Энергетический гомеостаз

В США, биологическая энергия выражается с использованием энергии единицы Калории с большой буквы С (т.е. килокалорий), которая равна энергии , необходимой для повышения температуры 1 кг воды на 1 ° C (около 4,18 к J ). ^[6]

Энергетический баланс посредством биосинтетических реакций можно измерить с помощью следующего уравнения: ^[1]

Потребление энергии (из пищи и жидкости) = Энергия, затраченная (в результате работы и выделяемого тепла) + Изменение накопленной энергии (накопление жира и гликогена )

Первый закон термодинамики гласит, что энергия не может быть ни создана, ни уничтожена. Но энергия может быть преобразована из одной формы энергии в другую. Таким образом, когда калория пищевой энергии потребляется, в организме происходит один из трех конкретных эффектов: часть этой калории может накапливаться в виде телесного жира , триглицеридов или гликогена , передаваться клеткам и превращаться в химическую энергию в виде аденозинтрифосфат (АТФ - кофермент ) или родственные соединения, либо рассеивается в виде тепла . ^{[1] [5] [7]}

Прием

Потребление энергии измеряется количеством калорий, потребляемых с пищей и жидкостями. ^[1] Потребление энергии модулируется от голода, который в первую очередь регулируются гипоталамусом , ^[1] и выбора, который определяется множествами структур головного мозга, которые отвечают за контроль стимула (т.е. оперантного кондиционирования и классического обусловливания ) и когнитивный контроль пищевого поведения. ^{[8] [9]} Голод частично регулируется действием определенных пептидных гормонов и нейропептидов (например, инсулина , лептина , грелина и нейропептида Y , среди других) в гипоталамусе . ^{[1] [10]}

Статьи расходов

Расход энергии - это, в основном, сумма произведенного внутреннего тепла и внешней работы. Вырабатываемое внутреннее тепло, в свою очередь, в основном является суммой скорости основного обмена (BMR) и термического эффекта пищи . Внешнюю работу можно оценить, измерив уровень физической активности (PAL). ^{[ необходима цитата ]}

Дисбаланс

Теория множеств-точка , впервые введена в 1953 году, предположила , что каждое тело имеет запрограммированный фиксированный вес, с регуляторными механизмами для компенсации. Эта теория была быстро принята и использовалась для объяснения неудач в разработке эффективных и устойчивых процедур похудания. Систематический обзор множественных вмешательств по изменению веса у людей, в том числе диеты , физических упражнений и переедания, в 2019 году , обнаружил систематические «энергетические ошибки», некомпенсированную потерю или прирост калорий для всех этих процедур. Это показывает, что организм не может точно компенсировать ошибки в потреблении энергии / калорий, вопреки гипотезе теории уставок и потенциально объясняющей как потерю веса, так и увеличение веса, например ожирение . Этот обзор был проведен на основе краткосрочных исследований, поэтому такой механизм не может быть исключен в долгосрочной перспективе, поскольку в настоящее время отсутствуют доказательства в отношении этого срока. ^{[11] [12]}

Положительный баланс

Положительное сальдо является результатом потребления энергии является выше , чем потребляется во внешней работе и других телесных средств расхода энергии. ^{[ необходима цитата ]}

Основные предотвратимые причины:

• Переедание , приводящее к увеличению потребления энергии
• Сидячий образ жизни , приводящий к снижению расхода энергии из-за внешней работы

Положительный баланс приводит к накоплению энергии в виде жира и / или мышц , что приводит к увеличению веса . Со временем могут развиться избыточный вес и ожирение , что приведет к осложнениям.

Отрицательный баланс

Отрицательный баланс - это результат того, что потребление энергии меньше, чем то, что потребляется на внешнюю работу и другие телесные средства расхода энергии.

Основная причина - недоедание из-за состояния здоровья, такого как снижение аппетита , нервная анорексия , заболевания пищеварительной системы , или из-за некоторых обстоятельств, таких как голодание или отсутствие доступа к пище. Причиной может быть и гипертиреоз .

Требование

Нормальная потребность в энергии и, следовательно, нормальное потребление энергии, в основном зависит от возраста, пола и уровня физической активности (PAL). Продовольственная и сельскохозяйственная организация (ФАО) Организации Объединенных Наций был составлен подробный отчет о потребностях человека энергии. ^[13] Более старый, но широко используемый и довольно точный метод - это уравнение Харриса-Бенедикта .

Тем не менее, в настоящее время продолжаются исследования, чтобы показать, имеет ли ограничение калорий до значений ниже нормы положительный эффект, и даже несмотря на то, что они показывают положительные показания у нечеловеческих приматов ^{[14] [15],} все еще не ясно, оказывает ли ограничение калорий положительное влияние на долголетие для людей и других приматов. ^{[14] [15]} Ограничение калорий можно рассматривать как достижение энергетического баланса при более низком потреблении и расходе, и в этом смысле обычно не является энергетическим дисбалансом, за исключением начального дисбаланса, когда снижение расхода еще не соответствует уменьшенному потребление.

Были споры по поводу сообщений о балансе энергии, которые преуменьшают потребление энергии, продвигаемых группами пищевой промышленности. ^[16]

• Динамический энергетический бюджет
• Энергетический баланс Земли

• Схема регуляции жировых запасов и голода [1]
• Калькулятор суточной потребности в энергии