Makhluk hidup bukanlah kompartemen kedap air, karena kita harus mendapatkan energi dari lingkungan untuk bertahan dari waktu ke waktu.
Beberapa taksa memperoleh energi dengan mengubah anorganik menjadi bahan organik (seperti halnya tanaman dan fotosintesis), sementara semua vertebrata memperoleh energi ini melalui nutrisi, baik dari tanaman, produk daging, dan banyak sumber organik lainnya.
Selain membutuhkan energi dalam jumlah minimal agar tidak mati, kita membutuhkan asupan kalori harian yang kurang lebih sesuai dengan kerja dan usaha kita . Tidak ada hubungannya, misalnya, jumlah makanan yang dikonsumsi kuda pacu dan ular yang mengintai di sarangnya. Selain memiliki jalur metabolisme yang berbeda, kerja fisik yang dilakukan keduanya pun tak sebanding.
Sehubungan dengan semua topik ini, hari ini kita datang untuk memberi Anda istilah yang benar-benar menarik dari sudut pandang biologis bagi para peneliti, dokter, dan ahli zoologi. Mari kita lihat seperti apa metabolisme basal : sekompleks konsep ini mungkin terdengar, kita meyakinkan Anda bahwa Anda akan mendapatkan ide terperinci tentangnya setelah membaca baris-baris ini.
- Artikel terkait: “Jenis sel utama tubuh manusia”
Apa itu metabolisme basal?
Metabolisme umum atau kebutuhan metabolisme dapat didefinisikan sebagai kebutuhan energi yang dibutuhkan suatu organisme untuk serangkaian reaksi biokimia dan proses fisikokimia yang terjadi di dalam selnya . Serangkaian reaksi ini memungkinkan makhluk hidup untuk tumbuh, berkembang biak, menjaga struktur fisik mereka tetap teratur dan merespons rangsangan eksternal, antara lain.
Metabolisme basal atau Basal Metabolic Rate (BMR) mengacu pada tingkat pengeluaran energi per unit waktu yang dibutuhkan hewan endotermik untuk tetap istirahat. Dengan kata lain, itu adalah jumlah panas (dinyatakan dalam kalori) yang dihasilkan dalam satu jam oleh subjek yang disimpan saat istirahat , pada suhu 18 derajat puasa setelah 12-14 jam, kondisi standar.
Kita baru saja memperkenalkan istilah yang mencolok dan perlu dijelaskan: endotermi. Mari kita meletakkan dasar sebelum beralih ke terminologi yang lebih kompleks.
Endotermi vs ektotermi
Endoterm adalah makhluk hidup yang menggunakan panas yang dihasilkan secara internal untuk mempertahankan suhu tubuh mereka , yang cenderung tetap dalam kisaran konstan meskipun cuaca buruk, kecuali jika terjadi kondisi patologis. Fenomena fisiologis ini didasarkan pada premis: reaksi metabolisme tidak 100% efisien dan, oleh karena itu, energi “keluar” dari tubuh dalam bentuk panas.
Di sisi lain, ektoterm adalah hewan yang tidak mampu menghasilkan panas dalam proses metabolismenya, jadi satu-satunya cara mereka untuk mengatur suhu adalah pergi ke sumber energi atau menjauh darinya.
Bukan kebetulan bahwa perilaku berjemur diamati terutama pada reptil: ketika kadal bersandar di batu “berjemur”, yang sebenarnya adalah mendapatkan energi yang diperlukan dalam bentuk panas untuk dapat melakukan proses metabolisme seperti pencernaan atau gerakan, antara lain.
Jadi, ketika kita berbicara tentang metabolisme basal (BMR), kita hanya mengacu pada panas yang dihasilkan oleh endoterm , yaitu mamalia dan burung.
Jika kita ingin mengukur jumlah energi yang dibutuhkan untuk kelangsungan hidup reptil atau amfibi, kita akan menggunakan istilah dan metodologi yang berbeda: tingkat metabolisme standar (TMS). Ini mengikuti kriteria yang mirip dengan tingkat metabolisme basal, tetapi suhu lingkungan harus diperhitungkan, karena sepenuhnya memodulasi ketersediaan energi hewan ektotermik.
- Anda mungkin tertarik: “Retikulum endoplasma kasar: definisi, karakteristik, dan fungsi”
Parameter lain apa yang menyertai metabolisme basal?
Nilai ini sangat berguna, seperti yang akan kita lihat nanti, tetapi tidak sepenuhnya menjelaskan kebutuhan energi individu . Sebelum melanjutkan, Anda harus mengingat hal berikut:
Pengeluaran energi total (GET): laju metabolisme basal (BMR) + termogenesis endogen (TE) + aktivitas fisik (FA)
Organisasi Kesehatan Dunia (WHO) memberikan definisi yang sangat baik tentang pengeluaran energi total, di mana TMB memainkan peran yang sangat penting: “Ini adalah tingkat energi yang diperlukan untuk menjaga keseimbangan antara konsumsi dan pengeluaran energi, ketika individu menunjukkan berat badan. , komposisi tubuh dan aktivitas fisik yang sesuai dengan keadaan kesehatan yang baik”.
Seperti yang dapat Anda bayangkan, nilai ini berfluktuasi antar individu , karena Anda harus memperhatikan usia, jenis kelamin, etnis, tempat asal dan banyak hal lainnya.
Untuk apa metabolisme basal?
Metabolisme basal merupakan biaya minimum organisme sehingga dapat melakukan fungsi pemeliharaan vital yang tidak dihentikan secara sadar, seperti kardiovaskular, pernapasan, endokrin, sistem saraf pusat, ginjal, hati, aktivitas, sistem kekebalan dan fenomena. thermogenesis (pembentukan panas).
Kondisi “basal” ini memerlukan lingkungan khusus untuk diukur : individu harus tidur 10-12 jam, berada dalam keadaan pasca-penyerapan (belum makan makanan apa pun selama setidaknya 12 jam) dan berada dalam kondisi termonetralitas dan dalam keadaan istirahat fisik dan emosional. Tentu saja, Anda tidak dapat mengukur tingkat metabolisme basal seseorang jika dia berada di gunung yang dipenuhi salju, melarikan diri dari beruang, karena permintaan energinya jauh lebih tinggi dan situasinya tidak biasa.
Bagaimana metabolisme basal diukur?
Untuk mengukur tingkat metabolisme basal secara efektif (tanpa menggunakan rumus prediksi), perlu menggunakan kalorimetri langsung atau tidak langsung. Dalam kasus pertama, jumlah panas yang dihasilkan oleh tubuh diukur dalam ruang kedap udara dengan dinding isolasi . Di sini energi yang tersimpan dan kerugian konveksi dicatat, setelah periode stabilisasi minimal 6 jam.
Di sisi lain, TMB juga dapat diperoleh dengan kalorimetri tidak langsung, metode invasif minimal tetapi sangat efektif. Ini didasarkan pada pengambilan oksigen dan pelepasan karbon dioksida: karena anabolisme membutuhkan oksigen dan CO2 dilepaskan, jumlah panas yang dihasilkan terkait dengan oksigen yang dikonsumsi dan CO2 yang dilepaskan. Ini adalah di mana koefisien pernafasan datang ke dalam bermain, parameter yang kita cadangan untuk kesempatan lain .
Rumus laju metabolisme basal
Jika Anda mencari secara online, Anda akan melihat bahwa ada beberapa kalkulator yang mencoba memperkirakan tingkat metabolisme basal Anda tanpa melakukan tes medis apa pun. Meskipun metode kalorimetri tidak langsung cocok untuk mendapatkan nilai yang benar-benar andal, program ini didasarkan pada rumus matematika yang memperhitungkan faktor-faktor berikut:
- P: total produksi panas pada saat idle penuh.
- M: massa dalam kilogram individu.
- H: tinggi dalam sentimeter individu.
- A: umur, dalam tahun.
Parameter ini memberi kita rumus seperti berikut:
- PRIA TMB = (10 x berat badan dalam Kg) + (6,25 x tinggi badan dalam cm) – (5 x umur dalam tahun) + 5.
- TMB WANITA = (10 x berat badan dalam kg) + (6,25 x tinggi badan dalam cm) – (5 x umur dalam tahun) – 161.
Jika Anda ingin tetap dengan beberapa angka, kita dapat memberi tahu Anda bahwa penelitian tertentu telah menghitung tingkat metabolisme basal rata-rata pada individu, bagian dari penelitian yang berkisar antara 1027 Kilokalori / hari dan 2499 Kilokalori / hari. Ini adalah energi yang diperlukan untuk sekadar eksis , jadi, berdasarkan olahraga dan aktivitas, Anda harus menambahkan rentang kalori yang bervariasi.
Sangat mengejutkan mengetahui bahwa, kira-kira, BMR menurun 1-2% untuk setiap dekade setelah usia 20 tahun, terutama karena hilangnya massa lemak murni.
Laju dan ukuran metabolisme basal
Adalah umum (dan benar) untuk berpikir bahwa tingkat metabolisme basal bersih akan jauh lebih tinggi pada gajah daripada pada tikus, karena beratnya bergerak dalam skala yang berbeda dan, secara alami, hewan raksasa akan menghasilkan dan kehilangan lebih banyak panas daripada yang kecil, kebenaran?
Dalam nilai absolut, postulat ini benar, tetapi hal-hal menjadi menarik jika BMR dibagi dengan massa hewan. Jika dibagi dengan berat, diamati bahwa tingkat metabolisme tikus per gram jaringan adalah 10 kali lipat dari gajah . Meskipun mekanisme yang mendasari proses ini belum sepenuhnya dipahami, diketahui bahwa rasio permukaan / volume hewan kecil lebih tinggi, yang mendukung hilangnya panas.
Dengan demikian, hewan endotermik kecil cenderung memiliki siklus hidup yang jauh lebih pendek, karena metabolisme seluler mereka sangat cepat dan jaringan serta organ gagal lebih awal. Sebaliknya, jika Anda melihat tokek dengan berat yang sama dengan tikus, Anda akan menemukan bahwa ia hidup hingga 7 kali lebih lama. Mengapa ?: Karena reptil tidak menghasilkan panas, kebutuhan energi dan kerja yang dilakukan oleh tubuhnya jauh lebih rendah.
Ringkasan
Menarik, bukan? Ternyata, seperti yang terlihat, tingkat metabolisme basal pada endotermik menentukan harapan hidup dan strategi vital mereka . Pada tingkat yang lebih medis daripada biologis, parameter ini membantu ahli gizi dan profesional olahraga mengetahui berapa banyak kalori yang harus mereka makan per hari untuk mempertahankan, menambah atau mengurangi massa total organisme tertentu.
Referensi bibliografi:
- Bonfanti, N., Fernández, JM, Gomez-Delgado, F., & Pérez-Jiménez, F. (2014). Pengaruh dua diet rendah kalori dan kombinasinya dengan latihan fisik pada tingkat metabolisme basal dan komposisi tubuh. Nutrisi Rumah Sakit, 29 (3), 635-643.
- López-Fontana, CM, Martínez-González, MA, & Martínez, JA (2003). Obesitas, metabolisme energi dan ukuran aktivitas fisik. Jurnal Obesitas Spanyol, 1 (1), 29-36.
- Vargas, M., Lancheros, L., & del Pilar Barrera, M. (2011). Pengeluaran energi saat istirahat dan komposisi tubuh pada orang dewasa. Jurnal Fakultas Kedokteran, 59 (1), S43-S58.