De basaal metabolisme Het kan worden gedefinieerd als de reeks chemische reacties in het lichaam waardoor een dier de minimale hoeveelheid energie besteedt die nodig is om zijn vitale processen in stand te houden. Dit bedrag vertegenwoordigt doorgaans 50% of meer van het totale energiebudget van een dier..
Het basale metabolisme wordt gekwantificeerd door gestandaardiseerde metingen van het energieverbruik per tijdseenheid. De meest voorkomende zijn de standaard metabolische snelheid (MSR) en de basale metabolische snelheid (BMR)..
TMS wordt gemeten bij koudbloedige dieren, zoals de meeste vissen, weekdieren, amfibieën en reptielen. BMR wordt gemeten bij warmbloedige dieren, zoals vogels en zoogdieren..
Artikel index
TMS en BMR worden meestal uitgedrukt als consumptie (ml) van Otwee, calorieën (cal), kilocalorieën (kcal), joules (J), kilojoules (kJ) of watt (W).
Een calorie wordt gedefinieerd als de hoeveelheid warmte die nodig is om de temperatuur van 1 g water met 1 ° C te verhogen. Een calorie is gelijk aan 4.186 joules. De joule is de fundamentele maat (SI, International System) van energie. De watt, die gelijk is aan 1 joule per seconde, is de fundamentele maat (SI) van energieoverdracht en omzettingssnelheden.
Om ervoor te zorgen dat de waarden verkregen door verschillende onderzoeken vergelijkbaar zijn, vereist de meting van TMS en BMR dat de proefdieren in rust en vasten zijn. In het geval van de TMB moeten deze dieren zich ook in hun thermoneutrale zone bevinden.
Een dier wordt als rustend beschouwd als het zich in de inactieve fase van zijn normale dagelijkse cyclus bevindt, zonder spontane bewegingen en zonder fysieke of psychologische stress..
Een dier wordt als vastend beschouwd als het voedsel niet op een zodanige manier verteert dat het warmte genereert.
Een dier wordt geacht zich in zijn thermoneutrale zone te bevinden als het tijdens de experimenten binnen het temperatuurbereik wordt gehouden waarbinnen zijn lichaamswarmteproductie onveranderd blijft..
- Volume- of constante druk-respirometrie. Het dier wordt in een afgesloten container bewaard. Drukveranderingen door consumptie van Otwee door het dier worden gemeten bij constante temperatuur door middel van een manometer. De COtwee geproduceerd door het dier wordt chemisch geëlimineerd door KOH of ascariet.
Als een Warburg-respirometer wordt gebruikt, wordt de drukverandering gemeten door het volume van de container constant te houden. Als een Gilson-respirometer wordt gebruikt, wordt de volumeverandering gemeten door de druk constant te houden..
- Gasanalyse. Momenteel is er een grote verscheidenheid aan laboratoriuminstrumenten die directe kwantificering van O-concentraties mogelijk maken.twee en cotwee. Dit instrument is zeer nauwkeurig en maakt geautomatiseerde bepalingen mogelijk.
- Bomcalorimetrie. Het energieverbruik wordt geschat door de warmte die wordt geproduceerd door de verbranding van een monster niet-opgegeten voedsel te vergelijken met de warmte die wordt geproduceerd door de verbranding van een equivalent monster van verteerde resten (uitwerpselen en urine) van dat voedsel..
- Directe calorimetrie. Het bestaat uit het direct meten van de warmte die wordt geproduceerd door de verbrandingsvlam van het monster.
- Indirecte calorimetrie. Meet de warmteproductie door het O-verbruik te vergelijkentwee en de productie van COtwee. Het is gebaseerd op de wet van constante warmtesommatie van Hess, die stelt dat bij een chemische reactie een hoeveelheid warmte wordt vrijgegeven die alleen afhankelijk is van de aard van de reactanten en producten..
- Verloopcalorimetrie. Als een warmtestroom Q passeert een materiaal met een dikte G, Een gebied NAAR en een warmtegeleiding C, het resultaat is een temperatuurgradiënt die toeneemt met G en neemt af met NAAR Y C. Dit maakt het mogelijk om het energieverbruik te berekenen.
- Differentiële calorimetrie. Het meet de warmteflux tussen een kamer met het proefdier en een aangrenzende onbezette kamer. De twee kamers zijn thermisch geïsoleerd, behalve het oppervlak dat ze verbindt, waardoor ze warmte uitwisselen..
TMS en BMR variëren onevenredig met de grootte van de dieren. Deze relatie staat bekend als metabole escalatie. Het concept kan gemakkelijk worden begrepen door twee herbivore zoogdieren van zeer verschillende grootte, zoals het konijn en de olifant, met elkaar te vergelijken..
Als we het blad dat ze eten gedurende een week kwantificeren, zouden we ontdekken dat het konijn veel minder eet dan de olifant. De massa van het gebladerte dat door de eerste wordt gegeten, zou echter veel groter zijn dan zijn eigen lichaamsgewicht, terwijl het in het geval van de tweede andersom zou zijn..
Deze ongelijkheid geeft aan dat, evenredig met hun grootte, de energiebehoeften van beide soorten verschillend zijn. De studie van honderden diersoorten laat zien dat deze specifieke waarneming deel uitmaakt van een algemeen patroon van metabole escalatie dat kwantificeerbaar is in termen van TMS en BMR..
De gemiddelde BMR (2200 J / u) van zoogdieren van 100 g is bijvoorbeeld niet tien keer, maar slechts 5,5 keer groter dan de gemiddelde BMR (400 J / h) van zoogdieren van 10 g. Evenzo is de gemiddelde BMR van zoogdieren van 400 g (4940 J / h) niet vier keer, maar slechts 2,7 keer groter dan de gemiddelde BMR van zoogdieren van 100 g..
De TMS- (of TMB-) relatie, vertegenwoordigd door T, en lichaamsgewicht, vertegenwoordigd door M., van een dier kan worden beschreven door de klassieke vergelijking van biologische allometrie, T naar M.b, waarin naar Y b ze zijn constant.
De fit met deze vergelijking verklaart wiskundig waarom de TMS en BMR niet evenredig variëren met de massa van de dieren. Door logaritmen aan beide zijden toe te passen, kan de vergelijking als volgt worden uitgedrukt
logboek (T) = logboek (naar + b × logboek (M.,
logboek (naar) Y b kan worden geschat door lineaire regressieanalyse tussen experimentele waarden van log (T) en log (M.) van meerdere soorten van een diergroep. Het constante logboek (naar) is het afkappunt van de regressielijn op de verticale as. Voor zijn deel, b, dat is de helling van genoemde lijn, is de allometrische constante.
Er is gevonden dat de gemiddelde allometrische constante van veel diergroepen de neiging heeft dicht bij 0,7 te liggen. In het geval van log (naar), hoe hoger hun waarden, hoe hoger de stofwisselingssnelheid van de diergroep die wordt geanalyseerd.
Het gebrek aan proportionaliteit van de TMS en de BMR met betrekking tot grootte zorgt ervoor dat kleine dieren meer behoefte hebben aan Otwee per gram lichaamsgewicht dan grote dieren. Het energieverbruik van een gram walvisweefsel is bijvoorbeeld veel lager dan dat van een gram homoloog muizenweefsel..
Grote en kleine zoogdieren hebben harten en longen van vergelijkbare grootte in verhouding tot hun lichaamsgewicht. Daarom moeten de samentrekkingssnelheden van het hart en de longen van de laatste veel hoger zijn dan die van de eerste om voldoende Otwee naar weefsels.
Het aantal hartslagen per minuut is bijvoorbeeld 40 bij een olifant, 70 bij een volwassen mens en 580 bij een muis. Evenzo ademen mensen ongeveer 12 keer per minuut en muizen ongeveer 100 keer per minuut..
Binnen dezelfde soort worden deze patronen ook waargenomen tussen individuen van verschillende grootte. Bij volwassen mensen zijn de hersenen bijvoorbeeld verantwoordelijk voor ongeveer 20% van de totale metabolische uitgaven, terwijl deze uitgaven bij kinderen van 4 tot 5 jaar 50% bedragen..
Bij zoogdieren zijn de grootte van de hersenen en het lichaam en het basale metabolisme gerelateerd aan de levensduur door de vergelijking
L. = 5,5 × C0,54 M.-0,34 T-0,42,
Waar L. is een lange levensduur in maanden, C is de massa van de hersenen in gram, M. is het lichaamsgewicht in gram, en T is de BMR in calorieën per gram per uur.
De exponent van C geeft aan dat de levensduur van zoogdieren een positieve associatie heeft met de hersengrootte. De exponent van M. geeft aan dat een lang leven een negatieve associatie heeft met lichaamsgewicht. De exponent van T geeft aan dat een lang leven een negatieve associatie heeft met de snelheid van het metabolisme.
Deze relatie, hoewel met verschillende exponenten, is ook van toepassing op vogels. Ze hebben echter de neiging om langer te leven dan zoogdieren met een vergelijkbaar lichaamsgewicht..
De BMR van vrouwen kan tijdens de zwangerschap verdubbelen. Dit komt door de toename van het zuurstofverbruik als gevolg van de groei van de foetus en baarmoederstructuren, en door de grotere ontwikkeling van maternale circulatie en nierfunctie..
De diagnose hyperthyreoïdie kan worden bevestigd door een verhoogd zuurstofverbruik, dat wil zeggen een verhoogde BMR. In ongeveer 80% van de gevallen van overactieve schildklier is de BMR minstens 15% hoger dan normaal. Een hoge BMR kan echter ook worden veroorzaakt door andere ziekten.
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.