разходи

  • елементи
  • абстрактно
  • Въведение
  • Размер на тялото, състав на тялото и разход на енергия
  • Промени в приема на храна и енергийните разходи
  • Промени във физическата активност и енергийните разходи
  • дискусия

Видео: Как да изградим сферата на Дайсън - интимна мегаструктура (февруари 2021)

елементи

абстрактно

Разходът на енергия се определя от размера на тялото, телесния състав и приема на храна и физическата активност. Размерът на тялото и съставът на тялото са определящи за енергията в покой. По-голямото тегло води до по-голяма нужда от енергия поради по-голяма нужда от почивка, поради по-високи разходи за поддръжка на по-голямо тяло. Индуцираните от активност енергийни разходи са най-променливият компонент на общите енергийни разходи. По-малките и по-слаби субекти обикновено се движат повече, тъй като енергийният разход на активност при по-големите субекти не е по-висок по отношение на разходите за движение с по-голямо телесно тегло. Приемът на храна предизвиква промени в енергийните разходи в зависимост от промените в размера на тялото и телесния състав. В допълнение, ограничаването на енергията предизвиква адаптивно намаляване на енергийните разходи чрез намаляване на метаболизма на тъканите и намаляване на движението на тялото. Увеличението на разходите за дейност, причинено от упражнения, е функция на състоянието на обучението. За нетренираните субекти упражненията причиняват по-голямо увеличение на общите енергийни разходи, отколкото може да се отдаде на енергийните разходи на тренировъчната програма. Обучените лица се представят по-добре със същия разход поради по-високата икономия на упражнения.

Разходът на енергия при хората се определя от размера на тялото, телесния състав, околната среда и поведението. По-голямото тяло, особено по-високото тегло без мазнини, изисква повече поддръжка и по този начин предизвиква по-висока базална скорост на метаболизма или енергийна почивка. Основният детерминант на околната среда за разхода на енергия е околната температура, при която разходът на енергия се увеличава в студена среда чрез разклащане и в гореща среда чрез задух. Детерминантите на енергийните разходи включват прием на храна и физическа активност. В ежедневието факторите на околната среда като околната температура са незначителни. Обикновено избираме средата си, за да се чувстваме комфортно. Когато излизаме, оставаме в топло неутрална зона, като регулираме температурата на домовете си и се обличаме според климатичните условия. По този начин този преглед се ограничава до детерминанти, включително характеристики на предмета, прием на храна и физическа активност.

Общите енергийни разходи (TEE) могат да бъдат разделени на три компонента: енергийна поддръжка или разходи за почивка (REE); енергийни разходи за преработка на консумирана енергия или разходи за храна (DEE); и индуцирани от активност енергийни разходи (AEE). Тук контролът на енергийните разходи се контролира чрез сравняване на TEE и трите компонента във връзка с разликите в характеристиките на тялото, размера на тялото и телесния състав, последвано от изследване на ефектите от промените в приема на храна и промените във физическата активност върху енергийните разходи.

Размер на тялото, състав на тялото и разход на енергия

От раждането децата растат в тегло и ръст и достигат стойности за възрастни около 18-годишна възраст. Първоначално енергийната нужда се определя главно от растежа и енергийните разходи за поддържане на тялото. Разходите за енергийна активност като дял от TEE нарастват от 20% на възраст от 1 до

35% на 18-годишна възраст. 2 Увеличението се отразява в увеличаване на индекса на физическа активност (PAI = TEE/REE) от 1,4 на 1,75. Тук вниманието е фокусирано върху размера на тялото, телесния състав и енергийната интензивност при субекти на възрастни, т.е. по-възрастни.

В зряла възраст най-големият компонент на TEE при умерено активен субект е грижата за тялото, измерена в покой. DEE представлява около 10% от общото количество консумирана енергия за средната диета с 10-15% енергия от протеини, 30-35% енергия от мазнини и останалата енергия от въглехидрати. 3 DEE по този начин е 10% TEE, когато човек се храни според нуждите си. AEE е най-разнообразният компонент на TEE и зависи от начина на живот на субекта (Таблица 1). За умерено активен обект с PAI от 1, 70–1, 99, AEE е 30–40% TEE.

Маса в пълен размер

Размерът на тялото засяга предимно TEE компонента, поддържан чрез връзката между размера на тялото и обезмасленото тегло. По-големият размер на тялото означава по-голяма маса без мазнини (Фигура 1). По-високите субекти имат повече тегло без мазнини, отколкото нисък ръст, а теглото без мазнини е по-голямо при индивиди с наднормено тегло и затлъстяване, отколкото при слаби индивиди със същия растеж. По този начин REE обикновено е по-висок при мъжете, отколкото при жените с подобно тегло и ръст и се увеличава с увеличаване на теглото в зряла възраст.

Безмаслена маса, нанесена спрямо телесното тегло на възрастен; възраст 18 - 50 години, с експоненциална крива на прилягане, лява фигура (затворени точки) за жени и дясна фигура (отворени точки) за мъже (данни от Speakman и Westerterp 29).

Изображение в пълен размер

Изглежда, че компонентът на активността на TEE се повлиява по подобен начин от размера на тялото като REE, оценявайки сходството на PAI за субекти, категоризирани по индекс на телесна маса (Фигура 2). Средната стойност на PAI е приблизително 1,80 за всички категории индекси на телесна маса, с изключение на най-високите, както се наблюдава по-рано при анализа на 319 измервания на PAI при възрастни на възраст 18–64 години. По този начин 4 TEE се увеличава с телесното тегло като функция на чистата маса. 5, 6 Само когато човек достигне заболяване със затлъстяване, няма допълнително увеличение на AEE.

Индекс на физическа активност, общ разход на енергия като кратно на енергията в покой и индекс на телесна маса (данни от Westerterp и Speakman 38). * Той се различава значително от другите категории индекс на телесна маса (P 7, 8 Излишъкът от телесни мазнини пречи на оптималното физическо представяне. 9

В заключение, енергийните разходи са по-високи за по-големите предприятия поради по-високите енергийни разходи за поддръжка. Въпреки това, по-малките и по-слаби субекти обикновено се движат повече, тъй като енергийните разходи за активност при по-големите субекти не са по-високи по отношение на разходите за движение с по-голямо телесно тегло.

Промени в приема на храна и енергийните разходи

Приемът на храна влияе върху разхода на енергия чрез ефекти върху трите компонента на TEE. Промяната в приема на храна засяга енергийните разходи главно чрез ефекта му върху DEE, където DEE представлява около 10% от общото количество консумирана енергия за средната диета, както беше споменато по-горе. По този начин увеличаването на доходите увеличава TEE чрез увеличаване на DEE и обратно. Освен това приемът на храна влияе на РЗЕ и АЕЕ като функция на енергийния баланс, където ефектите от прехранването се различават от енергийните ограничения.

Индекс на физическа активност, общ разход на енергия като кратно на разхода на енергия в покой, преди и по време на прехранване (данни от справки 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45).

Изображение в пълен размер

Енергийните ограничения причиняват адаптивни промени в енергийните разходи. Класически експеримент в Минесота, където енергийният прием на нормално тегло при мъжете намалява с 8 MJ на ден в продължение на 24 седмици, води до нов енергиен баланс при 16, 17, 18, 19 o промени в телесния състав, е между 3 и 6 % от първоначалната стойност на TEE. Van Gemert et al. 20, наблюдавани при пациенти със затлъстяване, които губят средно една трета от първоначалното си тегло, средно намаление от 7% 1 година след началото на загубата на тегло и 4%, когато загубата на тегло се запазва повече от 3 години. Адаптивното намаляване на AEE, причинено от намаляването на енергийния прием при пациенти с наднормено тегло и затлъстяване, е по-голямо и може да се обясни с намаляване на движението на тялото и повишаване на мускулната ефективност. 17, 21, Camps et al. 21 наблюдава адаптивно намаляване на AEE, предизвикано от енергийни ограничения, което не е устойчиво, когато енергийният прием отново се срещне с TEE. 21 Адаптивното намаляване на РЗЕ, причинено от енергийни ограничения, вероятно може да продължи за неопределено време. 17, 20

Разликата в ефекта от прехранването и енергийните ограничения върху REE и AEE вероятно се дължи на естествения подбор. Енергоспестяващите компенсаторни механизми за отслабване и наддаване на тегло са оцелели в среда, в която не винаги е имало храна, като по време на предците. Хората са развили много глад, но не за прекомерна консумация. Никога в човешката история не е имало толкова много храни, колкото през последните 50 години. Ето защо днес живеем в среда, в която храненето е често срещано, с последващия риск от наднормено тегло и затлъстяване. 23.

Промени във физическата активност и енергийните разходи

Индекс на физическа активност, общ разход на енергия като кратно на разхода на енергия в покой, по време на диета с намалена енергия със или без упражнения като функция от стойността на поддържане на теглото. Пунктираната линия е линия на идентичност (данни от Kempen et al. 25).

Изображение в пълен размер

При условия, при които тренировките за упражнения засягат TEE чрез увеличаване на AEE, това означава, че в случай на здрави млади възрастни в диетични условия ad libitum, увеличаването на AEE е функция от състоянието на обучението на субекта. За нетренираните субекти първоначалното увеличение на AEE, причинено от упражнения, е почти двойно по-голямо от очакваните разходи за обучение. 33 Тренировъчните упражнения от своя страна повишават икономичността на упражненията. Наблюдавахме увеличение на AEE с около 15 MJ на седмица при нетренирани лица, които се готвят да бягат полумаратон (Фигура 5). Увеличението настъпи в началната фаза на обучението, когато AEE не показа допълнително увеличение, тъй като разстоянието за обучение впоследствие се удвои от 25 на 50 км на седмица. Наблюдаваното увеличение на AEE от 15 MJ съответства на разходите за бягане на 50 км при лица със средно телесно тегло от почти 70 kg. Обучението може дори да намали разходите за ходене за възрастни хора и да забави свързания с възрастта спад в икономиката на ходене. 34

Обучение за дистанционна и енергийна активност по време на 40-седмичен интервал по нетренирани субекти, обучение за полумаратонно състезание (данни от Westerterp et al. 46).

Изображение в пълен размер

дискусия

Основните детерминанти на енергийните разходи са размерът и съставът на тялото, приемът на храна и физическата активност. Приемът на храна и физическата активност имат пряк и косвен ефект върху разхода на енергия чрез прием на храна и физическа активност върху размера на тялото и състава на тялото. Разходът на енергия достига минимални стойности при индивиди с нервна анорексия и максимални стойности при пациенти със затлъстяване или елитни спортисти за издръжливост. При аноректични жени TEE може да бъде под 5 MJ на ден. 35 Поглъщането причинява загуба на тегло, което води до загуба на тегло и последващо намаляване на REE. Хроничната липса на енергия намалява AEE чрез намаляване на физическия капацитет със загуба на мускулна маса. 15, 35 Следователно TEE за жени със среден размер и PAI е под половината от стойността от 10 MJ на ден. Хроничното преяждане предизвиква наддаване на тегло, което води до стойности на TEE над 15 MJ на ден при жените и 20 MJ на ден при мъже с болестно затлъстяване, поне 50% по-високи от средния размер и PAI.

Намаляването на TEE по време на намаляване на енергията намалява загубата на тегло. За да се постигне максимална загуба на тегло при лечение на затлъстяване, са предложени проучвания за ефекта на периодично спрямо непрекъснато ограничаване на енергията. Въпреки че периодичното ограничаване на енергията трайно намалява телесното тегло и затлъстяването, изглежда не е по-добро от непрекъснатото ограничаване на енергията по време на загуба на тегло. 36 Адаптивното намаляване на TEE е подобно и в двата режима за намаляване на енергията.

Смята се, че увеличаването на TEE чрез физическа активност е ограничено. Pontzer et al. 37, от сравнителен анализ на TEE и данните за физическа активност, беше направено заключението, че TEE се увеличава с физическа активност при ниско ниво на активност, но плато с по-високо ниво на активност. Те предложиха модел на ограничена TEE с метаболитни адаптации към физическата активност. Обяснението е разликата в ефективността на разходите за упражнения между субекти с нисък PAI, които не са обучени, и субекти с висок PAI, които са обучени. Увеличението на икономията на упражнения, предизвикано от повишена физическа активност, ограничава ефекта от повишената физическа активност върху TEE и по този начин обяснява криволинейната връзка между физическата активност и TEE, както се наблюдава от Pontzer et al. 37

В заключение, поддържащият метаболизъм е най-големият компонент на TEE, особено в млада и напреднала възраст. Разходите за енергийна активност са най-променливият компонент на TEE и могат да се увеличат, когато приемът на храна позволява. Разходите за енергия се увеличават с увеличаване на теглото в зряла възраст поради увеличения метаболизъм на поддържане. По-малките и по-слаби субекти обикновено се движат повече, тъй като енергийният разход на активност при по-големите субекти не е по-висок по отношение на разходите за движение с по-голямо телесно тегло. Енергийните ограничения и прекомерното хранене причиняват промени в енергийните разходи в зависимост от промените в размера на тялото и състава на тялото. В допълнение, ограничаването на енергията предизвиква адаптивно намаляване на енергийните разходи чрез намаляване на метаболизма на тъканите и намаляване на движението на тялото. Увеличението на разходите за дейност, причинено от упражнения, е функция на състоянието на обучението.