Tasso metabolico

Metabolismo basale

Il metabolismo basale è di solito la componente di gran lunga maggiore dell'energia totale utilizzata. Il rilascio, e l'utilizzo, di energia in questo stato è sufficiente solo per il funzionamento degli organi vitali, il cuore, i polmoni, il sistema nervoso, i reni, il fegato, l'intestino, gli organi sessuali, i muscoli e la pelle.

Biochimica

Per il BMR, la maggior parte dell'energia viene consumata per mantenere i livelli di fluido nei tessuti attraverso l'osmosi, e solo un decimo circa viene consumato per il lavoro meccanico, come la digestione, il battito cardiaco e la respirazione.

Ciò che permette al ciclo di Krebs di eseguire cambiamenti metabolici su grassi, carboidrati e proteine è l'energia, che può essere definita come la capacità o l'abilità di fare lavoro.

La scomposizione di grandi molecole in molecole più piccole - associata al rilascio di energia - è il catabolismo. La scomposizione delle proteine in aminoacidi è un esempio di catabolismo. Il calore corporeo negli animali a sangue caldo è prodotto da reazioni chimiche di tipo catabolico.

Il processo di costruzione è chiamato anabolismo. La formazione di proteine dagli amminoacidi è un processo anabolico.

L'adenosina trifosfato (ATP) è la molecola intermedia che guida il trasferimento dell'energia usata nella contrazione muscolare. L'ATP è una molecola ad alta energia perché immagazzina grandi quantità di energia nei legami chimici dei due gruppi fosfato terminali. La rottura di questi legami chimici nel ciclo di Krebs fornisce l'energia necessaria per la contrazione muscolare.

Differenze individuali

Il tasso metabolico varia tra gli individui. Uno studio su 150 adulti rappresentativi della popolazione in Scozia ha riportato tassi metabolici basali da un minimo di 1027 kcal al giorno (4301 kJ) a un massimo di 2499 kcal (10455 kJ). La media era di 1500 kcal (6279 kJ) al giorno.

I ricercatori hanno calcolato che il 62,3% di questa variazione è stato spiegato dalle differenze nella massa (peso) meno le riserve di grasso. Altri fattori erano la quantità di grasso (6,7%), l'età (1,7%) e l'errore sperimentale, compresa la differenza all'interno del soggetto (2%). Il resto della variazione (26,7%) era inspiegabile.

Quindi ci sono differenze nel BMR anche quando si confrontano due soggetti con la stessa massa corporea magra. Il 5% superiore delle persone metabolizza l'energia il 28-32% più velocemente degli individui con il 5% più basso di BMR. Per esempio, uno studio ha riportato un caso estremo in cui due individui con la stessa massa magra di 43 kg avevano BMR di 1075 kcal/giorno (4,5 MJ) e 1790 kcal/giorno (7,5 MJ). Questa differenza di 715 kcal (67%) è equivalente a uno degli individui che completa una corsa di 10 chilometri ogni giorno.

Il grafico originale delle dimensioni del corpo rispetto al tasso metabolico disegnato a mano da Max Kleiber (1947).


Grafico del tasso metabolico (kcal/hr) rispetto alla massa corporea (g) in ampi gruppi tassonomici. Adattato da Hemmingsen 1960.

Effetti di scala

I tassi metabolici variano a seconda delle dimensioni degli animali, e questo è stato discusso per oltre un secolo.

I grafici mostrano che :

1. Il tasso metabolico dei mammiferi è una funzione regolare della loro dimensione corporea, e
2. La funzione è significativamente diversa da una funzione diretta delle loro superfici corporee.
3. Su una scala log-logica, il metabolismo dei mammiferi in relazione alla loro dimensione corporea forma una linea retta con una pendenza di circa 0,75.
4. Ricerche successive hanno mostrato che relazioni simili valgono per gli animali "a sangue freddo" e i protisti.