Informacija

Da li hrana gubi dio svoje mase u obliku energije tijekom metabolizma?

Da li hrana gubi dio svoje mase u obliku energije tijekom metabolizma?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Posvađao sam se s nekim.

Tvrdio sam da kad mačka pojede 1 kg hrane, zbroj naknadnog izlaza (izmeta + pišanje + znoj + promjena tjelesne mase) mora biti jednak 1 kg.

Moj protivnik je tvrdio da će izlaz biti manji od 1 kg jer se dio hrane pretvara u energiju.

Molim vladajte.


Fizika odgovara da je to pomalo glupo

Ako želite biti tehnički u vezi s fizikom, masa i energija su ista stvar, pa svaka kemijska veza koja ima određenu energiju i koja je prekinuta rezultira promjenom mase (mgkrebb -ova procijenjena u komentaru konačna masa bila bi 999,9999999814 g, ako započeli ste s 1 kg proteina, vrlo preciznom biologu poznatom i kao 1.000 kg).

Ovo je neka vrsta "tehnički ispravnog" odgovora koji je s gledišta biologije potpuno blesav, ali ako vaš protivnik želi stati uz njega kao "tehnički ispravan" temeljen na fizici, neka tako i bude. Govorimo o promjenama mase koje suvremena znanost ne može mjeriti dovoljnom preciznošću, to su samo teorijske ideje temeljene na odnosima između mase i energije koje se mogu mjeriti na mnogo većoj ljestvici.

Biološki odgovor

Budući da je ovo Biology.SE, biološki odgovor je da se masa čuva u kemijskim reakcijama. Ako uvelike pojednostavite metabolizam, recimo, glukoze, do jednadžbe:

C6H12O.6 + 6 O.2 -> 6 CO2 + 6 H2O.

otkrili ste da je neto rezultat da atomi vodika i kisika postaju voda, a atomi ugljika dio ugljikova dioksida (da, pojednostavljujem gdje stvarni atomi završavaju u biokemijskim reakcijama, ovdje samo govorimo u smislu neto promjena) . Ostale molekule hrane obrađuju se na sličan način i proizvest će neku kombinaciju vode/ugljičnog dioksida/dušičnog otpada. Ako vaša mačka pojede 1 kg hrane, taj će 1 kg hrane postati 1 kg nečega drugog na mnogo decimalnih mjesta: otpadne krute tvari (uključujući sve što se uopće ne probavlja) i tekućine, izdahnuti ugljični dioksid, izgubljena koža/dlaka, itd.

Fizika odgovara ako samo želite pobijediti u raspravi

Ako ipak želite pobijediti u raspravi s odgovorom temeljenim na fizici koji se oslanja na ekvivalent mase i energije i zanemaruje činjenicu da se oni iz perspektive biologije najbolje razumiju kao različiti pojmovi, onda je jednako pošteno krenuti drugim putem i izgubljenu energiju tretirajte kao masu, u tom slučaju toplinu koju gubi mačji metabolizam smatrate masom i tu sićušnu sićušnu sitnu frakciju uvrstite u 1 kg i nazovete to dnevno.


Vaš protivnik je u pravu. Neka se masa pretvara u energiju; iznos je zanemariv. Jedan dobar izvor

Ako vi i vaš prijatelj odlučite napraviti eksperiment u kontroliranom okruženju i izmjerite mase znanstvenom ljestvicom s najvećom dostupnom preciznošću danas, vidjet ćete da su ukupna masa na početku pokusa i ukupna masa na kraju jednake isti. Jer, ljestvica nije dovoljno precizna za mjerenje vrlo malih količina mase.

No, to ne znači da vaš protivnik nije u pravu. Budući da će, u smislu fizičkih zakona, doći do vrlo male promjene u ukupnoj masi koja je izvor energije koja će se oslobađati u metabolizmu u raznim vrstama poput topline.

Ova nit physics.stackexchange može biti od pomoći za razumijevanje fizičke prirode događaja ...


Odgovor gladovanja

Odgovor gladovanja u životinja (uključujući ljude) skup je prilagodljivih biokemijskih i fizioloških, potaknutih nedostatkom hrane ili ekstremnim gubitkom težine, promjenama u kojima tijelo nastoji uštedjeti energiju smanjenjem količine kalorija koje sagorijeva. [1] [2]

Ekvivalentni ili blisko povezani pojmovi uključuju odgovor na glad, način gladovanja, način gladi, otpor gladovanju, tolerancija na izgladnjivanje, prilagođeno gladovanje, adaptivna termogeneza, adaptacija masti, i metabolička prilagodba.

Bakterije postaju visoko tolerantne na antibiotike kada su hranjive tvari ograničene. Izgladnjivanje doprinosi toleranciji na antibiotike tijekom infekcije, jer hranjive tvari postaju ograničene kada ih oduzme obrana domaćina i konzumiraju bakterije koje se razmnožavaju. [3] [4] Jedan od najvažnijih uzroka tolerancije izazvane gladovanjem in vivo je rast biofilma, koji se javlja kod mnogih kroničnih infekcija. [5] [6] [7] Gladanje u biofilmovima posljedica je potrošnje hranjivih tvari u stanicama koje se nalaze na periferiji grozdova biofilma i smanjene difuzije supstrata kroz biofilm. [8] Bakterija biofilma pokazuje ekstremnu toleranciju na gotovo sve klase antibiotika, a opskrba ograničavajućim supstratima može vratiti osjetljivost. [9]


Bioenergetika životinja

Sve životinje moraju dobiti energiju iz hrane koju unose ili apsorbiraju. Ti se hranjivi sastojci pretvaraju u adenozin trifosfat (ATP) za kratkotrajno skladištenje i upotrebu u svim stanicama. Neke životinje pohranjuju energiju dulje u obliku glikogena, dok druge pohranjuju energiju dulje u obliku triglicerida smještenih u specijaliziranim masnim tkivima. Nijedan energetski sustav nije sto posto učinkovit jer životinjski metabolizam proizvodi otpadnu energiju u obliku topline. Ako životinja može očuvati tu toplinu i održavati relativno konstantnu tjelesnu temperaturu, klasificira se kao toplokrvna životinja: endoterma. Izolacija koja se koristi za očuvanje tjelesne topline dolazi u obliku krzna, masti ili perja. Nedostatak izolacije kod ektotermnih životinja povećava njihovu ovisnost o toplini tijela o okolišu.

Količina energije koju životinja potroši tijekom određenog vremena naziva se njezina brzina metabolizma. Stopa se mjeri u džulima, kalorijama ili kilokalorijama (1000 kalorija). Ugljikohidrati i proteini sadrže oko 4,5-5 kcal/g, dok masti sadrže oko 9 kcal/g. Brzina metabolizma procjenjuje se kao bazalna brzina metabolizma (BMR) u endotermnih životinja u mirovanju i kao standardna brzina metabolizma (SMR) u ektotermama. Ljudski mužjaci imaju BMR od 1600-1800 kcal/dan, a ljudske ženke BMR od 1300 do 1500 kcal/dan. Čak i uz izolaciju, endotermalne životinje zahtijevaju velike količine energije za održavanje konstantne tjelesne temperature. Ektoterma poput aligatora ima SMR od 60 kcal/dan.


2. Rano potpuno gladovanje

2.1. Energetski metabolizam


Iako je dugotrajno ukupno gladovanje povezano s apsolutnim smanjenjem bazalnog metabolizma (BMR), tijekom prva 2 dana gladovanja često dolazi do malog apsolutnog povećanja BMR -a u odnosu na vrijednosti dobivene nakon posta preko noći (Slika 1). Budući da se ta promjena događa tijekom gubitka tjelesne težine i mršavog tkiva ( 2%), prirast je veći kada se izrazi u odnosu na tjelesnu težinu ili mršavu tjelesnu masu. Još 1907. VAN NOORDEN je napisao "prvih nekoliko dana akutnog gladovanja" opći metabolizam tijela ne trpi smanjenje ". Međutim, prolazno povećanje brzine metabolizma moglo je biti propušteno jer su se rezultati često uspoređivali s mjerenjima na kraju prvog dana gladovanja (36 sati od posljednjeg obroka).

U drugim studijama to je možda propušteno jer je prvo u nizu mjerenja izvršeno nakon obroka, kao u slučaju Cettija koji je prvi put proučavan jedan sat nakon doručka (LEHMANN et al., 1983). Klasični post koji je BENEDICT prijavio 1915. bio je povezan s malim povećanjem brzine metabolizma u usporedbi s vrijednostima dobivenim nakon posta preko noći (Slika 1), kao i niz drugih klasičnih studija izgladnjivanja na pojedinim predmetima. Četiri od pet mršavih subjekata koje je proučavao TAKAHIRA (1925) (nije prikazano u Slika 1) također pokazuju povećanje do 6% u BMR -u tijekom ranog gladovanja. Ispitanik koji nije pokazao povećanje nije mjeren 2. dana gladovanja. Novija istraživanja na skupinama pojedinaca potvrdila su prolazno rano povećanje BMR -a (Slika 1). Porast BMR -a mogao bi biti posljedica povećanja energetskog ekvivalenta ATP -a dobivenog kako tijelo smanjuje udio energije dobivene iz glikogena (73,3 kJ/mol dobivenog ATP -a) povećava se i udjela dobivenog iz masti (79,2 kJ/mol ATP -a) stekli) smanjuje (ELIA i LIVESEY, 1988. 1992.), ili povećava zahtjev za ATP.

Povećani zahtjev može se pojaviti kao posljedica povećane glukoneogeneze (ERIKSSON et al., 1988. FELIG et al., 1969.), povećani ciklus triglicerida i masnih kiselina (ELIA et al., 1987. KLEIN et al., 1989.), za koji se smatra da čini 1-2% BMR-a tijekom ranog gladovanja, povećao se ciklus bjelančevina-amino, za koji je prijavljeno da se povećava tijekom prva 3 dana gladovanja (NAIR et al., 1987.), te povećao tjelesni ciklus acetil CoA-ketona. Ovaj posljednji ciklus nastaje jer jetra sintetizira ketonska tijela iz acetil Coa (AcCoA), dok druga tkiva, poput mozga i mišića, pretvaraju ketonska tijela u AcCoA prije konačne oksidacije. Ovaj biciklizam (od AcCoA do ketonskih tijela i natrag do AcCoA) ima energetsku cijenu od 1 ATP. Na temelju brzine proizvodnje i korištenja ketonskih tijela tijekom ranog gladovanja (ELIA, 1991.) i energetskog ekvivalenta ATP-a (ELIA i LIVESEY, 1988. 1992.), procjenjuje se da bi takav ciklus mogao pridonijeti oko 1-2% BMR-a tijekom ranog gladovanja.

Slika 1. Promjene u potrošnji energije u mirovanju tijekom ranog gladovanja izražene kao postotak vrijednosti gladovanja preko noći (naznačeno kao 100% u 12 sati)

Uz rano povećanje potrošnje energije, postoji i određeni gubitak energije u obliku ketonskih tijela u dahu (aceton) i urinu (3-hidroksibutirat i acetoacetat i aceton). Tijekom ranog gladovanja kod mršavih osoba ovaj gubitak odgovara oko 3 % BMR -a (ELIA et al., 1984a REICHARD et al., 1979.). Kod pretilih ispitanika gubitak je manji, ali kako se koncentracija ketonskih tijela u cirkulaciji povećava tijekom dužeg gladovanja, gubitak se također povećava (REICHARD et al., 1979).

Nakon prva 2-3 dana gladovanja, BMR postaje niži nego nakon gladovanja preko noći. Ovo smanjenje djelomično je posljedica gubitka metabolički aktivnog mršavog tkiva (tijekom prva 3 dana gladovanja dolazi do gubitka od oko 30-35 g N oko 1,5-2% ukupnog tijela N u mršavom subjektu), a djelomično na promjene u stopi metabolizma po kilogramu bez masti, mehanizmima koji su slabo razumljivi.

Slika 2. Promjene izlučivanja N urina u skupinama mršavih i pretilih osoba (pune linije = mršavi subjekti n = 12 muškaraca, n = 12 žena isprekidane linije = pretili subjekti, n = 12 muškaraca, n = 12 žena). Na temelju podataka koje je dostavio GOSCHKE et al. (1975).

2.2. Metabolizam proteina


Iako se često smatra da se brzina oksidacije proteina (koja se odražava u brzini izlučivanja N urina) smanjuje tijekom dugog gladovanja, osobito kod pretilih (vidi dolje), nekoliko je studija pokazalo da često dolazi do prolaznog ranog povećanja. Primjeri za mršave i pretile osobe prikazani su u Slika 2, ali slične promjene zabilježili su različiti radnici (npr. VAN NOORDEN, 1907. BENEDICT, 1915. ELIA et al., 1984a TAKAHIRA, 1925). U istraživanju ELIA i sur. (1984a), povećanje izlučivanja N ne može se objasniti gubitkom prethodno oblikovane uree, jer je koncentracija uree u cirkulaciji pokazala tendenciju povećanja, a ne smanjenja (ELIA et al., 1984a).

Stoga se čini da često dolazi do stvarnog prolaznog povećanja oksidacije aminokiselina tijekom ranog gladovanja. TAKAHIRA (1925) je sugerirao da je ta povećana oksidacija proteina odgovorna za privremeno povećanje potrošnje energije koje je primijetio kod svojih izgladnjelih ispitanika. Ovaj se prijedlog temeljio na premisi da je specifično dinamičko djelovanje kataboliziranih proteina veće od onog za masti ili ugljikohidrate. Također je zanimljivo da je energetski ekvivalent ATP -a za proteine ​​veći od onog u masti ili ugljikohidratima (ELIA i LIVESEY, 1988. 1992.).

Ne odražava sav N u urinu tijekom ranog gladovanja katabolizam proteina, budući da je dio uzrokovan katabolizmom slobodnih aminokiselina, osobito glutamina. Ova aminokiselina ima veću koncentraciju u cirkulaciji ( 0,5-0,7 mmol/L) i mišiće (20-25 mmol/L unutarstanične vode) od bilo koje druge alfa aminokiseline, te je oslobađa iz mišića (kao i koncentracija nekoliko druge aminokiseline), značajno se povećava tijekom ranog gladovanja (36-72 sata) (ELIA i LUNN, 1989 POZEFSKY et al., 1976).

Nakupina slobodnog glutamina u mišićima, procijenjena na oko 45 g ili 15 g dušika glutamina u muškarca od 70 kg, gotovo se prepolovi između 12 i 72 sata gladovanja (MAGNUSSON et al., 1987 ELWYN et al., 1981). Budući da tijekom tog razdoblja dolazi do gubitka tijela od oko 28 g N (9-13 g N/d), gubitak slobodnog glutamina iz mišića odgovara približno 25% izlučivanja N urinom. Postoji i opća tendencija da se druge aminokiseline izgube iz bazena slobodnih aminokiselina u mišićima tijekom kratkotrajnog gladovanja (MAGNUSSON et al., 1987.) (iako se neke aminokiseline, poput aminokiselina s razgranatim lancem, koje imaju samo malu veličinu bazena, zapravo mogu akumulirati u mišićima). Međutim, apsolutne promjene ovih drugih aminokiselina su male, u odnosu na gubitak glutamina.

Nakon prva 2-3 dana gladovanja, izlučivanje N urina počinje se smanjivati ​​i općenito se nastavlja tijekom većeg dijela gladovanja (iako se često događa premortalni porast).

2.3. Omjeri bjelančevina/energije


Omjer izlučivanja N (kao indeksa oksidacije proteina) prema BMR-u je promjenjiv tijekom kratkotrajnog gladovanja, ali izračuni na temelju rezultata nekoliko studija ukazuju na tendenciju da se ovaj omjer privremeno poveća tijekom prva 2-3 dana gladovanja .


Rezultati

Opisni podaci o populaciji ispitanika prikazani su u tablici 1. Prema dizajnu studije, ispitanici su imali prekomjernu tjelesnu težinu ili pretili na početku eukalorične faze (BMI 25 �,9 kg/m2). BMI je bio značajno veći u skupini s visokom GL dijetom na početku obje faze. Na početku eukalorične faze, prosječna težina i dob nisu se statistički razlikovale po dijetalnim skupinama, a niska GL skupina imala je značajno veću ukupnu masnu masu (P = 0,02) i veći SAT na bedrima (p 𢙀,05). Nije bilo drugih značajnih razlika u regionalnoj pretilosti prema dijetalnoj skupini na početku eukalorične ili hipokalorične faze.

Stol 1

Osnovne karakteristike ispitivane populacije prema dijetalnoj skupini tijekom eukalorične i hipokalorične faze

PromjenjivoDijetaEukalorijska fazaHipokalorična faza
nVisok GL2928
Nizak GL4031
Spol (% muškaraca)Visok GL48% (n = 14)46% (n = 13)
Nizak GL43% (n = 17)45% (n = 14)
Utrka (% EA)Visok GL48% (n = 14)50% (n = 14)
Nizak GL55% (n = 22)58% (n = 18)
Dob (god)Visok GL34,6 ± 8,1 1 34,7 ± 8,1 1
Nizak GL35,6 ± 8,5 1 35,9 ± 8,4 1
BMI (kg/m 2) 2 Visok GL31,4 ± 4,4 1 30.9 ± 4.5 1
Nizak GL33,5 ± 4,3 1 32,4 ± 4,1 1

Eukalorična faza

Iako je dnevni unos energije svakog subjekta izračunat na individualnoj osnovi kako bi se održala tjelesna masa tijekom eukalorične faze, tijekom 8 tjedana intervencije došlo je do fluktuacija tjelesne mase. U prosjeku je primijećena promjena od 𢄡.03% (𢄡.0 kg) u tjelesnoj masi (raspon = 𢄢.10% do +4.05% 𢄢.07 kg do +4.00 kg), koji se statistički nisu razlikovali s rasporedom prehrane.

Promjene u sastavu tijela i varijablama raspodjele masti tijekom 8-tjednog razdoblja eukalorične dijetetske intervencije navedene su u tablici 2. Uočeni su značajni vremenski učinci za SAAT tako da se smanjio u obje prehrambene skupine tijekom razdoblja eukalorija od 8 tjedana. Za IAAT je primijećen značajan učinak po skupinama, tako da je primijećen veći gubitak tijekom razdoblja eukalorične intervencije u skupini s niskim GL u odnosu na skupinu s visokim GL. IAAT je ostao značajno niži (11%) nakon 8 tjedana eukalorične intervencije u skupini s niskim GL u usporedbi s dijetom s visokim GL dijetom nakon prilagodbe za početni IAAT i ukupnu masnu masu od 8 tjedana (P π.05).

Tablica 2

Raspodjela masti i ishodi tijela za eukaloričnu fazu ishranom

PromjenjivoDijetaPolazna vrijednost (srednja vrijednost ± SD)Nastavak (srednja vrijednost ± SD)Promjena (%)Vrijeme P Skupina P Grupa*vrijeme P
Težina (kg)Visok GL96.1 넠.395.2 넠.7𢄡.6 ଐ.40.470.360.39
Nizak GL99.8 넘.198,6 넗.9𢄡.9 ଒.2
Ukupno mršavVisok GL56,4 ଑,656,2 ଑,5𢄠.4 ଐ.40.600.990.73
Nizak GL55,7 ଑,355.3 ଑.3𢄠.5 ଐ.5
Ukupno masti (kg)Visok GL36,8 ଗ,935.1 ଘ.1𢄤.7 ଐ.80.070.020.69
Nizak GL41.3 ଘ.739,4 ଙ,7𢄥.0 ଑.0
IAAT (cm 2)Visok GL80.6 녈.382.4 녗.9𢄡.3 ଓ.50.120.800.03
Nizak GL89,5 녆.381,5 녉.4�.9 ଓ.0
SAAT (cm 2)Visok GL409.9 򱄥.3384,5 򱄘.6𢄦.1 ଑.50.020.330.66
Nizak GL426.0 򱄒.0404.2 򱄡.6𢄦.1 ଑.2
SAT za bedra (cm 2)Visok GL241.7 놉.1229,5 놇.9𢄣.9 ଓ.20.820.020.26
Nizak GL298.2 򱄐.6276,5 򱄉.8𢄨.3 ଘ.3
Bedra IMATVisok GL14.1 ଖ.913.0 ଖ.7𢄥.6 ଔ.70.400.360.98
Nizak GL15.0 ଖ.413.8 ଖ.4�.1 ଓ.2
Bedra PMATVisok GL18.2 କ.518.0 ଖ.0𢄠.9 ଓ.30.450.200.15
Nizak GL20.7 ଗ.919.4 ଘ.2𢄥.2 ଓ.6
Mišić bedraVisok GL317.1 놓.5322.9 녵.4𢄠.5 ଑.00.170.700.12
Nizak GL333.4 녲.6325.7 넒.5𢄢.2 ଑.1

Postotak promjene u odnosu na početnu vrijednost prijavljuje se kao srednji ± SEM. P, p-vrijednost IAAT, intraabdominalno masno tkivo SAAT, potkožno trbušno masno tkivo SAT, potkožno masno tkivo IMAT, intermuskularno masno tkivo PMAT, perimuskularno masno tkivo.

str †, P-vrijednost za dvosmjernu ANOVA za neprilagođene podatke

Analiza podskupina prema spolu pokazala je da su sve skupine izgubile ukupnu masnu masu od početne do 8 tjedana eukalorične faze, tako da su muškarci izgubili 4,2% na dijeti s visokim GL (P π.001) i 6,3% na dijeti s niskim GL (P &# x0003c0.001), a žene su izgubile 4,9% na dijeti s visokim GL (P π.01) i 3,1% na prehrani s niskim GL (P π.05). Samo su žene u skupini s niskim GL izgubile IAAT, tako da su u prosjeku žene u ovoj skupini izgubile 15,1% (P = 0,001), dok su žene u skupini s visokom GL dijetom izgubile 1% (P = 0,82), muškarci u dijeti s visokim GL skupina je dobila 4,2% (P = 0,55), a muškarci u skupini s niskom GL dijetom izgubili su 4,3% (P = 0,44) (Slika 1). Sve podgrupe, osim žena u skupini s niskim GL dijetama, izgubile su SAAT, tako da su muškarci na dijeti s visokim GL izgubili 5,7%(P π.01), muškarci na dijeti s niskim GL izgubili su 8%(P π.001 ), žene na dijeti s visokim GL izgubile su 6,9% (P π.01), a žene na dijeti s niskim GL izgubile su 1% (P π.12). Žene na dijeti s niskim GL i dijetom s visokim GL izgubile su SAT na bedrima (5,8%, 9,8%, P π.01) i IMAT na bedru (9,4%, 11,9%, P π.05). Samo su muškarci u skupini s niskom GL dijetom izgubili SAT na bedrima (10,4%) i PMAT na bedru (15,5%) (P < 0,01 za oba podatka nisu prikazani). Utrka nije imala utjecaja na ishode od interesa te je bila jednako raspodijeljena po podskupinama po podskupinama.

Prosječna % promjena IAAT -a (cm 2) nakon konzumacije eukalorične prehrane s visokim i niskim GL prema spolu. Muškarci koji su konzumirali dijetu s visokim GL dobili su 4,1% (NS), a muškarci koji su konzumirali prehranu s niskim GL izgubili su 4,4% (NS) IAAT. Žene koje su konzumirale visoku GL dijetu izgubile su 1% (NS), a žene koje su konzumirale nisku GL dijetu izgubile su 15,1% (P π.01) IAAT.

Hipokalorična faza

Promjene u tjelesnom sastavu i raspodjeli masti koje su posljedica faze intervencije hipokalorične prehrane od 8 tjedana prikazane su u Tablici 3. Uočeni su značajni vremenski učinci na težinu, ukupnu mršavost i IAAT što odražava da su se ti ishodi smanjili u obje skupine tijekom intervencije od 8 tjedana. Uočeno je značajno vremensko djelovanje po skupinama za ukupnu masnoću, tako da je skupina s niskim GL dijetom izgubila više masne mase tijekom razdoblja hipokalorične intervencije. Nisu primijećeni grupni učinci u fazi hipokalorične dijete. Ukupna masnoća masti ostala je značajno niža nakon hipokalorijske intervencije od 8 tjedana u skupini s niskim GL-om u usporedbi s grupom s visokim GL-om nakon prilagođavanja osnovne masne mase i praćenja ukupne mršave mase (P π.05) (Slika 2) .

Promjena ukupne mase masti (kg) prilagođena ukupnoj nemasnoj masi (kg) nakon hipokalorične faze od 8 tjedana prehranom. Grupa s niskim GL dijetom imala je značajno manju ukupnu masnu masu u odnosu na nemasnu masu nakon hipokalorične faze (P π.05)

Tablica 3

Raspodjela masti i ishodi tjelesnog sastava za hipokaloričnu fazu ishranom

PromjenjivoDijetaPolazna vrijednost (srednja vrijednost ± SD)Nastavak (srednja vrijednost ± SD)Promjena (%)Vrijeme P Skupina P Grupa*vrijeme P
Težina (kg)Visok GL94.3 넠.489,4 넠,9𢄤.3 ଐ.8π.0010.520.41
Nizak GL98,4 넗.992,9 넘.1𢄦.1 ଓ.9
Ukupno mršavVisok GL55,5 ଑,553,7 ଑,5𢄣.3 ଐ.70.010.870.36
Nizak GL55.3 ଑.354.1 ଑.3𢄢.2 ଐ.5
Ukupno masti (kg)Visok GL34,9 ଘ,232,4 ଙ,4𢄨.3 ଑.40.160.130.02
Nizak GL39.1 ଙ.735.3 ଙ.8�.5 ଑.2
IAAT (cm 2)Visok GL86.6 녙.371.1 념.0�.6 ଓ.30.050.920.45
Nizak GL84,5 념.473.6 녅.5�.8 ଓ.3
SAAT (cm 2)Visok GL378,4 򱄖.6342.7 򱄱.3�.8 ଑.60.070.600.37
Nizak GL404.8 򱄇.7358,0 놙,3�.7 ଘ.0
SAT za bedra (cm 2)Visok GL225.4 놉.1207.2 놁.6𢄧.9 ଒.30.340.060.31
Nizak GL285,6 򱄄.9253.7 򱄂.4𢄩.2 ଑.4
Bedra IMATVisok GL12.9 ଖ.810,5 କ,5�.4 ଓ.60.390.360.99
Nizak GL14.3 ଖ.211.8 କ.3�.5 ଑.7
Bedra PMATVisok GL17.8 କ.816.6 ଖ.6𢄠.08 ଓ.30.210.370.55
Nizak GL19.1 ଗ.818.4 ଗ.3𢄢.6 ଒.6
Mišić bedraVisok GL320.2 녱.9312.4 녰.3𢄢.3 ଐ.70.110.950.90
Nizak GL324.8 넵.7317.4 녳.2𢄢.1 ଐ.6

Postotna promjena u odnosu na početnu vrijednost prijavljuje se kao srednja vrijednost ±SEM. P, p-vrijednost IAAT, intraabdominalno masno tkivo SAAT, potkožno trbušno masno tkivo SAT, potkožno masno tkivo IMAT, intermuskularno masno tkivo PMAT, perimuskularno masno tkivo.

str †, P-vrijednost za dvosmjernu ANOVA za neprilagođene podatke


Vožnja do povratka u mozak

Dva područja mozga koja se tradicionalno smatraju homeostatskim regijama koja kontroliraju težinu su hipotalamus (22, 113) i stražnji mozak (249). Ovdje ne pokušavamo detaljno pregledati svako područje ovih i drugih područja mozga koji su uključeni u regulaciju tjelesne težine, niti opisujemo svaki aspekt normalnog odgovora na ograničenje kalorija. Umjesto toga, sažimamo aspekte adaptivnog odgovora i njihove posljedice za koje je potvrđeno ili se primijeti da su različite kod osoba s prekomjernom tjelesnom težinom i pretilošću kao odgovor na dijetu s niskim udjelom masti s ograničenim unosom energije.

Hipotalamus: konvergentni periferni signali iscrpljivanja energije.

Lučna jezgra (ARC) hipotalamusa prolazi kroz velike promjene u neuronskoj aktivnosti i ekspresiji neuropeptida kao odgovor na energetski deficit (202), integrirajući brojne signale s periferije dok razvija cjelokupnu sliku iscrpljivanja energije. Ključni aspekti ovog općeg odgovora traju nakon dugotrajnog smanjenja tjelesne težine iz pretilog stanja, uključujući povećanu ekspresiju ARC neuropeptida Y (NPY) (24, 137, 168, 248, 251) i peptida povezanog s Agoutijem (AgRP) (168, 251), kao i smanjenu ekspresiju proopiomelanokortina (POMC) (137). S ovim profilom ekspresije gena očekivalo bi se istodobno povećanje aktiviranja neurona NPY/AgRP i smanjenje brzine aktiviranja neurona POMC. Ove su promjene hipotalamičko obilježje stanja 𠇊nabolic ”, što bi dovelo do pozitivne energetske neravnoteže i povećanja tjelesne težine (slika 3A ).

ARC projicira ovaj signal iscrpljivanja energije na druga područja hipotalamusa. U DIO modelima, projekcije prvog reda u paraventrikularnu jezgru (PVN) smanjuju ekspresiju kortikotropin-oslobađajućeg hormona (137). Druge projekcije daju skromne promjene u profilima neuronskih peptida u lateralnom hipotalamusu (168, 252), koji se povezuje s kortiko-limbičkim sustavom. Još se druge projekcije protežu do ventromedijalnog hipotalamusa (VMH), poznatog po velikoj gustoći osjetljivih na hranjive tvari (glukoza, masne kiseline) neurona (218). Glodavci DIO pokazuju manje neurona koji osjećaju glukozu u VMH-u (218) i nižu ekspresiju neurotrofnog faktora dobivenog iz mozga VMH-a (253). Niti abnormalnosti povezane s VMH ne nestaju nakon gubitka težine u DIO modelima, a njihov utjecaj na povećanje tjelesne težine može se ponovno pojaviti nakon gubitka težine, jer se drugi homeostatski krugovi prilagođavaju gubitku težine (135, 253). Iako interakcija između ARC-a i dorzomedijalne jezgre (DMN) hipotalamusa nije jasno shvaćena (24, 123), ekspresija DMN NPY je veća (137), a ekspresija transkripta regulirana DMN kokainom i amfetaminom manja (252), nakon mršavljenja zbog pretilosti. Ostale komponente homeostatske regulacije tjelesne težine u hipotalamusu doista se mogu promijeniti nakon gubitka težine ograničenog energijom, no one se tek trebaju izvijestiti u DIO modelima pretilosti.

Iako je teško doći do potvrde ovih adaptivnih odgovora hipotalamusa kod pretilih ljudi, mnoštvo neizravnih i genetskih dokaza sugeriralo je da je hipotalamus inherentno uključen u ljudski odgovor na manjak energije (202). Osim toga, studije funkcionalne magnetske rezonancije (fMRI) izvijestile su o promijenjenoj neuronskoj aktivnosti u hipotalamusu kod ljudi u postbese, koja se normalizira nakon 3 tjedna zamjenske terapije leptinom (194). Iz tih razloga hipotalamus ostaje kritični čvor za integraciju i obradu homeostatskog signala o iscrpljivanju periferne energije (slika 3A ). Međutim, tek trebamo shvatiti održavaju li se ti isti adaptivni odgovori tijekom dinamičkog stanja povratka težine (slika 3B ).

Stražnji mozak: smanjena osjetljivost na signale sitosti.

Signal o iscrpljivanju energije iz hipotalamusa vjerojatno se prevodi u smanjenu osjetljivost na signale sitosti, povećanu veličinu obroka i veći unos hrane (slika 3A ). Jezgra solitarnog trakta i područje postreme su među područjima u stražnjem mozgu koja primaju ulaz putem CCK-a dobivenog iz crijeva i vagalnih aferentnih signala. Monogenski pretili štakori kojima nedostaje receptor za leptin slabije reagiraju na smanjenje veličine obroka izazvano CCK, a učinci CCK djelomično se obnavljaju kada se receptori za hipotalamus leptin generiraju isporukom adenovirusnog gena (167). Prije razvoja pretilosti, zadnji mozak OP štakora mogao bi biti manje osjetljiv na periferne signale sitosti (39, 223). Treba proučiti hoće li se ta karakteristika ponovno pojaviti nakon gubitka težine radi lakšeg vraćanja tjelesne težine. Dokazi iz ljudskih fMRI studija pokazuju da su subjekti sa smanjenom tjelesnom težinom promijenili živčanu aktivnost u moždanom deblu (197), ali, za razliku od drugih neuronskih odgovora na smanjenje tjelesne težine, to se ne normalizira terapijom leptinom. Uzeto zajedno, čini se da je osjetljivost mozga na signale dobivene iz crijeva smanjena kod pretilih (31), ali poboljšanu osjetljivost nakon mršavljenja i tijekom povratka težine treba potvrditi u DIO modelima pretilosti (slika 3, A i B).

Integracija homeostatskih i nehomeostatičkih prilagodbi.

Mnoštvo neuronskih projekcija, i do i od hipotalamusa, uspostavlja složenu mrežu unakrsnog razgovora koja integrira homeostatski sustav s drugim regijama mozga koje se tradicionalno smatraju "#x0201cnonhomeostatičkim"##x0201d (22). Učinak mršavljenja na ove neuronske mreže počinje se pojavljivati ​​u DIO modelima (253). U tim hedonističko-kognitivnim područjima, osoba sa smanjenom pretilošću pokazuje neuralne slikovne reakcije na podražaje povezane s hranom koji bi pogodovali povećanoj motivaciji i tjeranju na jelo (46, 197), a mnogi od tih odgovora rješavaju se terapijom leptinom (197). Međutim, važno je prepoznati da se komunikacija između hipotalamusa i ovih nehomeostatičkih područja odvija u oba smjera. Ta područja mogu primati periferne signale o iscrpljivanju energije ili nametati hedonsku kontrolu kako bi utjecala na to kako homeostatski centri primaju i integriraju periferne signale o iscrpljivanju energije i stanju hranjivih tvari. S obzirom na važnost kognitivnih i prehrambenih ponašanja temeljenih na nagradi kod ljudi (26, 47, 134), njihova će se uloga u adaptivnom odgovoru na gubitak tjelesne težine nastaviti proučavati.

Neuroendokrini signali: povećanje učinkovitosti korištenja i skladištenja goriva.

Signal iscrpljivanja energije, putem PVN -a, u nekim slučajevima dovodi do brojnih neuroendokrinih prilagodbi koje u konačnici ciljaju na periferna tkiva (slika 3A ). Gubitak težine ograničen energijom zbog pretilosti popraćen je smanjenim simpatičkim (SNS) tonom (7, 110, 138, 191, 193, 221), smanjenom razinom hormona štitnjače (127, 193, 205, 228) i povećanom aktivnošću os hipotalamus-hipofiza-nadbubrežna žlijezda (HPA) (59, 157, 227, 228). Za razliku od učinaka na SNS, učinci na hormone štitnjače i os HPA opažaju se manje dosljedno i/ili su prolaznije vezani za rane faze gubitka težine (103, 228, 245). Zajedno, neuroendokrine promjene koje se događaju s gubitkom težine ciljaju na periferna tkiva koja koriste i pohranjuju energiju, povećavajući učinkovitost za očuvanje energije i pripremajući ih za opskrbu energijom (slika 3A ). U postobeznih ljudi terapija leptinom normalizira neke od tih neuroendokrinih odgovora na gubitak tjelesne težine (191). Međutim, potrebno je više studija kako bi se razumio utjecaj ovih signala na taloženje i skladištenje energije tijekom vraćanja težine (slika 3B ).


Odricanje:

Kao usluga našim čitateljima, Harvard Health Publishing pruža pristup našoj biblioteci arhiviranog sadržaja. Molimo zabilježite datum zadnjeg pregleda ili ažuriranja svih članaka. Nijedan sadržaj na ovoj web stranici, bez obzira na datum, nikada se ne smije koristiti kao zamjena za izravni liječnički savjet vašeg liječnika ili drugog kvalificiranog kliničara.

Komentari

Slažete se da uskraćivanje dijeta ne djeluje. Dobar način za to je jesti zdrave obroke u redovito vrijeme tijekom dana. Mnogi ljudi na kraju dana više žude za nezdravim grickalicama. za to imate pristojan, zdrav obrok u 4 o ’ sati i dobru večeru u 7:30. A zdrava hrana ne mora biti skupa. Na primjer, vrećica smrznutih bobica u mojoj lokalnoj trgovini koštala je isto kao i sladoled ili vrećica kolačića. Također mislim da je kontraproduktivno i gubljenje energije stalno se vagati. Mnogo je važnije shvatiti što vam je potrebno da biste se osjećali zdravo i kako različita hrana utječe na vašu razinu energije.

Iz onoga što sam pročitao u posljednje vrijeme razumijem da smo svi u istom čamcu. U sebi imamo DNK gen koji nam govori da smo gladni. Neki od nas nikada ne dobiju taj signal da smo gladni ili da nam je dosta. Sada imaju način da isključe gen, ali pitam se što bi to pomoglo ako mi koji nemamo načina znati jesmo li zaista gladni ili ne nastavljamo dobivati ​​na težini. Htjeti
oni kojima je možda odstranjen ili promijenjen ovaj gen dobivaju na težini? Zna li itko? Hvala … :)

Sokrat nije rekao "ništa previše"#8217 što ove ekstremne dijete nude.
Duga i spora promjena prehrambenih navika djeluje, ali većina ljudi nema odlučnost voditi tečaj. Što je manji unos šećera, manja je žudnja i na kraju bolji ishod.
Čuvajte se čipsa i cijeloga dana grickajte, a prigodnu poslasticu podijelite s nekim tako da samo napola griješite!
Većini ljudi nedostaje dugoročna odlučnost, pa su potrebna istraživanja kako bi se otkrilo kako postići odlučnost u postizanju željenog, dugoročnog gubitka težine.

Kako gubite težinu, vjerojatno masnoću, masne stanice luče manje leptina koji je hormon inhibicije gladi.

Vaš je mozak naviknut na određenu razinu leptina, a zbog niske razine leptina osjećate se više gladi.

Također, baš kao i kod dijabetesa, razvijate inzulinsku rezistenciju, kod pretilosti razvijate rezistenciju na leptin.

The good news is latest research shows that if you lose weight, and keep it down somehow for 14 months on an average, your brain gets used to the new levels of leptin.
https://healthsachet.wordpress.com/2016/08/12/293-regaining-that-lost-weight-try-this/

What about the effect of physical activity and focused increase in lean body mass? Won’t that counter the effect of lowered metabolism?

We have to accept that it’s the go slow approach that will rep-set metabolism.. I love Dr. Amanda Sainsbury-Salis’ approach in her book, the “Don’t go hungry Diet”..


7. Improve Your Iodine Intake

"Iodine is a trace mineral that's critical for the production of thyroid hormones that control metabolism," says Dr. Gedroic. If you don't get enough iodine, your metabolism may be sluggish, and you might find it difficult to shed those stubborn pounds.

Most people used to consume enough iodine — in the form of iodized salt — which was found in breads. But, in the latter half of the 20th century, iodine was replaced with a chemical called potassium bromide to make bread fluffier, according to Dr. Gedroic.

Since your body can't produce iodine and you can't count on bread for your daily dose (by the way, the daily recommended dietary allowance for iodine is 150 micrograms for anyone 14 and older), Dr. Gedroic suggests incorporating iodine-rich food sources into your diet, like organic grass-fed dairy, organic cage-free eggs, sea kelp, nori and seaweed rather than relying on iodine supplements.


18 Answers 18

There's a lot of detail you mogao go into with regard to this question, as is done in the other answers and comments, but I think the answer itself is pretty simple. Imagine a surface that just barely surrounds your body, as if you shrink-wrapped a body in plastic. By the law of conservation of mass (valid in non-relativistic physics), the only way your body can lose any amount of mass is for that amount of mass to pass out through the surface. So you just have to consider what bodily functions cause that to happen. I think they've all been identified in the comments:

  • Exhaling
  • Znojenje
  • Excretion (in the nontechnical sense of, roughly, things you do in the bathroom)

Actually, any dead skin cells, strands of hair, etc. that fall off you would also count, although my guess is that those represent a minor contribution.

As a bonus, the "shrink-wrap view" also makes it easy to identify the ways in which you gain mass, by looking for all processes that cause matter to be drawn in through the invisible surface:

  • Eating & drinking - solids and liquids through the esophagus and gastrointestinal tract
  • Inhaling - gas through the trachea and lungs

The thing is, when most people talk about losing weight, they're referring to a long-term average loss of mass, which means that the processes in the first list have to remove more mass over some extended period of time than the ones in the second list bring in. This clearly requires some of the preexisting mass in your body to be converted into the waste forms that you can dispose of through excretion, exhaling, and sweating. This preexisting mass generally tends to be body fat. The other answers do a pretty good job filling in the details of kako the fat gets converted to waste products.

Essentially, losing of weight occurs by means of burning fuels precisely like your car does when it burns petrol and emits exhaust gases.

The only difference is that for humans that fuel is to be found in the form of sugars. The fat is what you want to get ultimately rid off, of course, but sugars are more easily processed and so this is what you are removing first.

The basic aerobic cycle is the Krebs cycle.

But to reach it first, glucose needs to be broken down first to pyruvate (by an anaerobic process of glycolysis) and then to acetyl-CoA. One can gain some energy from this reduction but not much. The real energy is hiding in the actual Krebs cycle but for it one needs (besides lots of other stuff) the mentioned acetyl-CoA and oxygen (this explains why you don't get enough energy when not breathing properly) producing the carbon dioxide and some energy that is stored in the $ATP$ (adenosine-triphosphate) and transported to wherever it is needed inside the cell (you are mostly interested in muscle contractions performed by muscle cells). So, you'll burn whatever amount of sugar you have ready in the body. You'll also lose carbon (initially stored in the glucose) by exhaling in the form of $CO_2$. There is also additional hydrogen produced and carried away in the form of $NADH$ and $FADH_2$. It's hard to estimate where it will end up though, as it is (similarly to $ATP$) used all over the organism.

Now, the body is not storing sugars in the form of glucose. Instead, they are stored as a glycogen (mainly in liver and muscles) which is a polysaccharide similar to starch. This is then quickly broken down to glucose as needed. But the body can keep only a small amount of glycogen (corresponding roughly to an hour of running, depending on one's fitness).

There is another form of storage of sugar. Body can convert it to fat. This is done when there is already enough glycogen in the organism. The body fat can then be reduced to acetyl-CoA (by lipolyses and then by beta oxidation), but this requires a lot more oxygen and so is not used when glycogen is at the disposal. But with regular exercise body can be trained to also burn greater proportion of fats than glycogen (this is of course necessary for long-range runners and cyclists because there is no way they would get enough energy just from glycogen).

To get a rough idea about the amount of mass you'll burn, read the calories content of some food. Sugar has something like 4kCal for 1g and fat 9kCal for 1g. One hour of running corresponds to something like 700kCal so if you are burning 50% sugars and 50% fat you'll be 100g lighter. All of these numbers are just very rough estimates depending on what kind of exercise you do and the general state of your body.

Note that you'll also lose lots of water and minerals during the exercise. But I am not counting this to the mass balance as you need to replenish those in order to be healthy. Also, gradually some muscles will form, so this will actually dodati weight.


Fuel Economy of the White Shark

When a shark - or any other animal - eats a meal, it is consuming energy in the form of the chemical bonds that hold together atoms in stable arrangements called molecules. During digestion, these food molecules are disentangled, broken-down into smaller ones, and most are absorbed through the intestinal walls. The absorbed food molecules then pass into the bloodstream, which delivers them to the cells of the body. In the mitochondria of body cells, these food molecules are broken down, atom-by-atom, to release the energy contained in them. This energy can then be used to build new molecules (growth) or to drive the chemical reactions which characterize living things: muscle contraction (locomotion), active transport (osmoregulation, nerve cell function), manufacture of cellular secretions (hormones, neurotransmitters), and so forth. These various energy transformations are not 100 percent efficient, so that heat and locked-up energy (entropy) are inescapable by-products. In addition, metabolic reactions in all sharks (as in most animals) requires the presence of electron-greedy oxygen to sunder and dispose of used-up atoms, liberating carbon dioxide as an additional waste product.

The overall metabolic rate of animals can be estimated in a number of ways. For example, metabolic rate can be estimated by recording the amount of food absorbed - or better yet, its caloric value - over time, measuring the rate of weight loss in an un-fed animal, the amount of heat or oxygen given off, or the amount of oxygen consumed. In practice, measuring oxygen consumption is usually the method of choice when estimating the metabolic rate of fishes. To facilitate comparison of the metabolic rate for fishes of various sizes, oxygen consumption is usually expressed as the amount of gas consumed per unit of body mass. The most meaningful metabolic rate estimates are made on animals during well-defined activity periods. For fishes, the two best defined activity states are 'resting' - when the fish is quiescent and not under obvious stress - and 'active' - when the fish is forced to swim at its fastest sustainable rate. The resting metabolic rate of an animal is known as its Basal Metabolic Rate (BMR). BMR is usually the minimal rate of energy expenditure necessary to maintain life processes. When BMR for a given animal is subtracted from its 'active' rate, the difference represents the amount of energy it can direct toward greater levels of activity. This value is known as its 'scope for activity'. The BMR has been measured for a few inactive species of sharks and the active metabolic rate for a few small species that adapt well to aquarium tanks. But the White Shark is a large, active species that does not adapt well to the stresses of capture and containment. Until relatively recently, no one had opportunity to make measurements that could be used to estimate the overall metabolic rate of a free-swimming Great White.

In late June 1979, a dead Fin Whale (Balaenoptera physalus) appeared floating some 25 miles (40 kilometres) off Montauk Point, New York. Fifty feet (15 metres) long and in an advanced state of decomposition. The whale carcass created a pungent, oily slick many miles long. The slick attracted thousands of frenetically shrieking petrels, which repeatedly skimmed the water surface to feed on floating fat globules, and at least five White Sharks. Blue Sharks (Prionace glauca), which are ordinarily quite abundant off Montauk during summer and often gather in prodigious numbers at floating carcasses, were conspicuously absent. Perhaps buoyed by the gases liberated by decomposition, the whale carcass floated high - some 4.25 feet (1.3 metres) out of the water - and large, cavernous holes were clearly visible along the water-line, suggesting that the White Sharks had been feeding on the carcass itself. A fisherman harpooned a White Shark as it swam near the carcass when examined by fisheries scientists, it measured 15 feet (4.6 metres) in length, 2,075 pounds (943 kilograms) in weight, and had 65 pounds (30 kilograms) of whale blubber in its stomach. Thus, the rotting whale carcass was definitely providing a rich banquet for attending White Sharks.

Word of this smelly feast soon reached Frank Carey and his colleagues, who quickly organized an expedition to study the White Sharks. Up to his untimely death in 1994, Carey was the pre-eminent investigator of endothermy in large pelagic fishes. It had long been suspected that the White Shark would eventually prove to be warm-bodied, like its close relatives. Carey had discovered and measured warm-bodiedness in the Shortfin Mako and Porbeagle back in 1966, and was very eager to demonstrate the same phenomenon in the White Shark. In anticipation of an opportunity to do so, Carey had prepared a thermistor 'harpoon' - sensor-equipped dart that could be plunged deep into a epaxial (upper back) muscle of a Great White and transmit the shark's location as well as simultaneous measurements of its swimming depth, body temperature, and surrounding water temperature. At long last, Carey had his chance.

Carey's experiment began on 1 July 1979. Chunks of meat were hung near the surface from the stern of a boat which was, in turn, tied to the whale carcass. A male White Shark, estimated to be 15 feet (4.6 metres) long, seized the bait and was struck with the thermistor dart as it turned away. The shark gave no reaction to being hit, circling around and taking a bite from the whale carcass. Over the next three-and-a-half days, Carey and his team tracked the shark, recording for the first time a Great White's swimming patterns and body temperature. Carey and his co-workers discovered that the swimming muscles of the White Shark are indeed warm, commonly 5.5 to 9 Fahrenheit (3 to 5 Celsius) above the water temperature. Because the red muscle of the White Shark lies in a band along the body cavity and close to the backbone, it is doubtful that Carey's team measured the maximum temperature of their specimen (later researchers have, in fact, measured White Shark body temperatures as much as 25 Fahrenheit [14 Celsius] above the ambient water temperature), but they were the first to demonstrate endothermy in this species.

The tagged White Shark's muscle temperature was not constant, however, but responded slowly to changes in water temperature. During the first 12 hours of the experiment, the water temperature registered by the thermistor decreased gradually, then sharply as the tagged shark made a series of dives into cold bottom water. These decreases in average water temperature resulted in a cooling of the shark's muscles. Changes in muscle temperature were slow and lagged behind changes in water temperature by several hours. The tagged White Shark thus did not appear to actively thermoregulate. Its muscle temperature changed slowly with water temperature and showed considerable thermal inertia. Since heat transfer by conduction is slow through such a large bulk of muscle, it is to be expected that muscle temperature would respond slowly to changes in water temperature. However, the results of Carey and his team's experiment strongly suggests that heat transfer from a White Shark's body to the surrounding water is greatly reduced by the rete mirable.

The White Shark tracked by Carey and his co-workers swam mostly within the well-defined thermocline (layer of water characterized by different temperature from that of water masses above or below it) that exists in the New York Bight area in summer. Depth telemetry indicated that the shark swam primarily between 30 and 60 feet (10 and 20 metres), in the cold water just above the upper surface of the thermocline. The fortuitous movement of the tagged White Shark from cold to warm water on 3 July allowed Carey and his co-workers to estimate its metabolic rate from the rate of change in its body temperature. At 21:00 hours, the thermistor indicated that the water temperature surrounding the shark increased abruptly from 58.5 to 62.1 Fahrenheit (14.7 to 16.7 Celsius). The thermistor indicated that, in response, the shark's muscle temperature increased from 64.5 to 68.0 Fahrenheit (18 to 20 Celsius) over a 17-hour period after entering the warmer water.

These temperature changes can be converted to metabolic rate as follows: if the animal were perfectly insulated, the production of metabolic heat would cause its temperature to rise the rate of temperature increase would be directly related to metabolism. The shark, of course, was not perfectly insulated, and thus its body temperature was the result of an dynamic equilibrium between heat production and heat loss. When the tagged White Shark swam into warm water, this equilibrium was upset. But, with time, the temperature gradient was re-established at a new and higher temperature. Since the water was at all times cooler than the shark's swimming muscles, the net warming of its body was caused by metabolic heat production. By estimating the amount of heat needed to raise the Great White's body temperature at the rate recorded by the thermistor - adding a factor for metabolic heat lost through the gills and not appearing as a temperature rise - allowed Carey and his co-workers to estimate the shark's metabolic rate per kilogram (2.2 pounds) of body mass at 0.2 Calories (kilocalories) per hour. This is equivalent to an oxygen consumption of 60 milligrams per kilogram per hour.

In comparison with the White Shark, we humans are energy hogs. An average, healthy 20-year-old man has a BMR of about 0.97 Calories per kilogram per hour, or about 286 milligrams of oxygen per kilogram per hour. Merely sitting comfortably at room-temperature, a person uses nearly 5 times as much energy per unit of body mass as a Great White actively swimming in a cold ocean. But we humans are fully warm-blooded mammals, with our entire circulatory system maintained at a uniform 98.6 Fahrenheit (37 Celsius), even if the environmental temperature fluctuates by 72 Fahrenheit (40 Celsius) or more. Since its heart and gill circulation operate at environmental temperatures White Shark is only partially warm-blooded (hence my referring to it as 'warm-bodied' rather than 'warm-blooded'). It is therefore more meaningful to compare the Great White's metabolic rate with that of other sharks.

Metabolic rate measurements are available for a few species of sharks, mostly small individuals in warm water. Theoretically, a small shark would be expected to have relatively higher metabolic rates than a large one, and sharks in warmer environments to have a faster metabolic rate than those in cooler waters. If the metabolic rate for a Spiny Dogfish is scaled for size and temperature, it comes to about 20 milligrams of oxygen per kilogram of body weight per hour. Thus, a 15-foot (4.6-metre) White Shark has a metabolic rate only about three times that of a scaled-up dogfish - much less than the ten times one would predict based on body temperature alone. Thus the White Shark burns its fuel very efficiently.

Which raises an interesting question: how often does a large White Shark need to eat? Carey and his co-workers estimate that, with a metabolic rate of 0.2 Calories per kilogram per hour, 65 pounds (30 kilograms) of whale blubber would provide enough energy to maintain a 15-foot (4.6-metre), 2,075-pound (943-kilogram) White Shark about six weeks. Since the procedure used by Carey et alii would actually over-estimate the shark's metabolic rate, a large White Shark that had consumed a comparable quantity of caloric energy may be able to go two months or more between meals. At an average cruising speed of 2 miles (3.2 kilometres) per hour, a Great White may swim more than 2,900 miles (4,600 kilometres) on a single meal. No matter how an individual animal slices its total energy pie, that's terrific fuel economy!

This estimate ignores the amount of metabolic effort that went into propelling the shark through the water, which may account for as much as 20% of the total for warm, active swimming muscles but considerably lower for most of the animal, as the vast majority of its muscle mass was undoubtedly colder and less active. In short: the amount of energy that the shark expended in swimming is probably insignificant compared to that expended toward maintaining the body at temperatures higher than the surrounding water. [Back to text]


For Further Reading

  1. ↑ Wikimedia Commons. (May 27, 2015). Incandescent Light Bulb [Online]. Available: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Incandescent_light_bulb_on_db.jpg#/media/File:Incandescent_light_bulb_on_db.jpg
  2. ↑ 2.02.12.22.3 The National Academies. (May 27, 2015). Izvori energije[Online]. Available: http://www.nap.edu/reports/energy/sources.html
  3. ↑ HyperPhysics. (May 27, 2015). Inelastic Collisions [Online]. Available: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/inecol2.html
  4. ↑ EIA. (May 27, 2015). Electricity Losses [Online]. Available: http://www.eia.gov/tools/faqs/faq.cfm?id=105&t=3
  5. Created internally by a member of the Energy Education team. Adapted from: http://www.fueleconomy.gov/feg/atv.shtml
  6. ↑ Consumer Energy Center. (May 27, 2015). Energy Losses in a Vehicle [Online]. Available: http://www.consumerenergycenter.org/transportation/consumer_tips/vehicle_energy_losses.html


Gledaj video: ČUDESNA VARNICA - PUT ŽIVOTNE ENERGIJE (Lipanj 2022).


Komentari:

  1. Roswalt

    Ne ometa me.

  2. JoJolrajas

    Kakve prikladne riječi... fenomenalno razmišljanje, izvrsno

  3. Vitilar

    I have been looking for a blog on a similar topic for a long time and finally found it. It’s surprising that I didn’t know about its existence before, because for a long time I was engaged in things of this kind. Of course, I was pleased with the availability of useful information for me personally, and I absolutely agree with all other people who left their comments on this blog. Convenient navigation, I think, also pleased many. I would like to stir up such a blog myself, but no time, so it is easier to use this blog. The blog administrator is great. Samo tako nastavi! Everything is super, I have great respect for people who create blogs on such topics!

  4. Macgregor

    damn, my pancake won't work! (

  5. Shat

    Mislim da nisi u pravu. Nudim da raspravljam o tome. Pišite mi u PM, razgovarat ćemo.



Napišite poruku