Bazální metabolický výdej
Metabolická rychlost je rychlost metabolismu, množství energie spotřebované zvířetem za jednotku času. Bazální metabolismus (BMR) je množství energie, které zvířata denně spotřebují v klidu.
Přibližně 70 % celkové spotřeby energie člověka připadá na základní životní procesy v tělesných orgánech (viz tabulka). Asi 20 % spotřeby energie pochází z fyzické aktivity a dalších 10 % z trávení potravy po jídle.
Všechny tyto procesy vyžadují příjem kyslíku, který zajišťuje energii pro přežití, obvykle z makroživin, jako jsou sacharidy, tuky a bílkoviny. Krebsův cyklus produkuje energeticky bohaté molekuly ATP a uvolňuje oxid uhličitý.
Při zpracování potravin po jídle se spotřebovává chemická energie a vzniká určité množství tepla.
Bazální metabolismus
Bazální metabolismus je obvykle zdaleka největší složkou celkové spotřeby energie. Uvolňování a využívání energie v tomto stavu stačí pouze pro fungování životně důležitých orgánů, srdce, plic, nervového systému, ledvin, jater, střev, pohlavních orgánů, svalů a kůže.
Biochemie
Při BMR se většina energie spotřebuje na udržování hladiny tekutin v tkáních prostřednictvím osmózy a pouze asi desetina se spotřebuje na mechanickou práci, jako je trávení, srdeční tep a dýchání.
To, co umožňuje Krebsovu cyklu provádět metabolické změny tuků, sacharidů a bílkovin, je energie, kterou lze definovat jako schopnost nebo kapacitu vykonávat práci.
Rozklad velkých molekul na menší - spojený s uvolňováním energie - je katabolismus. Příkladem katabolismu je rozklad bílkovin na aminokyseliny. Tělesné teplo u teplokrevných živočichů vzniká chemickými reakcemi katabolického typu.
Proces budování se nazývá anabolismus. Tvorba bílkovin z aminokyselin je anabolický proces.
Adenosintrifosfát (ATP) je mezimolekulou, která pohání přenos energie při svalové kontrakci. ATP je vysoce energetická molekula, protože uchovává velké množství energie v chemických vazbách dvou koncových fosfátových skupin. Rozbití těchto chemických vazeb v Krebsově cyklu poskytuje energii potřebnou pro svalovou kontrakci.
Individuální rozdíly
Rychlost metabolismu se u jednotlivých osob liší. Jedna studie na 150 dospělých osobách reprezentativních pro populaci ve Skotsku uvádí bazální metabolické rychlosti od 1027 kcal za den (4301 kJ) až po 2499 kcal (10455 kJ). Průměrná hodnota byla 1500 kcal (6279 kJ) za den.
Výzkumníci vypočítali, že 62,3 % těchto rozdílů bylo vysvětleno rozdíly v hmotnosti (váze) po odečtení tukových zásob. Dalšími faktory byly množství tuku (6,7 %), věk (1,7 %) a experimentální chyba včetně rozdílu v rámci subjektu (2 %). Zbytek variability (26,7 %) nebyl vysvětlen.
Rozdíly v BMR tedy existují i při srovnání dvou subjektů se stejnou tělesnou hmotností. Nejlepších 5 % lidí metabolizuje energii o 28-32 % rychleji než jedinci s nejnižším 5 % BMR. Jedna studie například uvádí extrémní případ, kdy dva jedinci se stejnou tělesnou hmotností 43 kg měli BMR 1075 kcal/den (4,5 MJ) a 1790 kcal/den (7,5 MJ). Tento rozdíl 715 kcal (67 %) odpovídá tomu, že jeden z jedinců absolvuje každý den 10 km běh.
Původní graf závislosti tělesné velikosti na rychlosti metabolismu, který ručně nakreslil Max Kleiber (1947).
Graf závislosti rychlosti metabolismu (kcal/hod) na tělesné hmotnosti (g) u širokých taxonomických skupin. Převzato z Hemmingsen 1960.
Efekty škálování
Metabolické rychlosti se liší v závislosti na velikosti zvířat, o čemž se diskutuje již více než sto let.
Grafy ukazují, že :
- Rychlost metabolismu savců je zákonitou funkcí jejich tělesné velikosti a.
- Tato funkce se výrazně liší od přímé funkce jejich tělesných povrchů.
- Na logaritmické stupnici tvoří metabolismus savců v závislosti na jejich tělesné velikosti přímku se sklonem přibližně 0,75.
- Pozdější výzkum ukázal, že podobné vztahy platí i pro "studenokrevné" živočichy a protisty.
