % BM.
Výpočet bazálního metabolismu
BM lze spočítat z rovnice podle Harrise a Benedicta:
Výpočet BM pro ženy
BMR = 655,0955 + (9,5634 × hmotnost v kg) + (1,8496 × výška v cm) − (4,6756 × věk v letech) kcal/den
Výpočet BM pro muže
BMR = 66,473 + (13,7516 × hmotnost v kg) + (5,0033 × výška v cm) − (6,755 × věk v letech) kcal/den
Tento prvek vyžaduje JavaScript.
Regulace příjmu potravy
Energetická bilance organismu
- rovnováha mezi energií vytvořenou a spotřebovanou
- štěpením vazeb organických molekul – uvolnění energie – 60% teplo, 40% použita na práci zevní a vnitřní
- vnitřní práce se realizuje přes spotřebu energie v ATP, nebo jako energie uložená v podobě chemických vazeb organických molekul
- BM = bazální metabolismus – energie potřebná pro zajištění životních funkcí, ovlivněn hormony štítné žlázy a dřeně nadledvin
Řízení příjmu potravy
- v hypothalamu – dorzolaterálně centrum hladu, ventromediálně centrum sytosti glukosy v krvi
- centrum hladu trvale aktivní -> útlum produkcí nervových impulsů glukostatickými bb
Regulace příjmu potravy
- hypothalamické glukostatické bb (léze vede k hyperfagii – hypothalamická obezita)
- amygdalární jádra (léze vede k menší hyperfagii)
- inhibice noradrenergními vlákny telencefalického fascikulu (léze hyperfagie)
- informace o tělesném tuku (prostřednictvím leptinu)
- tělesná teplota (centrum termoregulace v hypothalamu)
- cholecystokinin a kalcitonin – oba inhibují příjem potravy roztažením střev a žvýkacími svaly
Ncl. arcuatus a ncl. dorsomedialis – orexigenní a anorexigenní neurony
Orexigenní neurony:
- látky, které zvyšují příjem potravy
- produkují neuropeptid Y (NPY), agouti podobný peptid (AGRP), hypokretiny/orexiny (HCT/ORX), melanin koncentrující hormon (MCH), galanin (GAL), dynorfin (DYN), GABA, noradrenalin, adrenalin
Anorexigenní neurony:
- látky, které snižují příjem potravy
- produkují kortikoliberin (CRH), α-melanocyty stimulující hormon, kokainem a amfetaminem regulovaný transkript (CART), neurotenzin, urokortin III, cholecystokinin, glukagonu podobný peptid
Struktury jsou ovlivněny periferními hormony
- peptid YY – zvýšené uvolňování > snížení příjmu potravy
- grelin – zvýšené uvolňování > zvýšení příjmu potravy
- leptin – informuje o tukových zásobách, vysoká hladina – nízká úroveň tuku a naopak
- inzulin – vysoké hladiny vedou ke snížení příjmu potravy
Tuková tkáň
Zásobárna energie, mechanická ochrana životně důležitých orgánů, tepelný izolátor.
- rozdělení podle typu adipocytů o hnědá tuková tkáň – u dětí mezi lopatkami, krčními svaly, v dutině hrudní podél velkých cév a perirenálně do 1 roku života; poporodní adaptace novorozence na chlad o bílá tuková tkáň – subkutánně nebo v dutině břišní, adipocyty schopny lipolýzy a lipogeneze, podílí se nametabolismu glycidů (umožňuje přítomnost glc transportérů)
- adipocyty, bb stromatu a bb imunokompetivní – zdrojem mnoha hormonů adipokinů – leptin, adiponektin, rezistin, estradiol, angiotenzin, TNF-α)
Leptin
o receptory v hypotalamu a v bb periferních tkání
o v hypotalamu v ncl. ventromedialis (centrum sytosti) působí prostřednictvím LepRb receptorů – navozenísytosti
o nedostatek leptinu nebo postižení receptorů vyvolává hyperfagii a obezitu o sekrece cirkadiánní charakter s max o půlnoci
o biologický účinek
- snížení příjmu potravy – anorexigenní účinek
- inhibice aktivity neuronů produkujících neuropeptid Y (NPY) působící orexigenně (zvýšení příjmu potravy)
- prostřednictvím sympatiku zvýšení metabolické aktivity bb, stimulace oxidace mastných k.
- potencuje účinek inzulinu
- snížení ukládání tuků (ale neléčí obezitu), činitel informující o dosažení určité hmotnosti pro začátek puberty
- protizánětlivý účinek
o obézní lidé mají vysoké koncentrace leptinu -> signalizační význam pro příjem potravy mizí -> rozvoj syndromu leptinové rezistence
Adiponektin
o polypeptid produkovaný bb tukové tkáně a vylučovaný do krve
o působí prostřednictvím receptorů AdipoR1,2 v periferních tkáních (svaly 1, játra 2) a v mozku o při redukci tělesné hmotnosti zvýšení jeho plazmatické koncentrace – negativně koreluje s BMI o snížená hladina u pacientů s diabetem a obezitou
o biologický účinek
- zvýšení citlivosti k inzulinu
- snížení glukoneogeneze v játrech
- zvýšení oxidace vyšších mastných k. ve svalech a játrech
- protektivní účinky na endotel – snižování tvorby cytoadhezivních molekul jako prevence aterosklerózy
- protizánětlivý účinek
rezistin
o protizánětlivý cytokin – zvyšuje uvolňování tumor necrosis factor alfa (TNFα), interleukinu-12 z monocytů a makrofágů, zvyšuje expresi cytoadhezivních molekul
TNFα
o produkce stoupá působením bakteriálních endotoxinů o produkován adipocyty, leukocyty, fibroblasty
o biologický účinek
- snížení citlivosti bb k inzulinu
- zvýšení lipolýzy
- navození tvorby interleukinu-6 regulujícího expresi C-reaktivního proteinu (CRP)
