معلومة

طريقة إحصائية لوصف العلاقة بين كتلة الجسم ومعدل الأيض


هناك مجموعة بيانات تحتوي على كتلة الجسم ($ x $) ومعدل التمثيل الغذائي ($ y $) من العديد من الكائنات الحية المختلفة. من الشائع ملاءمة البيانات لنموذج النموذج $ y = ax ^ b $ وتقدير المعلمات $ a $ و $ b $ (انظر قانون Kleiber و The Metabolic theory of ecology). عند القيام بذلك ، من الشائع أيضًا تسجيل التحويل $ y $ و $ x $ وإنشاء سجل العلاقة الخطية ($ y $) = log ($ a $) + $ b $ log ($ x $) وتنفيذ الانحدار الخطي تحليل يعتمد على بيانات السجل المحولة. هل هذا الأسلوب أفضل من التقدير المباشر $ a $ و $ b $ بناءً على الانحدار غير الخطي لـ $ y = ax ^ b $ (لأن النتائج مختلفة)؟


اجابة قصيرة: نتائج الطريقتين (النموذج الخطي مقابل النموذج غير الخطي) غير متطابقة لأن العلاقة بين كتلة الجسم ومعدل الأيض الأساسي لا تتبع بشكل صارم قانون القوة.


في الواقع ، إذا كانت العلاقة بين متغيرين تتبع قانون القوة ، فيجب أن يوفر النهجان نتائج قابلة للمقارنة ، ولكن قد تنشأ اختلافات مهمة بسبب عدم مساواة جنسن. من أجل اختبار ما إذا كانت الاختلافات المبلغ عنها بين النهجين ترجع إلى عدم مساواة جنسن أو إلى بعض العوامل البيولوجية ، حصلت على بيانات من Kolokotrones et al. (2010) الذين أخذوهم بدورهم من McNab (2008). Kolokotrones وآخرون. قام (2010) بالتحقيق في مسألة ما إذا كان قانون القوة مناسبًا عن طريق إجراء الانحدار الخطي على البيانات المحولة بسجل ولكنهم لم يحاولوا ملاءمة البيانات مع الانحدار غير الخطي.

لقد قمت بتركيب نموذج غير خطي للشكل: $$ B = alpha M ^ b $$ ، حيث $ M $ كتلة الجسم (بالجرام) و $ B $ معدل الأيض الأساسي (بالواط) ، والذي أعطى المعاملين $ alpha = 0.005 $ و $ b = 0.87 $. لقد قمت أيضًا بتركيب نموذج خطي للنموذج: $$ log_ {10} (B) = blog_ {10} (M) + log_ {10} ( alpha) $$ والذي أعطى المعاملين $ alpha = -1.7 $ و $ ب = 0.72 دولار.

يبدو أن نتائج النهجين مختلفة بالفعل. أدناه أرسم نتائج النوبات. في المقياس الأصلي للمتغيرات ، نرى أن النموذج الخطي يفشل في التنبؤ بالملاحظات من الأنواع ذات الكتلة الكبيرة وأن النموذج غير الخطي يعمل بشكل أفضل في هذا الصدد (أعلى اليسار). ومع ذلك ، عندما ننظر إلى النموذجين بعد التحويل اللوغاريتمي ، من الواضح أن النموذج غير الخطي يفشل في التنبؤ بالعديد من الملاحظات من الأنواع ذات الكتلة المنخفضة (أعلى اليمين). بالنظر إلى بقايا النموذج غير الخطي ، نرى أن الأخطاء تتضاعف حيث يتزايد التباين في القيم المتبقية مع القيم المجهزة (المحولة بالسجل) (أسفل اليسار). يشير هذا إلى أن الملاءمة مع نموذج خطي على البيانات المحولة بالسجل أمر مضمون. ومع ذلك ، فإن مخطط بقايا النموذج الخطي فوق القيم المجهزة المحولة من خلال السجل (أسفل اليمين) يؤكد أن الافتراض الخطي قد تم انتهاكه. وبالتالي ، فإن أيًا من الطريقتين غير مناسبين لمجموعة البيانات هذه ، ويبدو أن المصطلح التربيعي الذي أضافه مؤلفو الورقة المذكورة في النموذج الخطي المجهز على المتغيرات التي تم تحويلها إلى السجل ، له ما يبرره من أجل حساب التحدب الملحوظ.

يمكننا أن نستنتج أنه بالنسبة لمجموعة البيانات هذه ، فإن نتائج نهج النموذج الخطي لا تتطابق مع نتائج نهج النموذج غير الخطي لأن البيانات لا تتبع قانون السلطة بدقة. بدلاً من ذلك ، يبدو أن الحيوانات الضخمة تتبع اتجاهًا مختلفًا مقارنة بالحيوانات الأصغر. Kolokotrones وآخرون. وجد (2010) أن ضبط درجة الحرارة أدى إلى تحسين التوافق الخطي ، بالإضافة إلى إدراج المصطلح التربيعي. النموذج الناتج كان:

$$ log_ {10} B = beta_0 + beta_1log_ {10} M + beta_2 (log_ {10} M) ^ 2 + frac { beta_T} {T} + epsilon $$
يمكن العثور على رمز R المستخدم لإنشاء نتائج هذه الإجابة جنبًا إلى جنب مع البيانات المستخدمة في مستودع git التالي في GitLab: https://gitlab.com/vkehayas-public/metabolic_scaling

مراجع
Kolokotrones، T.، Van Savage، Deeds، E.J، & Fontana، W. (2010). انحناء في التحجيم الأيضي. طبيعة سجية, 464: 7289 ، 753-756. https://doi.org/10.1038/nature08920
McNab ، ب. (2008). تحليل العوامل التي تؤثر على مستوى وقياس معدل الأيض الأساسي للثدييات. الكيمياء الحيوية المقارن وعلم وظائف الأعضاء الجزء أ: علم وظائف الأعضاء الجزيئي والتكامل, 151: 1 ، 5-28. https://doi.org/10.1016/j.cbpa.2008.05.008.


ما سيحدث أثناء تحويل السجل هو أنه سيتم ضغط التباين واسع النطاق الذي يحدث في نقاط البيانات ذات القيمة العالية. سيؤدي هذا في الواقع إلى إنتاج تقدير يجب أن يكون أكثر قوة تجاه القيم المتطرفة (لأنه سيتم ضغط انحرافها عن المتوسط).

إذا كانت البيانات منمذجة بشكل مثالي (أي أخطاء قليلة أو قليلة) ، فلا يجب أن يكون ذلك مهمًا.

مع ذلك ، لا أتوقع اختلافات كبيرة بين النهجين.


ربما يكون حجم الجسم هو الخاصية الأساسية للكائن الحي ويرتبط بالعديد من السمات البيولوجية ، بما في ذلك الوفرة. تمت دراسة العلاقة بين الوفرة وحجم الجسم على نطاق واسع في محاولة لتحديد شكل العلاقة وفهم العمليات التي تولدها. ومع ذلك ، فقد أعيق التقدم بسبب الحقيقة التي لا تحظى بالتقدير الكافي بأن هناك أربع علاقات متميزة ، ولكنها مترابطة ، بين الحجم والوفرة والتي غالبًا ما يتم الخلط بينها في الأدبيات. هنا ، نقوم بمراجعة هذه الأنماط الأربعة والتمييز بينها ، ومناقشة الروابط بينها. نحن نجادل بأن الفهم التركيبي للعلاقات بين الحجم والوفرة سينتج من تحليلات أكثر تفصيلاً للأنماط الفردية ومن دراسة متأنية لكيفية ولماذا ترتبط الأنماط.

نحن نستخدم ملفات تعريف الارتباط للمساعدة في تقديم وتحسين خدماتنا وتخصيص المحتوى والإعلانات. من خلال الاستمرار فإنك توافق على استخدام ملفات تعريف الارتباط .


طريقة إحصائية لوصف العلاقة بين كتلة الجسم ومعدل الأيض - علم الأحياء

يتم توفير جميع المقالات المنشورة بواسطة MDPI على الفور في جميع أنحاء العالم بموجب ترخيص وصول مفتوح. لا يلزم الحصول على إذن خاص لإعادة استخدام كل أو جزء من المقالة المنشورة بواسطة MDPI ، بما في ذلك الأشكال والجداول. بالنسبة للمقالات المنشورة بموجب ترخيص Creative Common CC BY ذي الوصول المفتوح ، يمكن إعادة استخدام أي جزء من المقالة دون إذن بشرط الاستشهاد بالمقال الأصلي بوضوح.

تمثل الأوراق الرئيسية أكثر الأبحاث تقدمًا مع إمكانات كبيرة للتأثير الكبير في هذا المجال. يتم تقديم الأوراق الرئيسية بناءً على دعوة فردية أو توصية من المحررين العلميين وتخضع لمراجعة الأقران قبل النشر.

يمكن أن تكون ورقة الميزات إما مقالة بحثية أصلية ، أو دراسة بحثية جديدة جوهرية غالبًا ما تتضمن العديد من التقنيات أو المناهج ، أو ورقة مراجعة شاملة مع تحديثات موجزة ودقيقة عن آخر التقدم في المجال الذي يراجع بشكل منهجي التطورات الأكثر إثارة في العلم. المؤلفات. يوفر هذا النوع من الأوراق نظرة عامة على الاتجاهات المستقبلية للبحث أو التطبيقات الممكنة.

تستند مقالات اختيار المحرر على توصيات المحررين العلميين لمجلات MDPI من جميع أنحاء العالم. يختار المحررون عددًا صغيرًا من المقالات المنشورة مؤخرًا في المجلة ويعتقدون أنها ستكون مثيرة للاهتمام بشكل خاص للمؤلفين أو مهمة في هذا المجال. الهدف هو تقديم لمحة سريعة عن بعض الأعمال الأكثر إثارة المنشورة في مجالات البحث المختلفة بالمجلة.


الطريقة الإحصائية لتوصيف العلاقة بين كتلة الجسم ومعدل الأيض - علم الأحياء

يتم توفير جميع المقالات المنشورة بواسطة MDPI على الفور في جميع أنحاء العالم بموجب ترخيص وصول مفتوح. لا يلزم الحصول على إذن خاص لإعادة استخدام كل أو جزء من المقالة المنشورة بواسطة MDPI ، بما في ذلك الأشكال والجداول. بالنسبة للمقالات المنشورة بموجب ترخيص Creative Common CC BY ذي الوصول المفتوح ، يمكن إعادة استخدام أي جزء من المقالة دون إذن بشرط الاستشهاد بالمقال الأصلي بوضوح.

تمثل الأوراق الرئيسية أكثر الأبحاث تقدمًا مع إمكانات كبيرة للتأثير الكبير في هذا المجال. يتم تقديم الأوراق الرئيسية بناءً على دعوة فردية أو توصية من المحررين العلميين وتخضع لمراجعة الأقران قبل النشر.

يمكن أن تكون ورقة الميزات إما مقالة بحثية أصلية ، أو دراسة بحثية جديدة جوهرية غالبًا ما تتضمن العديد من التقنيات أو المناهج ، أو ورقة مراجعة شاملة مع تحديثات موجزة ودقيقة عن آخر التقدم في المجال الذي يراجع بشكل منهجي التطورات الأكثر إثارة في العلم. المؤلفات. يوفر هذا النوع من الأوراق نظرة عامة على الاتجاهات المستقبلية للبحث أو التطبيقات الممكنة.

تستند مقالات اختيار المحرر على توصيات المحررين العلميين لمجلات MDPI من جميع أنحاء العالم. يختار المحررون عددًا صغيرًا من المقالات المنشورة مؤخرًا في المجلة ويعتقدون أنها ستكون مثيرة للاهتمام بشكل خاص للمؤلفين أو مهمة في هذا المجال. الهدف هو تقديم لمحة سريعة عن بعض الأعمال الأكثر إثارة المنشورة في مجالات البحث المختلفة بالمجلة.


نتائج

حددنا 25،241 فردًا تعرضوا لتشخيص T2D الحادث بين يناير 2004 وأكتوبر 2011 ، و 50،482 فردًا متطابقًا ليس لديهم تاريخ للإصابة بمرض السكري خلال نفس الإطار الزمني. تضمنت العينة النهائية 37356 فردًا لديهم مؤشر كتلة الجسم الأساسي 18.5 كجم / م 2 (12179 حالة و 25177 عنصر تحكم) بعد أن طبقنا معايير اختيار العينة (الشكل 1). يعرض الجدول 1 الخصائص الديموغرافية والسريرية للأفراد. بالمقارنة مع أفراد المجموعة الضابطة ، كان لدى أفراد الحالة قيم أساسية أعلى لمؤشر كتلة الجسم (يعني ± الانحراف المعياري: 35.4 ± 8.5 كجم / م 2 مقابل 29.4 ± 6.3 كجم / م 2 ، p & lt 0.01). كانت الحالات أكثر احتمالا لأن تكون أصغر سنا ، من الذكور ، ولديها استخدام أعلى لموارد الرعاية الصحية كما تم قياسها بالتكاليف خلال فترة ما قبل المؤشر البالغ 12 شهرًا مقارنة بالضوابط. كانت الحالات أيضًا أكثر عرضة للإصابة بأمراض مصاحبة تتعلق بمرض السكري و / أو السمنة واستخدام الأدوية المتعلقة بمرض السكري أو السمنة خلال فترة ما قبل المؤشر البالغ 12 شهرًا مقارنةً بالضوابط.

كما هو موضح في الصفوف الأربعة الأولى من الجدول 2 وفي اللوحة العلوية من الشكل 2 ، مقارنة بالأفراد ذوي مؤشر كتلة الجسم الطبيعي ، كان الأفراد الذين يعانون من زيادة الوزن أو السمنة أكثر عرضة للإصابة بـ T2D (OR [95٪ CI]: النطاق من 1.6 [1.5-1.8] للبالغين الذين يعانون من زيادة الوزن إلى 11.6 [10.5-12.8] للبالغين في فئة السمنة الثالثة ، جميع قيم p & lt 0.01). أظهرت المخاطر النسبية نمطًا مشابهًا: الخطر النسبي كان 1.5 (95٪ CI: 1.4-1.6) للبالغين الذين يعانون من زيادة الوزن ، 2.5 (2.3-2.6) للبالغين في فئة السمنة الأولى ، 3.6 (3.4-3.8) للبالغين في فئة السمنة II و 5.1 (4.7-5.5) للبالغين في فئة السمنة الثالثة (اللوحة السفلية من الشكل 2).

نسب الأرجحية والمخاطر النسبية لتشخيص T2D ، حسب فئات مؤشر كتلة الجسم. مصدر البيانات: السجلات الصحية الإلكترونية لنظام Geisinger الصحي ، كانون الثاني (يناير) 2004 - تشرين الأول (أكتوبر) 2011. تم تقدير نسب الأرجحية وفواصل الثقة 95٪ (CI) باستخدام الانحدار اللوجستي ، المعدل حسب الخصائص الديموغرافية والسريرية الأساسية. تم تقدير المخاطر النسبية باستخدام طريقة التنبؤات المعاد تدويرها وتم تقدير 95٪ من مجالات الموثوقية من عمليات تكرار التمهيد. فئات مؤشر كتلة الجسم: عادي: 18.5-24.9 كجم / م 2 زيادة الوزن: 25-29.9 كجم / م 2 فئة السمنة الأولى: 30-34.9 كجم / م 2 فئة السمنة الثانية: 35 - 39.9 كجم / م 2 فئة السمنة الثالثة: 40 كجم / م 2.

علاوة على ذلك ، وجدنا أن التغيير في حجم نسب الأرجحية من فئة مؤشر كتلة الجسم إلى الفئة التالية كان أكبر للأفراد في فئات مؤشر كتلة الجسم الأعلى من الأفراد في فئات مؤشر كتلة الجسم المنخفضة ، كما يتضح من الميل المتزايد للخطوط التي تربط نسب الأرجحية ، و بدرجة أقل ، الخطوط التي تربط المخاطر النسبية في الشكل 2. تشير هذه الأنماط من نسب الأرجحية والمخاطر النسبية إلى أن الأفراد في الفئات الأعلى لمؤشر كتلة الجسم كانوا أكثر عرضة للإصابة بـ T2D من الأفراد في فئات مؤشر كتلة الجسم المنخفضة (p & lt 0.05).

كما ارتبطت الخصائص الفردية الأخرى ، بصرف النظر عن مؤشر كتلة الجسم ، بشكل كبير بخطر تشخيص الإصابة بالـ T2D. الأفراد الذين تتراوح أعمارهم بين 45 و 64 عامًا (مقارنة بعمر 18-44 عامًا) ، وكانوا من السود أو من عرق آخر (مقارنةً بالبيض) ، أو مدخنين على الإطلاق (مقارنةً مع أبدًا) ارتبطوا بزيادة خطر تشخيص T2D. بالإضافة إلى ذلك ، كان الأفراد الذين عانوا من أمراض مصاحبة (أي أمراض قلبية مصاحبة ، أو حالة شديدة الالتهاب ، أو اكتئاب) أو الذين استخدموا الأدوية (الأدوية النفسية ، ومضادات الاكتئاب أو مزيلات القلق ، وأدوية فرط شحميات الدم ، ومضادات ضغط الدم) أكثر عرضة للتشخيص بمرض T2D من أولئك الذين لم يفعلوا ذلك. ، كما كان الحال مع الأفراد الذين تكبدوا تكاليف طبية أكثر في فترة ما قبل المؤشر. ومع ذلك ، لم تكن نسب الأرجحية للخصائص الفردية (باستثناء مؤشر كتلة الجسم) محور هذه الدراسة حيث تم تضمينها في الانحدار من أجل ضبط تأثير مؤشر كتلة الجسم.


خيارات الوصول

احصل على حق الوصول الكامل إلى دفتر اليومية لمدة عام واحد

جميع الأسعار أسعار صافي.
سيتم إضافة ضريبة القيمة المضافة في وقت لاحق عند الخروج.
سيتم الانتهاء من حساب الضريبة أثناء الخروج.

احصل على وصول محدود أو كامل للمقالات على ReadCube.

جميع الأسعار أسعار صافي.


مقدمة

في عام 1978 ، نشر كيس ورقتين كلاسيكيتين. درس أحدهما تطور معدلات النمو عبر مجموعات مختلفة من الفقاريات [1] وتكهن الآخر حول معدلات النمو ومعايير تاريخ الحياة الأخرى للديناصورات [2]. أداة تحليلية رئيسية في كلا البحثين هي الانحدار التفاضلي الذي يستخدم كتلة الجسم كمتغير مستقل ومعدل النمو الأقصى لكتلة الجسم كمتغير تابع. وجدت الحالة أن المجموعات المختلفة الموجودة لكل منها علاقة تحجيم خاصة بها لمعدل النمو الأقصى مع حجم الجسم ، وأن هذه المعلمات ترسم كخطوط مناسبة جيدًا على مقياس لوغاريتمي ، أي الحد الأقصى لمعدل النمو جيالأعلى = صباحا ب للثوابت أ و ب.

أدى إدراك أن نمو الديناصورات يمكن قياسه كميًا من أنسجة العظام [3] إلى مجموعة من العمل الذي سعى إلى إدخال هذه المدخلات الجديدة في تحليل الانحدار الخاص بـ Case.

استخدمت هذه الدراسات طرقًا تتبع نمطًا مشابهًا:

  1. استخدم أنسجة العظام لتقدير عمر وحجم عينات معينة من الديناصورات ، وبالتالي إنشاء مجموعة من نقاط بيانات كتلة الجسم والعمر لفئة معينة. بالنسبة للأنواع الموجودة ، يتم استخدام نقاط كتلة الجسم والعمر التجريبية.
  2. قم بملاءمة منحنى نمو حدودي لبيانات كتلة الجسم والعمر لكل نوع أو تصنيف.
  3. احسب معدل النمو الأقصى جيالأعلى وكتلة الجسم القصوى م (أو كتلة الجسم عند نقطة الحد الأقصى لمعدل النمو) من منحنى النمو للأنواع الفردية أو الأصناف.
  4. جمع ال جيالأعلى, م نقاط البيانات للأنواع أو الأصناف التي تنتمي إلى مجموعة تصنيفية. تقدير المعلمات أ و ب في المعادلة جيالأعلى = صباحاب عن طريق الانحدار الخطي على البيانات المحولة بسجل-سجل.
  5. ارسم ملف جيالأعلى خطوط الانحدار من العديد من المجموعات ، بما في ذلك كل من ماصات الحرارة و ectotherms على مقياس لوغاريتمي لوغاريتمي.
  6. تحديد حالة التمثيل الغذائي للديناصورات من خلال مقارنة جيالأعلى خط الانحدار لتلك المجموعات الموجودة ذات التمثيل الغذائي المعروف

في الدراسة الأصلية حسب الحالة ، تم تقديم الخطوات 1-5 للمجموعات الموجودة ، لأنه لم يتم تطوير التحليل النسيجي لنمو الديناصورات. بدلاً من ذلك ، افترض كيس أن الديناصورات اتبعت مسارات نمو الحرارة الخارجية ، وتكهن بنتائجها مطابقة قياس التباين الحراري للنمو الخارجي.

بعد ذلك ، أعاد إريكسون وزملاؤه تصنيف الخطوات من 1 إلى 5 في سلسلة من الأوراق [4-7] التي استخدمت التحليل النسيجي لنمو الديناصورات ، وبيانات عن الأنواع الموجودة من الحالة [1 ، 2] وكالدر [8] ، دون ذكر التمثيل الغذائي أو تنفيذ الخطوة 6. قام مؤلفون آخرون بدراسات مماثلة [9].

الأوراق الأولى التي تجادل مباشرة بأن استقلاب الديناصورات يمكن تحديده من خلال قياس التباين لمعدل النمو (الخطوة 6) [6،10،11] ، فعلت ذلك دون تقديم حجج لصالح الخطوة 6 بخلاف الاستشهادات للحالة [1 ، 2] و كالدر [8].

سعت مؤخرًا دراستان رئيسيتان أجراهما Werner و Griebeler [12] و Grady وزملاؤه [13] إلى إعادة النظر في تحليل Case-Erickson (الخطوات 1-6) ببيانات إضافية وحجج إحصائية ونظرية جديدة لصالح ارتباط بين أقصى نمو - قياس التباين واستقلاب الديناصورات.

درس العمل السابق بشكل نقدي المنهجية الإحصائية وإمكانية تكرار نتائج دراسات معدل نمو الديناصورات [14 ، 15]. تنطبق العديد من هذه الانتقادات مباشرة على أوراق إريكسون [4،7،10،11،16] ، والتي تبين في وقت لاحق أنها تحتوي في الغالب على نتائج معدل نمو غير صالحة أو غير قابلة للتكرار (الخطوات 1-2 أعلاه). بعض هذه القضايا ذات صلة بالعمل الأخير الذي قام به جرادي وآخرون. و Werner and Griebeler لأن هذه الدراسات الأحدث تشترك في بعض مجموعات بيانات الديناصورات مع أوراق إريكسون.

ومع ذلك ، فإن التركيز في العمل الذي أقدمه هنا ليس على مدخلات بيانات نمو الديناصورات ، بل على المزيد من الأسئلة الأساسية وثيقة الصلة بكل دراسة تقريبًا في هذا المجال تمتد على طول الطريق إلى الحالة: لماذا هي فكرة جيدة لتراجع معدل النمو الأقصى مقابل كتلة الجسم؟ ما الذي يمكن أن يخبرنا به هذا الانحدار عن التمثيل الغذائي؟

من أجل معالجة هذا ، من المهم أن نكون صريحين بشأن الفرضيات التي يتم فحصها. الخطوة الرئيسية التي يقوم عليها هذا العمل بأكمله هي الخطوة 6 ، تحديد التمثيل الغذائي من قياس التباين في معدل النمو. تضع الدراسات فرضيتين متميزتين حول كيفية ارتباط الحد الأقصى لمعدل النمو بعملية التمثيل الغذائي.

  1. H1. يتم تحديد التمثيل الغذائي لجميع أعضاء المجموعة التصنيفية بواسطة معلمات الانحدار أ و ب للمجموعة (من العلاقة التماثلية جيالأعلى = صباحاب ) ، بالمقارنة مع أ, ب للمجموعات ذات التمثيل الغذائي المعروف.
  2. H2. معدل الأيض الأساسي (BMR) يرتبط مباشرة بمعدل النمو الأقصى جيالأعلى بواسطة معادلة قياس التماثل BMR = αGالأعلىβ للثوابت α و β.

تم تقديم الفرضية H1 ضمنيًا في [10،11] دون أي حجج داعمة لصالحها بخلاف الإشارة إلى الحالة [1 ، 2] وكالدر [8] ، كما لو أن هذه المراجع قدمت أساسًا للفرضية. كما تم الاستشهاد بقوة بالحالة كمنشئ لهذا النهج في الدراسات الحديثة [12 ، 13].

لسوء الحظ ، الإشارات إلى Case غير مناسبة لأن أوراقه لم تجادل في صحة H1 - أو حتى تقترحها. وبدلاً من ذلك ، ركزت Case على الاستنتاج العام بأن الأيض الماص للحرارة مكن بعض الأنواع من تحقيق معدل نمو أعلى. جادل كيس في الاقتراح القائل بأنه عبر مجموعات تصنيفية واسعة ، يمكن أن يشير معدل الأيض إلى قياس التباين في معدل النمو. هذا ليس له أي تأثير على الافتراض المعاكس بأن قياس التباين في معدل النمو يعني التمثيل الغذائي. ومن المعروف أن مبدأ المنطق صف لا يعني ذلك فص قد يكون عكس الافتراض الصحيح إما صحيحًا أو خاطئًا ويجب تبريره بشكل منفصل.

بالإضافة إلى ذلك ، كان كيس متشككًا في وجود صلة وثيقة بين معدلات التمثيل الغذائي ومعدلات النمو ، مع ملاحظة:

على الرغم من أن الباحثين الأوائل مثل Brody (1945) و Kleiber (1961) افترضوا أن معدلات التمثيل الغذائي المنخفضة يجب أن ترتبط بمعدلات النمو المنخفضة ، إلا أن أساس هذا الافتراض ليس واضحًا بسهولة. لماذا ، في الواقع ، يجب أن يختلف معدل النمو ومعدل الأيض مع حجم الجسم بنفس المعدل تقريبًا؟ الجواب ليس واضحا على الإطلاق. [1]

بعد مناقشة الإيجابيات والسلبيات ، تلخص القضية [1]:

أستنتج أن معدل نمو الكائن الحي لا يتم تحديده فقط من خلال معدل الأيض ، على الرغم من أن الإنجاز التطوري للحرارة يبدو أنه أدى إلى رفع القيود الفسيولوجية على معدل النمو بما يكفي لإنتاج ما يقرب من عشرة أضعاف معدلات النمو الحراري.

بالإضافة إلى ذلك ، أجد أن انحدار الحالة الأصلي تم اختياره بشكل سيئ على أساس إحصائي أساسي ، ويرجع ذلك أساسًا إلى أن المتغير التابع يحتوي على المتغير المستقل كعامل صريح. نتيجة هذا الخلل في المنهجية هي المبالغة بشكل كبير في تجميع نقاط البيانات حول خطوط الانحدار وبالتالي القوة الناتجة للانحدار (على سبيل المثال ، عن طريق تضخيم ص 2). تخلق الطريقة الوهم بأن الانحدارات قد كشفت عن ظاهرة بيولوجية مهمة ، في حين أن النتيجة في الواقع تكون محددة مسبقًا بواسطة الرياضيات. أثبت أنه عندما يتم إجراء مثل هذه الانحدارات باستخدام متغيرات أكثر ملاءمة ، فإنها توفر في أفضل الأحوال دعمًا ضعيفًا لأي استنتاجات. تثير هذه المسألة تساؤلات حول الحكمة من استخدام طريقة الحالة.

يعتمد قياس معدل النمو على الانحدارات في معدل النمو وكتلة الجسم ، والتي تلخص الاتجاه المركزي للتباين عبر المجموعة - وبعبارة أخرى ، فهي تلتقط متوسط ​​السلوك على أحجام الجسم ومعدلات النمو في المجموعة. هذا يجعل H1 إشكالية للغاية من وجهة نظر الاستدلال البيولوجي أو الإحصائي. يشير الإحصائيون إلى هذه المشكلة على أنها "مغالطة بيئية": الاستنتاج الخاطئ القائل بأنه يمكن للمرء أن يستنتج الخصائص الفردية من المتوسطات على مستوى المجموعة. يتم التعرف على المغالطة البيئية على نطاق واسع كشكل غير صالح للاستدلال الإحصائي [17-19]. كل من معدل النمو والتمثيل الغذائي خصائص للأنواع الفردية. لماذا إذن ، يجب أن يعتمد التمثيل الغذائي للأنواع على متوسط ​​المجموعة (الانحدار) ، بدلاً من معدل نمو ذلك النوع؟

تعتبر الفرضية H1 إشكالية بنفس القدر من وجهة نظر بيولوجية. لا توجد آلية بيولوجية لعملية التمثيل الغذائي لعضو واحد في مجموعة تصنيفية للاعتماد على الأنواع الأخرى في المجموعة. إذا كانت معدلات النمو تحدد عملية التمثيل الغذائي ، فلماذا إذن يتحدد التمثيل الغذائي للثدييات بطيئة النمو من خلال الانحدار عبر أبناء عمومتها البعيدين والأسرع نموًا ، بدلاً من معدل نموها؟

القيد البيولوجي على H1 هو أن التمثيل الغذائي المشترك ، مثل أي سمة ، يمكن أن يأتي من مصدرين فقط: إما أن يتم تمريره من خلال الوراثة أو يتطور بشكل مستقل. يعتبر قياس التباين في معدل النمو بصراحة تباين معدلات النمو عبر الأنواع ذات كتلة الجسم المختلفة. أحدث سلف مشترك للمجموعة ، بحكم التعريف ، له معدل نمو واحد وحجم جسم واحد فقط. لا يمكن توقع قياس التباين للأنواع المشتقة لاحقًا من قبل سلف مشترك ، فهي صراحة سمة مشتقة.

تم استخدام تعريفات "الديناصور" و "الديناصور الدهر الوسيط" في الأوراق التي كتبها جرادي وآخرون. وبواسطة Werner و Griebeler هي إشكالية من وجهة نظر تطورية. نظرًا لأنها تمتد على حد سواء الديناصورات ornithischian و saurischian ، فإن أحدث سلف مشترك للمجموعة سيكون سلفًا أساسيًا مشتركًا لجميع الديناصورات ، على الأرجح في أوائل العصر الترياسي. من منظور بيولوجي ، فإن الحالة المشتركة الوحيدة بين أصناف الديناصورات التي تمت دراستها هي وراثة السمات من هذا السلف. لذلك في أحسن الأحوال ، يمكن أن يخبرنا هذا التمرين شيئًا عن الاتجاه المركزي للاختلاف عن ذلك السلف. تخبرنا هذه المعلومات فقط عن حالة التمثيل الغذائي للأصناف المدروسة ، وليس حالة أحفادها المشتقة للغاية.

كما هو موضح في مخطط cladogram المبسط للديناصورات في الشكل 1 ، والذي يُظهر الأصناف التي تمت تغطيتها في الأوراق بواسطة Grady et al. وبواسطة Werner and Griebeler (استنادًا إلى شجرة من جرادي وآخرون. مكملة بأعمار تقريبية) ، هناك مجموعتان أساسيتان خارج الديناصورات: التماسيح والتيروصورات. التماسيح موجودة في الوقت الحاضر وهي خارجة للحرارة. انقرضت التيروصورات مع الديناصورات في نهاية حقبة الدهر الوسيط ، ولكن يُنظر إليها على نطاق واسع على أنها ماصة للحرارة بسبب أنسجتها وعوامل أخرى [20 ، 21].

بيانات شجرة النشوء والتطور من جرادي وآخرون. [13] مع الأعمار التقريبية. استقلاب السلالة ملون حسب الأسطورة. تُظهر الرسوم البيانية الداخلية في الجزء العلوي بشكل تخطيطي عدة فرضيات حول استقلاب الديناصورات.

الطيور هي الأعضاء الوحيدون في كليد الديناصورات الذين نجوا حتى يومنا هذا ، وهم ماصون للحرارة. تقترح طريقة قوس النشوء والتطور الموجودة [22] على هذا الأساس أن ماص للحرارة قد يكون قاعديًا للديناصورات ، أو حتى قبل أحدث سلف مشترك للديناصورات والتيروصورات. ليس هذا دليلًا قاطعًا ولكنه أحد الاحتمالات ، كما هو موضح في الجزء العلوي من الشكل 1. وفي الواقع ، هناك اقتراحات بأن ماصة الحرارة هي حالة قاعدية للأركوصورات [23-26] وأن التماسيح لها حرارة ثانوية [26].

في المقابل ، استنتج Werner و Griebeler أن الديناصورات - بما في ذلك الأركيوبتركس (انظر المناقشة أدناه) - هي ectotherms ، مما يعني أن ماصة للحرارة تطورت في الكليد في مرحلة ما بعد أن تباعدت الطيور عن سلفها المشترك مع الأركيوبتركس. جرادي وآخرون. عقد أن جميع الديناصورات - بما في ذلك مرة أخرى الأركيوبتركس- لديهم نفس التمثيل الغذائي الذي يسمونه الميزوثرمي ، ومرة ​​أخرى بافتراض ضمنيًا أن ماص للحرارة نشأ داخل الكليد في مرحلة ما بعد-الأركيوبتركس ولكن قبل الطيور الحديثة. لم يتم تحديد الحالة الأيضية للطيور الطباشيري ، ولكن تشابهها البيئي والتصنيفي للطيور الحديثة يشير بقوة إلى أنها أيضًا ماصة للحرارة [27].

ومع ذلك ، هناك العديد من الاحتمالات الأخرى ، كما هو موضح في الجزء العلوي من الشكل 1. لا يوجد سبب بداهة للاعتقاد بأن جميع الديناصورات لديها نفس التمثيل الغذائي. في الواقع هناك دراسات وجدت التنوع الأيضي [28 ، 29]. يمكننا أن نستنتج أن سلف الأركوصور الشائع للديناصورات والتماسيح كان على الأرجح ماص للحرارة ونعلم أيضًا أن ماص للحرارة موجود داخل الكليد ديناصورولكن بصرف النظر عن ذلك ، كل شيء ممكن. قد تكون الفروع المختلفة لشجرة الديناصورات ماصة للحرارة أو ماصة للحرارة أو ربما شيء آخر. في الواقع ، تم اقتراح أن أكبر الديناصورات لديها عملية أيض تسمى "الحرارة العملاقة" ، أو الحرارة المتجانسة بالقصور الذاتي نظرًا لحجمها الشديد [29-32]. يوضح هذا عدم اليقين الكامن في افتراض أن 1 كجم الأركيوبتركس كان له نفس التمثيل الغذائي مثل 100000 كجم sauropod.

لا يزال الوضع أكثر تعقيدًا لأن الاستنتاج الذي يُطلب منا القيام به لا يتعلق مباشرة بالتمثيل الغذائي بل يتعلق بالصلة بين أقصى معدل للنمو والتمثيل الغذائي. يوضح التباين الواسع لمعدلات النمو داخل ماصات الحرارة أنه حتى لو كان H1 و H2 صحيحين ، فهناك تباين كبير في هذه العلاقة. من الواضح أن Sauropods ، أكبر الديناصورات ، طورت مسار نمو سمح لها بأن تصبح أكبر الحيوانات التي تمشي على الأرض. هل يمكن لهذا المسار الفريد أن يغير العلاقة بين النمو والتمثيل الغذائي؟ في ظل عدم وجود حجج على عكس ذلك ، يبدو الأمر صعبًا بداهة لاستبعاد ذلك.

تمتد كل مجموعة من المجموعات الباقية المستخدمة في هذه الدراسات على مجموعة من أحجام الجسم والمنافذ البيئية ، وتطورت كل مجموعة من سلف مشترك على مدى عشرات الملايين من السنين من الإشعاع التطوري والاشتقاق. إن التركيب التطوري للمجموعات الموجودة يكون شبيه بالحيوية في بعض الحالات ، ومتعدد في حالات أخرى. وكمثال على ذلك ، فإن الطيور التي تعيش في مرحلة ما قبل المجتمع والتي تعيش في مرحلة ما قبل المجتمع لا تتطابق مع مجموعات أو مجموعات تطورية - وقد تطورت هذه الصفات السلوكية بشكل مستقل عبر سلالات الطيور المتعددة [33]. في الواقع ، فإن الجانب السلوكي هو الذي يدفع النمو ، كما أشار Ricklefs [34]:

الأنواع المبكرة للمجتمع ، تلك التي تفقس بغطاء سميك ، قادرة على الحفاظ على درجة حرارة أجسامها وتغذي نفسها ، تنمو بمعدل ثلاث إلى أربع مرات أبطأ من صغار الأنواع التي تعتمد على والديها في الغذاء ودفء الجسم.

سيخبرنا الانحدار عبر المجموعات السلوكية ، في أحسن الأحوال ، شيئًا عن معدل النمو المرتبط بالسلوك المشترك و ليس مع النسب المشترك. لهذا السبب ، لا يمكننا افتراض أنه من المشروع مقارنة المجموعات القائمة على السلوك مع المجموعات القائمة على النسب. في الواقع ، إن وجود سمة سلوكية لها عامل من 3 × إلى 4 × تأثير على معدل النمو وليس على التمثيل الغذائي يمكن أن يربك أي علاقة مزعومة بين معدل النمو والتمثيل الغذائي.

يبدو أن السبب في أن H1 يركز على معاملات الانحدار بدلاً من معدلات النمو الفردية لا يعتمد على المبدأ ولكن بدلاً من ذلك على تشابك معدلات نمو الحرارة الداخلية الفردية مع تلك الخاصة بالأنواع الخارجية للحرارة ، وهو موضوع تمت مناقشته بمزيد من التفصيل أدناه.

أدرك Werner and Griebeler [12] على الأقل بعض مشكلات الفرضية H1:

بينما تشير المتوسطات (خطوط الانحدار) إلى فصل واضح ، فإن معدلات النمو الفردية تتداخل بين عدة أصناف ، حتى بين ماصات الحرارة و ectotherms (الشكلان 1 و 2). يشير هذا إلى أن تخصيص نوع ما إلى الحرارة الخارجية أو ماصات الحرارة بناءً على معدل نموه فقط غير ممكن وأنه من غير المناسب تطبيق مقاييس الحالة أو التباين لدينا على مستوى النوع الواحد.

تظهر اللوحة (أ) المناطق في (م, كيه سي) يُظهر المستوى (B) نفس المناطق عند التحويل إلى (م, عضو الكنيست). يتم تحويل المقياس إلى سجل ، وبالتالي يكون التحويل (سجل (م)، سجل(ك) + تسجيل (ج)) → (تسجيل (م)، سجل(م) + تسجيل (ك) + تسجيل (ج) انظر المعادلة (9).

على الرغم من صحة هذه الملاحظة ، إلا أن تطبيق الفرضية H1 على مستوى المجموعة لم يكن مناسبًا. لم يتم تقديم أي دعم لاستخدام أو صحة الانحدارات على مستوى المجموعة. حقيقة أن الاستنتاجات على مستوى المجموعة تتعارض مع الاستنتاج الذي يمكن للمرء أن يتوصل إليه على مستوى الأنواع الفردية هي سمة مميزة للمغالطة البيئية [17].

بينما يسعى H1 إلى إجراء مقارنات نوعية واسعة (أي ماص للحرارة مقابل خارج الحرارة) ، يبحث H2 عن علاقة كمية بين جيالأعلى و BMR. جرادي وآخرون. تقديم دليل أيضي مباشر على H1 و H2 من خلال تجميع البيانات عن BMR للعديد من الأنواع التي لديها أيضًا بيانات قياس معدل النمو الخاصة بها وعن طريق إجراء الانحدارات لإظهار الارتباط بين BMR و جيالأعلى. للأسف هذا النهج مرتبك من حقيقة أن BMR و جيالأعلى كلاهما يعتمد على كتلة الجسم م. عند إزالة عامل الخلط الزائف هذا ، يختفي تأثيره.

تنطبق مسألة المتوسطات أيضًا على H2. إذا تم تفسيره لتطبيق جيالأعلى على مستوى الأنواع الفردية ، ثم تظهر نفس المشكلة بالنسبة H1 ، والتنبؤ بالخطأ BMR للعديد من ماصات الحرارة و ectotherms. إذا كان من المفترض بدلاً من ذلك العمل فقط على الانحدارات على مستوى المجموعة لـ جيالأعلى، إذن المغالطة البيئية سارية المفعول.

كل من Werner و Griebeler و Grady et al. تقديم الحجج النظرية لدعم مواقفهم ، بالاعتماد على نظرية التمثيل الغذائي للبيئة (MTE) أو نظرية التحجيم الأيضي (MST). لسوء الحظ ، تتناقض أدلة تجريبية كبيرة مع MTE و MST ، خاصة فيما يتعلق بعالمية مقياس ¾-power ، والذي يعد جزءًا ضروريًا من الحجة لصالح الارتباط بين معدل النمو الأقصى والتمثيل الغذائي.

بالإضافة إلى تقديم الدعم لهذه الفرضية الأيضية ، تقدم الورقتان استنتاجات حول استقلاب الديناصورات بناءً على تحليلهما. لسوء الحظ ، فإنهم يتوصلون إلى استنتاجات غير متوافقة. استنتج Werner و Griebeler أن "معدلات نمو الديناصورات التي خضعت للدراسة تشير بوضوح إلى أن لديها معدل استقلاب خارج الحرارة وليس معدل استقلاب ماص للحرارة [12]" ، في حين أن Grady et al. استنتج أن الديناصورات لديها عملية أيض فريدة من نوعها ، والتي يسمونها "ميزوثرمي" ، وسيط بين ماص للحرارة و ectothermy [13].

أدرس أدناه كل من الحجج الإحصائية والبيولوجية المستخدمة من قبل Werner و Griebeler و Grady et al. دراسات لصالح H1 و H2. أجد أنه في كل حالة توجد حجج إحصائية أو بيولوجية قوية لدحضها.

تعتبر دراسات معدل النمو ذات أهمية جوهرية كبيرة فيما يتعلق بتفاصيل تطور الجنين ، ولكن لا يبدو أن الحجة والأدلة الحالية قادرة على إثبات أن قياس تباين معدل النمو لديه الكثير ليقوله عن عملية التمثيل الغذائي. على وجه الخصوص ، لا يمكننا استخدام حجج قياس معدل النمو التي تم تقديمها حتى الآن لتصنيف الديناصورات على أنها ماصة للحرارة أو خارج الحرارة.


نتائج

الاختلافات ما قبل الشتاء بين السنوات

اختلف متوسط ​​قيم كتلة الجسم للفئران المحاصرة في بداية الشتاء (في نوفمبر) اختلافًا كبيرًا بين السنوات المتتالية (F1,568 = 17.12, ص & lt 0.001 ، الجدول 1) ، وبعد احتساب تأثير السنة ، كانت أعلى بكثير في الذكور منها في الإناث (F1,568 = 8.41, ص = 0.004). وبالمثل ، كانت RMR قبل الشتاء مختلفة بشكل كبير بين السنوات (F1,525 = 8.53, ص = 0.004) ، لكن ليس cRMR (F1,524 = 2.62, ص = 0.11 ، الجدول 1). اختلفت PMR و cPMR بشكل كبير بين السنوات المتتالية (F1,553 = 15.37, ص & lt 0.001 و F.1,552 = 44.95, ص & lt 0.001 ، على التوالي ، الجدول 1). لم نجد فروقًا بين RMR و PMR للذكور والإناث (F1,525 = 1.93, ص = 0.17 و F.1,553 = 0.65, ص = 0.42 على التوالي). تميز الذكور بانخفاض ملحوظ في معدل الإنعاش القلبي الرئوي (F1,524 = 4.75, ص = 0.03) ، ولكن ليس cPMR (F1,552 = 0.45, ص = 0.51).

في جميع السنوات ، كان الارتباط بين كتلة الجسم و RMR قويًا جدًا وهامًا (r = 0.87 ، ص & lt 0.001). في المقابل ، كان الارتباط بين كتلة الجسم و PMR أضعف بكثير ، لكنه لا يزال مهمًا (r = 0.51 ، ص & lt 0.001). لم يكن الارتباط بين cRMR الفردي و cPMR مهمًا في نوفمبر من العام الأول والأخير (t = −1.43 ، ص = 0.08 و t = 1.40 ، ص = 0.08 ، على التوالي) ، لكنها كانت سالبة بشكل ملحوظ في نوفمبر من السنة الثانية (t = −3.34 ، ص = 0.001) وإيجابية بشكل ملحوظ في نوفمبر من السنة الثالثة (t = 2.86 ، ص = 0.002 ، الشكل 1).

RutdpxjPg "/>

العلاقة بين معدل الأيض RMR المصحح من كتلة الجسم (معدل الأيض أثناء الراحة) و PMR المصحح بواسطة كتلة الجسم (ذروة معدل الأيض) ، الذي تم قياسه في نوفمبر ، في سنوات الدراسة المتتالية. لم تكن الارتباطات مهمة في العامين الأول والأخير ، ولكنها كانت مهمة في العام الثاني (ص = 0.001) والسنة الثالثة (ص = 0.002).

RutdpxjPg "/>

العلاقة بين معدل الاستقلاب في حالة الراحة (معدل الأيض أثناء الراحة) المصحح من كتلة الجسم و PMR المصحح بواسطة كتلة الجسم (ذروة معدل الأيض) ، الذي تم قياسه في نوفمبر ، في سنوات الدراسة المتتالية. لم تكن الارتباطات مهمة في العامين الأول والأخير ، ولكنها كانت مهمة في العام الثاني (ص = 0.001) والسنة الثالثة (ص = 0.002).

الاختلافات الموسمية في عام 2008

كشفت تحليلاتنا أن الحيوانات في نفس العمر (عند الالتقاط الأول) ، ولكن ولدت في الربيع وأوائل الصيف (مارس-يوليو) ، كانت أكبر بكثير من تلك التي ولدت في أواخر الصيف والخريف (أغسطس-نوفمبر ، t = -12.7 ، ص & lt 0.001). علاوة على ذلك ، كانت التغيرات في كتلة الجسم الفردية مرتبطة عكسياً بكتلة الجسم الأولية (ر = −10.37 ، ص & lt 0.001) ، أي فئران أصغر (ولدت في وقت لاحق في الصيف) أظهرت ميلًا لزيادة كتلة الجسم ، في حين أن الأفراد الأكبر حجمًا (المولودون في الربيع / أوائل الصيف) قللوا من كتلة الجسم (الشكل 2 أ). في نوفمبر ، كانت الحيوانات التي ولدت في وقت مبكر أكبر من الحيوانات التي ولدت في وقت لاحق من العام (t = −4.80 ، ص & lt 0.001).

متوسط ​​التغيرات في كتلة الجسم الفردية و RMR الفردي (معدل الأيض أثناء الراحة) خلال فترات كل شهرين فيما يتعلق بكتلة الجسم الأولية. تشير الرموز المختلفة إلى وقت الميلاد.

متوسط ​​التغيرات في كتلة الجسم الفردية و RMR الفردي (معدل الأيض أثناء الراحة) خلال فترات كل شهرين فيما يتعلق بكتلة الجسم الأولية. رموز مختلفة تدل على وقت الميلاد.

اتبعت RMR و cRMR أنماطًا مماثلة لتلك الموصوفة لكتلة الجسم ، وكانت أعلى في الفئران المولودة في الربيع وأوائل الصيف ، ولكنها كانت أقل بشكل ملحوظ في الحيوانات التي ولدت في وقت لاحق من الموسم (t = -14.87 و t = -6.07 ، ص & lt 0.001 ، على التوالي لـ RMR و cRMR). التغييرات الفردية في RMR و cRMR المقاسة بين جلستين متتاليتين من الاصطياد كانت أيضًا مرتبطة سلبًا بكتلة الجسم الأولية (t = −5.88 ، ص & lt 0.001 ، الشكل 2 ب ، و t = −2.12 ، ص = 0.04 على التوالي). في نوفمبر ، لم تختلف cRMR بين الحيوانات التي ولدت في أوائل الصيف وأواخره (t = −0.81 ، ص = 0.42) ، ولكن RMR كانت أعلى في الحيوانات التي ولدت في وقت سابق ، على الأرجح لأنها كانت أكبر (أثقل) من الأفراد المولودين في وقت لاحق (t = −3.75 ، ص & lt 0.001).

لم نتمكن من الحصول على قياسات ناجحة لـ PMR خلال فصلي الربيع والصيف بسبب الأداء الضعيف للسباحة للفئران خلال هذين الفصلين. كانت فئران الربيع والصيف قادرة على السباحة في المتوسط ​​5.4 دقيقة فقط (SD = 2.8 دقيقة) ، بينما في الخريف كان معظم الأفراد قادرين على تحمل تجربة 10 دقائق كاملة (في المتوسط ​​9.75 دقيقة ، SD = 0.97 دقيقة). كانت الانخفاضات الناتجة عن السباحة في درجة حرارة الجسم المقاسة في الربيع / الصيف أكبر من تلك المسجلة في الخريف ، على الرغم من فترات السباحة المستمرة الأقصر (9.9 درجة مئوية مقابل 9.5 درجة مئوية. t = 3.84 ، ص & lt 0.001). تم تحليل هذه العلاقة باستخدام نموذج خطي مع الجنس كعامل ثابت (t = 3.50 ، ص & lt 0.001) والوقت المستمر للسباحة كمتغير مشترك مهم (t = 4.04 ، ص & lt 0.001).

لم تختلف PMR المصححة بكتلة الجسم (cPMR) التي تم قياسها في نوفمبر بين الحيوانات المولودة في مواسم مختلفة (t = −0.85 ، ص = 0.40) ، لكن PMR كان أعلى في الحيوانات التي ولدت في وقت سابق من العام (t = −3.60 ، ص & lt 0.001) ، نظرًا لارتفاع كتلة الجسم لدى هؤلاء الأفراد. لم نلاحظ أي تأثير كبير لكتلة الجسم الأولية على التغيير في PMR و cPMR.

البقاء الموسمي

تأثر بقاء الفأر بشكل معنوي خلال الصيف فقط بـ cRMR وشهر الميلاد (الجدول 2). لم يكن هناك تأثير كبير لكتلة الجسم. كان تأثير RMR على البقاء الصيفي للفئران هو نفسه تأثير cRMR (z = 2.73 ، ص = 0.006). الحيوانات التي ولدت في وقت لاحق من الموسم لديها احتمالية أعلى للبقاء على قيد الحياة (الجدول 2).

تأثير كتلة الجسم ومعدل الأيض أثناء الراحة (RMR) ووقت الولادة على بقاء الفئران بين ربيع وخريف 2008. ص - الأهمية محسوبة على أساس اختبار نسبة احتمالية السجل. الانحدار اللوجستي مع التوزيع ذي الحدين

سمة . معامل في الرياضيات او درجة . SE. ض. ص .
كتلة الجسم −1.313 1.869 −0.702 0.483
RMR 5.444 2.466 2.208 0.027
شهر الولادة 0.229 0.123 1.867 0.062
سمة . معامل في الرياضيات او درجة . SE. ض. ص .
كتلة الجسم −1.313 1.869 −0.702 0.483
RMR 5.444 2.466 2.208 0.027
شهر الولادة 0.229 0.123 1.867 0.062

تأثير كتلة الجسم ومعدل الأيض أثناء الراحة (RMR) ووقت الولادة على بقاء الفئران بين ربيع وخريف 2008. ص - الأهمية محسوبة على أساس اختبار نسبة احتمالية السجل.الانحدار اللوجستي مع التوزيع ذي الحدين

سمة . معامل في الرياضيات او درجة . SE. ض. ص .
كتلة الجسم −1.313 1.869 −0.702 0.483
RMR 5.444 2.466 2.208 0.027
شهر الولادة 0.229 0.123 1.867 0.062
سمة . معامل في الرياضيات او درجة . SE. ض. ص .
كتلة الجسم −1.313 1.869 −0.702 0.483
RMR 5.444 2.466 2.208 0.027
شهر الولادة 0.229 0.123 1.867 0.062

تأثر بقاء الفئران بشكل كبير خلال فصل الشتاء بكتلة الجسم ، و cRMR ، و cPMR ، وفترة الدراسة (أوائل الشتاء أو أواخره) ، ومتوسط ​​درجة الحرارة المحيطة ومتوسط ​​عمق الغطاء الثلجي ، مع تفاعل كبير بين كتلة الجسم وفترة الدراسة (الجدول 3). ارتبط احتمال البقاء عكسياً بكتلة الجسم وعمق الثلج ، ولكنه تأثر إيجابياً بارتفاع معدل تكرار الكريات الحبيبية (cRMR) وارتفاع معدل cPMR ودرجة الحرارة المحيطة (الجدول 3). كانت العلاقة بين البقاء على قيد الحياة و RMR سلبية (z = −3.42 ، ص & lt 0.001) ، ويرجع ذلك على الأرجح إلى الارتباط القوي بين RMR وكتلة الجسم. كان هناك أيضًا تفاعل كبير بين RMR وفترة الدراسة (z = 3.41 ، ص & lt 0.001). لم يؤثر PMR بشكل كبير على بقاء الفئران (z = 0.89 ، ص = 0.37).

تقديرات المعلمات النموذجية لتأثير كتلة الجسم ومعدلات التمثيل الغذائي المصححة لكتلة الجسم على بقاء فئران الجذر في الشتاء. الاختصارات: BM ، كتلة الجسم cRMR ، كتلة الجسم المصححة للراحة معدل الأيض cPMR ، ذروة معدل الأيض المصحح لكتلة الجسم ، فترة الدراسة ، بداية الشتاء أو أواخره ، متوسط ​​درجة الحرارة المحيطة ، الثلج ، متوسط ​​عمق الغطاء الثلجي ن، حجم العينة. تم الاحتفاظ بالمعلمات والتفاعلات المهمة فقط في النموذج النهائي. لهذا السبب ، لم يتم تقديم المصطلحات التربيعية للمعلمات المعنية ، على الرغم من اختبارها. رموز الأهمية: *** 0.0001 ، ** 0.01 * 0.05. الشتاء كله: تشرين الثاني (نوفمبر) - آذار (مارس) أوائل الشتاء: تشرين الثاني (نوفمبر) - كانون الثاني (يناير) أواخر الشتاء: شباط (فبراير) - آذار (مارس)

. بي ام . cRMR. cPMR. فترة الدراسة . فترة الدراسة BM ×. مؤقت . ثلج. ن .
شتاء كامل −15.85*** 4.85** 2.09* −10.72** 7.76*** 0.14*** −0.14*** 735
شتاء مبكر −3.48*** 0.21*** −0.23*** 571
أواخر الشتاء −0.97 8.88** −1.20*** −0.35*** 223
. بي ام . cRMR. cPMR. فترة الدراسة . فترة الدراسة BM ×. مؤقت . ثلج. ن .
شتاء كامل −15.85*** 4.85** 2.09* −10.72** 7.76*** 0.14*** −0.14*** 735
شتاء مبكر −3.48*** 0.21*** −0.23*** 571
أواخر الشتاء −0.97 8.88** −1.20*** −0.35*** 223

تقديرات المعلمات النموذجية لتأثير كتلة الجسم ومعدلات التمثيل الغذائي المصححة لكتلة الجسم على بقاء فئران الجذر في الشتاء. الاختصارات: BM ، كتلة الجسم cRMR ، كتلة الجسم المصححة للراحة معدل الأيض cPMR ، ذروة معدل الأيض المصحح لكتلة الجسم ، فترة الدراسة ، بداية الشتاء أو أواخره ، متوسط ​​درجة الحرارة المحيطة ، الثلج ، متوسط ​​عمق الغطاء الثلجي ن، حجم العينة. تم الاحتفاظ بالمعلمات والتفاعلات المهمة فقط في النموذج النهائي. لهذا السبب ، لم يتم تقديم المصطلحات التربيعية للمعلمات المعنية ، على الرغم من اختبارها. رموز الأهمية: *** 0.0001 ، ** 0.01 * 0.05. الشتاء كله: تشرين الثاني (نوفمبر) - آذار (مارس) أوائل الشتاء: تشرين الثاني (نوفمبر) - كانون الثاني (يناير) أواخر الشتاء: شباط (فبراير) - آذار (مارس)

. بي ام . cRMR. cPMR. فترة الدراسة . فترة الدراسة BM ×. مؤقت . ثلج. ن .
شتاء كامل −15.85*** 4.85** 2.09* −10.72** 7.76*** 0.14*** −0.14*** 735
شتاء مبكر −3.48*** 0.21*** −0.23*** 571
أواخر الشتاء −0.97 8.88** −1.20*** −0.35*** 223
. بي ام . cRMR. cPMR. فترة الدراسة . فترة الدراسة BM ×. مؤقت . ثلج. ن .
شتاء كامل −15.85*** 4.85** 2.09* −10.72** 7.76*** 0.14*** −0.14*** 735
شتاء مبكر −3.48*** 0.21*** −0.23*** 571
أواخر الشتاء −0.97 8.88** −1.20*** −0.35*** 223

ارتبط بقاء الفئران خلال أوائل الشتاء ارتباطًا عكسيًا بكتلة الجسم وعمق الثلج ، ولكن كان مرتبطًا بشكل إيجابي بدرجة الحرارة المحيطة (الجدول 3). من بين معدلات التمثيل الغذائي التي تم تحليلها ، كان RMR فقط مرتبطًا بشكل كبير (عكسيًا) بالبقاء خلال هذه الفترة (z = −2.36 ، ص = 0.02). تأثر احتمال البقاء على قيد الحياة خلال أواخر الشتاء بشكل إيجابي بواسطة cRMR ، ولكنه كان مرتبطًا عكسياً بدرجة الحرارة المحيطة وعمق الثلج (الجدول 3). كما أثر RMR بشكل إيجابي على احتمالية بقاء الفئران خلال أواخر الشتاء (z = 3.45 ، ص & lt 0.001).

أشار التحليل الذي تم إجراؤه على مجموعة البيانات الموسعة بما في ذلك جميع الأفراد الذين لديهم كتلة جسم معروفة إلى أهمية التفاعل بين كتلة الجسم وفترة الدراسة ، عندما تم تضمين كتلة الجسم كعامل تشريحي / فسيولوجي وحيد يؤثر على البقاء في الشتاء (z = 3.05 ، ص = 0.002, ن = 806). كانت المتغيرات المهمة الإضافية في هذا النموذج هي درجة الحرارة المحيطة وعمق الثلج (z = 4.92 ، ص & lt 0.001 و z = 6.63 ، ص & lt 0.001 على التوالي). كشفت تحليلات منفصلة خلال كل فترة دراسة عن تأثير سلبي لكتلة الجسم على البقاء في أوائل الشتاء (z = -3.60 ، ص & lt 0.001 ، ن = 571) ، ولكن تأثير إيجابي في وقت لاحق من الموسم (ض = 2.17 ، ص = 0.03, ن = 235). كان للمتغيرات المناخية تأثيرات مماثلة على البقاء في فصل الشتاء كما هو موضح في النماذج التي تضمنت معدلات التمثيل الغذائي. خلال أوائل الشتاء كان لارتفاع درجات الحرارة المحيطة تأثير إيجابي على بقاء الشتاء (z = 6.20 ، ص & lt 0.001) ، بينما كان هذا التأثير سالبًا في أواخر الشتاء (z = −4.25 ، ص & lt 0.001). ارتبط متوسط ​​عمق الغطاء الثلجي سلبًا ببقاء الشتاء في كلتا فترتي الشتاء (z = −4.80 ، ص & lt 0.001 ، و z = -5.12 ، ص & lt 0.001 على التوالي).

نظرًا لاختلاف الفئران التي ولدت مبكرًا وأواخر الصيف اختلافًا كبيرًا فيما يتعلق بكتلة الجسم (الشكل 1) ، يمكن أن يُعزى التأثير القوي لكتلة الجسم على البقاء إلى الشيخوخة ، وليس كتلة الجسم في حد ذاته. لاختبار ذلك ، قمنا بتحليل البيانات الخاصة بفصل الشتاء 2008/2009 (الموسم الوحيد الذي عرفنا فيه عمر الفئران الفردية) باستخدام النماذج المذكورة أعلاه ، ولكن أيضًا دمج العمر كعامل ثابت إضافي (مشفر كوقت الميلاد). أشار هذا التحليل إلى أن البقاء على قيد الحياة لم يتأثر بشكل كبير بالعمر في أوائل الشتاء أو أواخره (z = 0.21 ، ص = 0.83 و z = −0.38 ، ص = 0.71 على التوالي).


الطريقة الإحصائية لتوصيف العلاقة بين كتلة الجسم ومعدل الأيض - علم الأحياء

البند 2-2-1 من جدول الأعمال المؤقت

مشاورة الخبراء المشتركة بين منظمة الأغذية والزراعة ومنظمة الصحة العالمية وجامعة الأمم المتحدة بشأن
متطلبات الطاقة والبروتين

روما ، من 5 إلى 17 أكتوبر 1981

معدل الأيض الأساسي في الإنسان

ج. دورنين
جامعة جلاسكو
غلاسكو
اسكتلندا

حدد ميتشل (1962) معدل الأيض الأساسي (BMR) من حيث ، عند النظر إليه بدقة ، من شأنه أن يلقى قبولًا عامًا ، ولكن لها آثار لا يتم الحكم عليها بشكل كامل في كثير من الأحيان. & ldquo التمثيل الغذائي الأساسي للحيوان هو الحد الأدنى من معدل إنفاق الطاقة المتوافق مع الحياة. & rdquo يمثل تعريفه وجهة النظر الشائعة القائلة بأن التمثيل الغذائي الأساسي يعكس خاصية بيولوجية أساسية للفرد أو النوع وأنه إذا تمكنا من قياسها بدقة فنحن في حوزتنا من المعلومات ذات الأهمية. نظرًا لأن التمثيل الغذائي الأساسي قد يشير إلى خاصية جوهرية للكائن الحي ، فهذا رأي له ما يبرره من الناحية النظرية. ما إذا كانت المعلومات حول BMR ذات قيمة عملية في سياق حساب متطلبات الطاقة للفرد أو للسكان هي مسألة معقدة والغرض من هذه المقالة هو فحص الجوانب المختلفة لهذه المشكلة بشكل نقدي.

أحد العوامل التي قد يكون لها عواقب كبيرة هو تقلبية بين الأفراد المتشابهين على ما يبدو والذين يتوقع أن يكون لديهم معدلات استقلاب موحدة. إذا كان هذا التباين غير متسق بشكل ملحوظ ، فقد تكون هناك صعوبة كبيرة في استخدام BMR كنقطة مرجعية للفرد ما لم يتم قياس هذا الفرد بشكل منفصل ، فهذا غير مرغوب فيه عادة ، لأن الغرض من مجموعة من الجداول المرجعية هو جعل أي قياس غير ضروري. وأيضًا في حالة محاولة قياس معدل الأيض الأساسي ، فهناك صعوبات فنية كبيرة مرتبطة به.

بقدر ما يتعلق الأمر بمجموعات الأفراد ، في حين أن التباين الفردي ليس مهمًا بحد ذاته في تقييم متوسط ​​معدل الأيض الأساسي للسكان ، فإنه يشكل جزءًا من الخطأ المرتبط بالبيانات المنشورة سابقًا ، بالإضافة إلى مصادر الخطأ الأخرى ، يفترض أهمية . تم التعبير عن المعضلة بشكل جيد من قبل ميتشل: المناقشة النقدية للمعرفة المتاحة تنطوي حتما على تقييم الأساليب فضلا عن نتائج البحث. يمكن حل هذه الصعوبة إما عن طريق تجاهل التحقيقات ذات الدقة أو الجدارة العلمية المشكوك فيها ، أو من خلال مناقشة هذه التحقيقات مع التحفظات المناسبة. الأدبيات في مجال التمثيل الغذائي الأساسي في حالة معرفية لا لبس فيها إلا جزئيًا ، وبينما يمكن قبول العديد من الدراسات المنشورة حول هذا الموضوع مع القليل من التحفظات أو بدون تحفظات ، فهي ليست كافية في النطاق للسماح باستخلاص استنتاجات غير مشروطة. لذلك يجب الاعتماد على البيانات التي قد يكون لدى المراجع بعض التحفظات بشأنها ، ومن الضروري أداء الواجب المؤلم المتمثل في الإشارة إلى عناصر محددة في عمل منشور فيما يتعلق بالتحقيق الذي يكون عرضة للخطر ، مثل الضوابط غير المناسبة ، وعدم كفاية معايرة المعدات والفشل في تقييم حجم الخطأ التجريبي والاستخدام غير الدقيق للتحليلات الإحصائية. ومع ذلك ، حتى التحليلات الإحصائية الصحيحة لن تعوض عن التجريب غير الصحيح. من المناسب في كثير من الأبحاث التغذوية على أعداد كبيرة من السكان أن نتذكر مقولة الإحصائي المتميز R.A. Fisher - & ldquoa فهم نظيف للإجراءات الإحصائية البسيطة والموحدة (هو) فقط وسيلة لتحقيق غاية أكثر أهمية و hellip & hellip لتلبية متطلبات التصميم التجريبي السليم والمعقول ، ولتوفير آلية للتفسير الواضح. & rdquo

يمكن اعتبار التمثيل الغذائي النظري الأساسي ظاهرة بيولوجية أساسية. ومع ذلك ، فإن ظروف الحياة الواقعية التي يتم من خلالها قياس معدل الأيض الأساسي ينتج عنه & lsquoresting rate & rsquo ليس حد أدنى ثابت من التمثيل الغذائي الذي تعتمد عليه الحياة. لا يكون الحد الأدنى لمعدل إنفاق الطاقة في أي وقت في الحيوان هو نفسه دائمًا ويعتمد على أشياء مثل الحالة الغذائية السابقة ، وغياب المرض أو العدوى ، ودرجة حرارة الجسم ، ومرحلة الدورة الشهرية لدى الأنثى ، و درجة اليقظة. قد يؤثر تأثير هذه المتغيرات بشكل خطير على التوحيد الظاهر الذي يعتقد أنه يتم تحقيقه من خلال التحكم الدقيق في العوامل الأخرى المعروفة جيدًا للغذاء ، والنشاط العضلي ، والبيئة ، وما إلى ذلك. والنتائج هي كما يلي: -

الشروط التي يجب فرضها (في الغالب مأخوذة من بنديكت ، 1938) من أجل قياس و lsquoideal & rsquo التمثيل الغذائي الأساسي في الإنسان

غياب النشاط العضلي الإجمالي - أو على أمل الحصول على استرخاء عضلي كامل. من المعروف جيدًا للعاملين في هذا المجال من البحث أن ضمان هذه الحالة في فرد غير معتاد على مثل هذا القياس ليس بالأمر السهل وأن نجاحه يصعب قياسه بدون قياسات في مناسبات متكررة ، كما هو الحال في الرواية الكلاسيكية لبيكورث (1927) و المحاولات الأخيرة على مدى سنوات عديدة في مختبرنا الخاص تظهر بوضوح. يجب أيضًا تقليل النشاط العضلي قبل تحديد معدل الأيض الأساسي إلى الحد الأدنى. فترة راحة لا تقل عن 20 & ndash30 دقيقة. يجب أن يتم فرضها على الفور قبل إجراء القياس.

ال حالة ما بعد الامتصاص ضروري ، والذي يتم تفسيره عادةً على أنه 12 ساعة أو نحو ذلك بعد الوجبة الأخيرة.

الحياد الحراري هو عامل آخر يعتمد على درجة حرارة المناخ المعتادة والملابس بالإضافة إلى درجة حرارة المختبر المطلقة. في المناخات الحارة ، حقيقة أن بعض المختبرات مكيفة الهواء في حين أن هذا قد لا يكون الموطن الطبيعي للشخص الذي يتم قياسه قد يؤثر أيضًا على النتائج.

يجب أن يكون الاضطراب العاطفي في حده الأدنى. في حين أن العديد من الدراسات الكلاسيكية أظهرت بوضوح أنه لا يوجد ارتفاع كبير أو ، على الأكثر ، فقط زيادة طفيفة جدًا في معدل الأيض عندما يُطلب من موضوع مسترخٍ ومسترخي أداء مهام عقلية معقدة (Benedict & amp Benedict، 1933 Benedict & amp Carpenter، 1909 Chlopin، Jakowenko & amp Wolschinsky، 1927 Rosenblum، 1932) ، هناك بعض الأدلة التي تثبت أن الاضطراب العاطفي ، وخاصة القلق ، قد يؤدي إلى ارتفاع معدل الأيض الأساسي من 15 & ndash40٪ (Young & amp Donaldson ، 1946).

درجة ال اليقظة قد يمارس تأثيرًا متغيرًا على معدل الأيض الأساسي ، وغالبًا ما يكون من الصعب تقييمه. تشير أي حالة واعية إلى درجة معينة من التوتر العضلي والتي ستكون ، إلى حد ما ، خاصية فردية على الرغم من أن Du Bois (1930 & ndash31) قد اقترح أن بعض الأجناس قد تكون قادرة على الاسترخاء أسهل من غيرها.

سيؤدي النوم إلى خفض معدل الأيض الأساسي ، مرة أخرى إلى مقدار متغير في أفراد مختلفين ولكن ربما يكون المتوسط ​​حوالي 10٪. يبدو أن هذا صحيح حتى في الآسيويين ، الذين من المفترض أن يكون لديهم معدلات استقلاب أقل من تلك الموجودة في الأجناس الغربية (Mason & amp Benedict ، 1934). ومع ذلك ، على الرغم من أن معدل الأيض الأساسي يبدو أنه ينخفض ​​بسبب النوم ، فإن متوسط ​​معدل الأيض أثناء النوم لن يكون بالضرورة أقل من معدل الأيض الأساسي. تحدث هذه المفارقة الواضحة لأن معدل الأيض خلال الساعات القليلة الأولى من النوم قد يكون أعلى بقليل من معدل الأيض الأساسي بسبب تأثير الوجبة السابقة وعوامل أخرى ، ومن المحتمل أن يؤدي الانخفاض إلى ما دون معدل الاستقلاب الأساسي الذي يحدث لاحقًا إلى متوسط ​​أثناء فترة النوم الكاملة لمعدل التمثيل الغذائي والتي ، بشكل عام ، تقترب من معدل الاستقلاب الأساسي.

ال مرحلة الدورة الجنسية الأنثوية يبدو أنه يؤدي إلى أن معدل الأيض الأساسي يكون في أدنى مستوياته أثناء الحيض وأعلى مستوى قبل الحيض مباشرة (ميتشل ، 1962). لذلك يجب تجنب هذه الفترات عند قياس معدل الأيض الأساسي.

الغرض من فرض شروط تجريبية موحدة. الشروط التجريبية المنصوص عليها أعلاه مطلوبة ليس لتأمين الحد الأدنى من مستويات التمثيل الغذائي ولكن أكثر لضمان أن قياسات BMR التي يتم إجراؤها في المختبرات المختلفة قابلة للمقارنة. تسمح هذه الشروط القابلة للتحديد والمقارنة ، من الناحية النظرية على الأقل ، بالقدرة على التقييم كعوامل مستقلة مثل المتغيرات مثل الجنس والعمر وتكوين الجسم والمجموعة العرقية والمناخ وما إلى ذلك. في الممارسة العملية ، هناك صعوبات في القدرة على القيام بذلك بشكل كامل. الثقة. هذا هو في المقام الأول انعكاس لأنواع مختلفة من الأفراد الذين ربما تم قياسهم ، والطريقة التي تم بها إجراء القياسات. يعتمد ذلك على أعداد وأعمار وجنس الأشخاص الذين تمت دراستهم ، وتجانسهم والتنوع بين الأفراد وداخلهم ، والمنهجية الخاصة المستخدمة (مقياس التنفس Benedict-Roth ، Douglas Bag ، القناع أو قطعة الفم ، نظام التدفق المستمر ، الطريقة لتحليل الغاز ، إلخ). سيتم ذكر النتائج الكمية لكل هذه التأثيرات في مراحل مختلفة من هذه المقالة ، ولكن قد يكون من الجدير بالذكر هنا وصفًا موجزًا ​​ومناقشة الجوانب المختلفة للمنهجية.

جهاز لقياس معدل الأيض الأساسي. لم تكن هناك تحسينات جذرية منذ أن وصف كاربنتر هذه التقنية في عام 1915 (راجع Durnin & amp Passmore ، 1967). يظل أساس قياس معدل الأيض الأساسي هو القياس الحراري غير المباشر لاستهلاك الأكسجين وتحويله إلى وحدات طاقة يتم التعبير عنها عادةً كـ kJ (kcal سابقًا) لكل وحدة من حجم الجسم. قد يكون وصفًا موجزًا ​​للمبادئ التي يقوم عليها قياس معدل التمثيل الغذائي ومزايا وعيوب العناصر المختلفة للجهاز الضروري مفيدًا في توضيح بعض المشكلات في التقييم المناسب لصحة البيانات التجريبية وتنوعها.

قياس السعرات الحرارية في الإنسان ، كما يوحي اسمه ، هو قياس الحرارة المنبعثة من جسم الإنسان. على الرغم من أن جزءًا من إجمالي الطاقة التي ينتجها الجسم عن طريق الأكسدة الكيميائية للعناصر الغذائية العضوية ، يتم استخدامه في الأعمال الميكانيكية (كمية صغيرة في الظروف القاعدية لعمل القلب وعضلات الجهاز التنفسي وما إلى ذلك وكمية أكبر بكثير في النشاط البدني لتقلص عضلات الهيكل العظمي) تنبعث كل هذه الطاقة في النهاية على شكل حرارة. يمكن قياس هذا 1) مباشرة من خلال وضع الفرد داخل مسعر مُصمم خصيصًا ، وتم تنفيذ الكثير من الأعمال الكلاسيكية والأساسية حول استقلاب الطاقة بهذه الطريقة ، ولا سيما الدراسات الممتازة والمتميزة لـ Atwater & amp Benedict (1899). لم يتسبب استخدام هذه التقنية مع جهاز قياس المسعر المصمم بشكل صحيح في حدوث خطأ ملموس في القياس الفعلي ، ولكن هناك عيوبًا كبيرة. أولاً ، يستغرق إنشاء الجهاز وتشغيله وقتًا طويلاً ومكلفًا وقد تم إجراء عدد قليل جدًا من هذه الأدوات على الإطلاق ثانيًا ، يجب إجراء القياس خلال فترة عدة ساعات ، بسبب الحجم الكبير للجهاز والتأخير الزمني بين التغيرات في المحتوى الحراري داخل غرفة المسعر الناجم عن وجود الإنسان وقياسها. من الواضح ، حتى في أفضل الأحوال ، أن هذه ليست طريقة لقياس أعداد كبيرة من الأفراد.

في الماضي القريب ، تمت إزالة بعض هذه العيوب عن طريق استخدام المسعرات ذات الطبقة المتدرجة (Benzinger، Huebscher، Minard & amp Kitzinger، 1958 Jequier، Pittet & amp Gygax، 1978). من المفترض أن يكون لهذه المسعرات فترة قصيرة من القصور الذاتي الحراري ووقت استجابة سريع ، ولكن من الناحية العملية ، غالبًا ما تكون هناك حاجة إلى أكثر من ساعة واحدة لتحقيق التوازن الحراري والعيوب الأساسية للتكلفة الكبيرة والصيانة وعدم ملاءمة الاستخدام على أعداد كبيرة يبقى من الأفراد.

2) لا تزال الطريقة المستخدمة بشكل شائع لتقدير معدل الأيض الأساسي هي ما يسمى المسعر غير المباشر قياس استهلاك الأوكسجين للفرد ، عادة خلال فترة تتراوح من 10 إلى 30 دقيقة. لا يزال تبرير هذه التقنية يعتمد إلى حد كبير على النتائج التي حصل عليها أتواتر وزملاؤه في مقياس التنفس الكبير. كانت هذه الغرفة جيدة بما يكفي للسماح للرجل بالبقاء فيها لعدة أيام تم خلالها قياس ناتج الحرارة وتبادل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون في وقت واحد. في التجارب التي وصفها Atwater & amp Benedict (1899) التي استمرت 40 يومًا على 3 رجال يتناولون وجبات مختلطة ، كان متوسط ​​إنفاق الطاقة المحسوب بالطريقة المباشرة 11.37 ميجا جول (2717 كيلو كالوري) وبالقياس غير المباشر كان 11.39 ميجا جول (2723 كيلو كالوري) ، أي بفارق 0.2 في المئة. (نقدًا ممتازًا للأسس النظرية لقياس المسعرات المباشرة وغير المباشرة قدمه بلاكستر ، 1971).

ومع ذلك ، لقياس معدلات استهلاك الأكسجين ، ليس من الضروري وضع الفرد داخل غرفة التنفس. من خلال جعله يتنفس ويخرج من خلال الصمامات الشهية والزفير وقياس حجم وتركيب الهواء الملهم والمنتهي الصلاحية ، ثم يمكن حساب امتصاص الأكسجين ومخرجات ثاني أكسيد الكربون في الجسم. الاختلاف الأساسي الوحيد من الناحية النظرية بين قياس التبادل التنفسي هذا وبين إجمالي تبادل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون في الجسم يتعلق بامتصاص الأكسجين وإفراز ثاني أكسيد الكربون عبر الجلد ، والذي من الواضح أنه لن تتم مراقبته من خلال تحليل الهواء الملهم والمنتهي الصلاحية. من المعروف أن هذه الغازات قادرة على المرور عبر حاجز الجلد ، ولكن يبدو واضحًا من مراجعة شاملة (فيتزجيرالد ، 1957) أن كمية التنفس الكلي التي تحدث من خلال سطح الجلد لا تذكر ، على حد تعبير المؤلف ، في الأفراد العاديين. و rdquo

لحساب استهلاك الأكسجين وإنتاج ثاني أكسيد الكربون لدى الفرد ، ليس من الضروري تحليل الهواء الملهم فعليًا.نظرًا لأن محتوى الأكسجين وثاني أكسيد الكربون في الهواء الملهم يظل ثابتًا في مجموعة متنوعة من البيئات ومعروف بمستويات عالية من الدقة ، فكل ما هو مطلوب لحساب استهلاك الأكسجين وإنتاج ثاني أكسيد الكربون هو قياس حجم منتهية الصلاحية الهواء وتحليل محتواه الغازي.

تم وضع طرق لجمع وقياس وتحليل الهواء منتهي الصلاحية منذ أكثر من 60 عامًا. لا يزالون يشكلون إحدى التقنيات الأولية في جميع مختبرات علم وظائف الأعضاء البشرية تقريبًا. ومع ذلك ، فهي ليست بسيطة وتتطلب إشرافًا مستمرًا ومعايرة كثيرة للمعدات. تتسرب الغازات بسهولة من جهاز لا يتم صيانته جيدًا. يجب اختبار الصمامات والصنابير وجميع الوصلات بانتظام للتأكد من أنها محكمة الإغلاق. تتطلب عدادات الغاز معايرة على فترات منتظمة ، ووفقًا لخبرتنا ، فإن عوامل المعايرة التي توفرها الشركات المصنعة للأجهزة الجديدة غالبًا ما تكون غير دقيقة.

على الرغم من أنه ربما لا يكون إدانة شاملة مبررة تمامًا ، إلا أنه يبدو من قسم & lsquoMethods & rsquo في بعض الأعمال المنشورة أن الرعاية التي يتم التعامل بها مع الأدوات في المختبرات الغذائية التي تعمل في قياسات إنفاق الطاقة البشرية ليست دائمًا من العيار العالي نسبيًا الذي سيكون متوقع في معظم المختبرات الفسيولوجية أو البيوكيميائية. هذا يضيف إلى صعوبة تقييم صحة بعض البيانات وفي الاستنتاجات العامة التي يمكن استخلاصها حول معدلات التمثيل الغذائي القاعدية.

وصف للمبادئ التي يمكن على أساسها اشتقاق ناتج الحرارة (بالكيلو جول لكل وحدة زمنية - أو كيلو كالوري) من استهلاك الأكسجين غير مطلوب هنا. تم تقديم شرح بسيط قصير في Durnin & amp Passmore (1967). يكفي أن نلاحظ أنه على الرغم من أنه ، لسنوات عديدة ، كان من الضروري قياس كل من استهلاك الأكسجين وإنتاج ثاني أكسيد الكربون من أجل الحصول على حاصل التنفس (RQ) ، حيث أن الورقة النظرية التي نشرها Weir (1949) لديها أصبح مكانًا شائعًا لقياس الحجم الإجمالي للهواء المنتهي الصلاحية وهوائه محتوى الأكسجين فقط بدلاً من قياس محتوى ثاني أكسيد الكربون أيضًا. كان R.Q ، وهو نسبة حجم ثاني أكسيد الكربون المفرز إلى حجم الأكسجين المستهلك ، ضروريًا لأن كل لتر من الأكسجين يستهلكه الجسم يمثل كمية مختلفة قليلاً من الطاقة اعتمادًا على قيمة R.Q. - تختلف من 21.12 كيلو جول (5.047 كيلو كالوري) عند R.Q. من 1.000 عندما يتم حرق الكربوهيدرات فقط ، إلى 19.61 كيلو جول (4.686 كيلو كالوري) عند R.Q. من 0.707 عندما تتأكسد الدهون فقط كمصدر للطاقة للجسم. أظهر وير أن R.Q. بدا وكأنه معلومة غير ضرورية. ومع ذلك ، فإن قياس استهلاك الأكسجين خلال فترات قصيرة فقط 10 & ndash15 دقيقة. أو نحو ذلك - والتي ربما تكون الممارسة المعتادة - لم يتم التحقق من صحتها مقابل القياسات المباشرة لخرج الحرارة. تم ذكر بعض التجارب غير المكتملة من قبل Durnin (1978 أ) حيث تم إجراء هذه المقارنات في مقياس مسعر طبقة التدرج ، وتم العثور على اختلافات بنسبة 14 ٪ في عدة مناسبات بين مجموعتي القياسات. أيضًا ، قد يوجد أحد مصادر الخطأ في حساب إنفاق الطاقة من استهلاك الأكسجين في استخدام كل من R.Q الكلاسيكي. طريقة Zuntz & amp Schumburg (1901) أو طريقة Weir (1949). في كلتا طريقتي الحساب هاتين ، إذا حدث فرط التنفس - وهو ما قد لا يكون غير شائع في القياسات المختصرة لاستهلاك الأكسجين على الأشخاص غير المدربين - و R.Q. أكبر من 1.00 وقد تكون النتيجة مبالغة في تقدير إنفاق الطاقة بنسبة 7٪ على الأقل. في الواقع ، تتطلب كلتا طريقتين الحساب أن يمثل R.Q ، عند القياس ، في الواقع الإنتاج والاستهلاك النسبي لثاني أكسيد الكربون والأكسجين في الأنسجة في وقت القياس. يجب أن يكون أي شخص لديه خبرة واسعة في هذه القياسات التجريبية على مجموعة متنوعة من الأشخاص على دراية جيدة بعدم اليقين المرتبط بأي R.Q. تقاس أكثر من 10 أو 15 دقيقة. حتى عندما كان R.Q. يظهر جيدًا ضمن النطاق الطبيعي - ربما حول 0.80 أو 0.85 - ربما لا يزال لا يمثل RQ الفعلي. في الأنسجة ، وبالطبع ، إذا تم استخدام طريقة Weir وتم قياس محتوى الأكسجين في الهواء منتهي الصلاحية فقط ، فلن تكون هناك معلومات على الإطلاق عن R.Q. لذلك سيكون الخطأ المحتمل غير معروف تمامًا.

المشاكل المرتبطة بالمعدات: تم الحصول على العديد من البيانات المنشورة حول معدل الأيض الأساسي باستخدام مقياس التنفس Benedict-Roth ، وهو طريقة الدائرة المغلقة. على الرغم من عدم وجود مشاكل مع نظرية هذه الطريقة ، والتي تعتمد على وجود مقياس التنفس الذي يحتوي على حجم معروف من الأكسجين والذي يتضاءل بعد ذلك تدريجيًا عند استنشاقه للموضوع ، إلا أن بعض الانحرافات عن الحالة الطبيعية قد تنتج عن الإجراء. قد يحدث هذا بسبب استنشاق الأكسجين الجاف ومن المعروف أن هذا له تأثير في بعض الأحيان على نمط التنفس الطبيعي ، وبالتالي على عملية التمثيل الغذائي.

من بين طرق الدائرة المفتوحة ، أقدمها وربما أكثرها شيوعًا هي استخدام دوغلاس باج. هذه الآن حقيبة بلاستيكية ذات أحجام متغيرة (عادة ما تكون 100 لتر أو 150 لترًا هي الأكثر ملاءمة لتقديرات معدل الأيض الأساسي) والتي ، عن طريق صمامات الشهيق والزفير ، تجمع كل الهواء الذي يتنفسه الفرد خلال فترة التجربة المحددة. يتضمن التنفس في الكيس استخدام إما قطعة فم خفيفة الوزن أو قناع مزود بصمامات الشهيق والزفير. قد تتداخل كلتا الطريقتين مرة أخرى مع التنفس الطبيعي لدى فرد غير معتاد على الإجراء ويمكن أن تتسبب بسهولة في فرط التنفس الملحوظ مع زيادة في معدل التمثيل الغذائي. يجب أن يكون دائمًا ممارسة روتينية لفحص مستوى التهوية الرئوية بعناية للتأكد من عدم حدوث فرط واضح في التنفس: التقريب التقريبي سيكون قيمًا قصوى تبلغ حوالي 5 لترات / دقيقة للمرأة الصغيرة و 10 لترات / دقيقة لكبير الرجل ، وأكثر من هذه المستويات من شأنه أن يجعل من المحتمل أن الحساب النهائي لمعدل الأيض الأساسي قد يكون مرتفعًا للغاية. وغني عن القول ، يجب أن تتلاءم الأقنعة والأبواق بشكل صحيح مع عدم وجود تسرب - ليس دائمًا أمرًا بسيطًا ومباشرًا!

يمكن إجراء تحليل الهواء المنتهي لمحتوى الأكسجين وثاني أكسيد الكربون بوسائل كيميائية ، باستخدام a & lsquomicro & rsquo-Scholander أو Lloyd-Haldane أو أي جهاز آخر ، أو بطرق أكثر سرعة وحداثة تعتمد على خصائص فيزيائية معينة للغازات. الأول هو أبطأ وأكثر مملة في الاستخدام (وبالتالي أقل شعبية في التغذية مقارنة بالمختبرات الفسيولوجية) ولكنها أكثر موثوقية وهي بالتأكيد مفيدة للغاية على الأقل لمعايرة الطرق الفيزيائية الأكثر تعقيدًا.

يمكن أيضًا استخدام أنواع أخرى من الأجهزة التي تستخدم التدفق المستمر ومراقبة تكوين الهواء الذي يمر داخل غطاء المحرك عبر وجه الشخص دون الحاجة إلى استخدام قطعة الفم أو القناع. إذا تمت معايرة هذا الجهاز بشكل متكرر واستخدامه بعناية ، فمن المحتمل أن يكون الأفضل على الإطلاق بالنسبة إلى تحديدات معدل الأيض الأساسي.

في تلخيص، قد تساهم عدة عوامل في التباين في معدل الأيض الأساسي ، كما هو مسجل في البيانات المنشورة ، داخل أي فرد واحد وبين أفراد متشابهين تقريبًا. تعكس بعض هذه الصعوبات المنهجية (مثل التأثير على التنفس الطبيعي بسبب استخدام الأقنعة أو أبواق الفم ، وما إلى ذلك) ، وقد يكون بعضها أخطاء منهجية فعلية (تسرب في الجهاز ، وعدم كفاية المعايرة للعدادات الحجمية ومعدات تحليل الغاز ، والأخطاء في حساب معدل الأيض بسبب فرط التنفس و RQ غير صحيح ، وما إلى ذلك) ، وبعضها يعكس التباين البيولوجي الطبيعي (مثل Rutter ، Brown & amp Hull ، 1978) ، باستخدام تقنيات تجريبية مقبولة على ما يبدو ، وجدت SD من & plusmn بنسبة 15٪ في استهلاك الأكسجين أثناء الراحة للأطفال الصغار وهو أمر لا يمكن تفسيره على أساس العمر والحجم والحالة الغذائية وما إلى ذلك. تقاس كل 15 دقيقة. لمدة 6 ساعات ، تم العثور على دليل على وجود اختلافات يومية ودورية (حوالي 2 ساعة) بسعة 7 & ndash20 ٪ من المتوسط).

بالإضافة إلى هذه التأثيرات المنهجية ، فإن اختيار قيمة BMR ، كما تم قياسه بالفعل ، يختلف باختلاف التحقيقات. تمت كتابة الكثير في الأدبيات الكلاسيكية حول القيمة التي يجب الإبلاغ عنها باعتبارها معدل الأيض الأساسي للفرد - على سبيل المثال متوسط ​​2 أو 3 قراءات تم إجراؤها في نسختين في أيام مختلفة ، وأدنى قراءة ، سواء كانت القراءات الفردية مقبولة أم لا ، وما إلى ذلك. BMR (كما في الدراسة التي أبلغ عنها Robertson & amp Reid ، 1952) ، التي تغلبت على الاعتراضات الفسيولوجية والفلسفية والتقنية.

كانت الاختلافات من أعلى إلى أدنى نتيجة ، كما تم فحصها بواسطة Florentino & amp Guzman (1963) على 30 امرأة شابة مع قياسات مكررة في 3 أيام متتالية ، قيمة قصوى تبلغ 420 كيلو جول (100 كيلو كالوري) في اليوم. وجد فولتون (1972) ، في دراسات أجريت على 60 امرأة بالغة ، أن 30٪ فقط أنتجوا أعلى نتيجة في الاختبار الأول ، وبالفعل كان لدى 30٪ من هؤلاء النساء أدنى نتيجة في المرة الأولى التي تم فيها قياسهم. في الواقع ، خلص سارجنت (1961) في مراجعة مفصلة لهذه المشكلة برمتها إلى أن ، باستثناء اختيار أقل نتيجة BMR، لا ينتج عن طريقة اختيار أو حساب بيانات التمثيل الغذائي القاعدية أي تأثير كبير.

ومع ذلك ، فإن المجموع الكلي لجميع الاختلافات التجريبية والبيولوجية ، حتى مع العناية القصوى لإنتاج مواقف يتم التحكم فيها جيدًا ، لا يمكن إهماله ، ولا يبدو من المنطقي أو المنطقي للغاية اللجوء إلى التلاعبات المعنية فقط بإحداث تحسينات طفيفة في توحيد البيانات التي لديها مثل هذا التباين الكبير.

وزن الجسم أو مساحة السطح: يُعبر عن معدّل الأيض الأساسي كطاقة لكل وحدة من حجم الجسم لكل وحدة زمنية. في الماضي ، كانت هذه الوحدات في كثير من الأحيان كيلو كالوري / متر مربع. من مساحة السطح / ساعة. ما إذا كانت هذه هي الوحدات الأكثر ملاءمة أم لا ، فهي مسألة مثيرة للجدل (باستثناء أن وحدة الطاقة هي الآن بشكل تفضيلي kJ بدلاً من kcal). وتجدر الإشارة على الفور إلى أنه لا يوجد إجماع على الوحدة المناسبة لحجم الجسم وأن القرار قد يعتمد على ما إذا كان فقط يتم النظر في الإنسان أو ما إذا كان يتم فحص مجموعة متنوعة من الحيوانات تغطي نطاقًا كبيرًا من حجم الجسم. يوضح الجدول الكلاسيكي لـ Voit (1901) الذي يعطي الإنتاج الحراري لحيوانات الراحة بأحجام مختلفة في بيئة محايدة حراريًا بوضوح أن إنفاق الطاقة يتراوح من 212 كيلو كالوري / كجم / يوم للفأر إلى 11 كيلو كالوري / كجم / يوم للحصان - فرق 20 ضعفًا - بينما يتم التعبير عنه لكل متر مربع. من مساحة السطح يتراوح النطاق من 1200 كيلو كالوري / يوم للفأر إلى 950 كيلو كالوري / يوم للحصان ، وقيم الحيوانات الأخرى في حدود 20٪ تقريبًا من المتوسط ​​للمجموعة.

من هذا النوع من المعلومات ، استنتج أن الحيوانات ذات أحجام الجسم المختلفة يجب أن تنتج الحرارة بنفس المعدل تقريبًا لكل متر مربع. من سطح الجسم من أجل الحفاظ على درجة حرارة الجسم ثابتة. استنتاج آخر هو أن التمثيل الغذائي الأساسي هو عازم بمعدل فقدان الحرارة من الجسم.

كان ما يسمى بقانون & lsquosurface area & rsquo حول العلاقة & lsquoconstant & rsquo بين معدل الأيض القاعدي ومساحة السطح موضوعًا للتجربة والمناقشة بأسماء عظيمة مثل Rubner (1883) و Richet (1889) و Krogh (1916) ، وتم الحصول عليها وقد احتفظ لما يقرب من 100 عام بهالة من الصلاحية المطلقة تقريبًا. تم التعبير عن جميع معايير BMR تقريبًا من حيث الطاقة لكل متر مربع. من مساحة السطح في الساعة.

لقد كتب الكثير عن قانون منطقة & lsquosurface & [رسقوو] ، وليس كل ذلك لصالحه وبرودي (برودي وأمبير إلتينج ، 1926) وكليبر (1947) هما اثنان من خبراء تغذية الحيوانات البارزين الذين اختلفوا مع استخدامه. ومع ذلك ، كانت الحجج في الماضي موجهة في الغالب نحو إيجاد صيغة يمكن تطبيقها بطريقة موحدة بشكل معقول على الحيوانات التي لديها مجموعة كبيرة من أحجام الجسم. على الرغم من أنه قد تكون هناك تطبيقات من مثل هذه البيانات للإنسان تتطلب صيغة عالمية ، إلا أن النهج الأقل احتضانًا بشكل عام ربما يكون مناسبًا ، مع التركيز على التعبير عن العلاقة بين معدل الأيض الأساسي وحجم الجسم الذي يشمل النطاق ، لا يزال تمامًا عريض ، من الأطفال الصغار إلى البالغين الذين يعانون من السمنة المفرطة (3 إلى 100 كجم).

مع وضع هذا الموقف في الاعتبار ، هناك اعتباران نظريان يمنعان إلى حد ما قبول مساحة السطح كوحدة للحجم. أولا، كما هو مذكور أعلاه ، إذا حددت مساحة السطح فقدان الحرارة من الجسم ، فيجب أن يعتمد مستوى التمثيل الغذائي الأساسي على مساحة السطح ، في حين أن التمثيل الغذائي الأساسي هو في الواقع دالة للنشاط الأيضي (أو استهلاك الأكسجين) لجميع أنسجة نشطة منفصلة من الجسم وتعتمد على الكتلة النسبية لهذه الأنسجة. لن تكون نسبة كتلة الأنسجة المختلفة لدى الأفراد بأحجام مختلفة دائمًا هي نفسها: على سبيل المثال عند البالغين ، قد تختلف الكتل النسبية للعضلات والهيكل العظمي والأنسجة الدهنية بشكل كبير وهناك اختلافات أساسية في العديد من الأنسجة بين الرضع والبالغين. ومع ذلك ، قد يكون الافتراض الأساسي هو أن كتلة يجب أن تكون أنسجة الجسم أكثر أهمية من مساحة سطح الجسم ، على الرغم من أن معدل التمثيل الغذائي لنفس كتلة الأنسجة قد يختلف حسب العمر ، وقد تختلف أيضًا الكتل النسبية للأنسجة المتعددة داخل الجسم كله. ثانيا، مساحة السطح ليست مرجعا يتم قياسه. يتم حسابه من الطول والوزن ، ربما باستخدام صيغة Du Bois & amp Du Bois (1916) ، وله خطأ غير معروف مرتبط باستخدامه لأي فرد: Mitchell و Strydom و van Graan & amp vander Walt (1971) وجد ذلك قللت صيغة Du Bois باستمرار من مساحة سطح 237 شابًا بالغًا بالنسبة إلى المنطقة الحقيقية كما تم قياسها بواسطة تقنية قياس الضوء. من ناحية أخرى ، يعتبر وزن الجسم ، إذا أمكن إثبات أنه مرجع مقبول ، من أسهل القياسات البيولوجية وأكثرها دقة.

قد يكون من المفيد فحص بعض الرسوم التوضيحية للفائدة المفترضة لمساحة السطح المتناقضة مع الوزن الإجمالي للجسم كوحدة مرجعية. أظهر Durnin (1959) أنه في مجموعة من المواقف المختلفة من الجلوس والوقوف إلى أنواع مختلفة من التمارين وشدتها ، لا يوجد فرق في معاملات الارتباط عندما يكون معدل الأيض مرتبطًا إما بوزن الجسم الإجمالي أو بمساحة السطح.

قام Keys و Taylor & amp Grande (1973) بتحليل العلاقات بين BMR والوزن (W) ، والطول (H) ، ومساحة السطح (SA) ، و H و W في 296 رجلاً. وجدوا أن معدل الأيض الأساسي هو الأقل ارتباطًا بـ H والأكثر ارتباطًا بمزيج من H و W ، لكن لم تكن هناك فروق ذات دلالة إحصائية بين معاملات الارتباط وكانت جميع القيم منخفضة (r = +0.47 كانت أعلى قيمة). في هذه السلسلة ، كان من الواضح أن النسبة الكبيرة من التباين لا علاقة لها بأي من قياسات حجم الجسم هذه.

تُظهر بيانات معدل الأيض الأساسي للمرأة التي درسها هاريس وبنديكت (1919) ، عند رسمها مقابل W (الشكل 1) و SA (الشكل 2) ، نفس التباين:

الشكل 1: معدل الأيض الأساسي ووزن الجسم عند النساء
(هاريس وأمب بنديكت ، 1919)

الشكل 2: معدّل الأيض الأساسي ومساحة السطح عند النساء
(هاريس وأمب بنديكت ، 1919)

يُظهر BMR و W للرجال (الشكل 3) درجة أقل من التشتت ، مما يشير على الأرجح إلى مجموعة أكثر تجانساً. (تجدر الإشارة إلى أن هذه المخططات المبعثرة يتم نقلها مباشرة من المنشور الأصلي بواسطة Harris & amp Benedict وأن خطوط الانحدار الخطي هي أيضًا النسخ الأصلية: قد لا يتم تمثيل العلاقات بشكل أفضل بواسطة هذه الخطوط المستقيمة.) الاستخدام من SA كمرجع لا يوفر أي ميزة معينة (كما أشار المؤلفون أنفسهم). تُظهر معاملات الارتباط أيضًا التأثير المماثل لـ W أو SA ، والاختلافات الطفيفة بين الجنسين ، والتأثير المنخفض نسبيًا لأي من W أو SA على التباين. يعطي الجدول 1 معاملات الارتباط هذه للبيانات المعاد تحليلها لـ Harris and Benedict (1919) وأيضًا لبيانات Boothby و Sandiford (1922) (مع اختلاف الجنس في الحالة الأخيرة مع الاتجاه المعاكس). تؤكد الورقة التي أعدها Berkson & amp Boothby (1936) أيضًا عدم وجود فائدة مفيدة في استخدام SA كمرجع بدلاً من W ، على الرغم من أن هذا لم يكن قصد المؤلفين. في الواقع ، فإن فحص مخطط مبعثر بسيط لـ W مقابل BMR مقارنة بأحد SA مقابل BMR لأي مجموعة من البيانات المنشورة على الإنسان سيُظهر بوضوح الغياب التام لأي انخفاض مهم في تباين البيانات عندما يكون SA هو المرجع.

الشكل 3: معدل الأيض الأساسي ووزن الجسم عند الرجال (Harris & amp Benedict، 1919)

الجدول 1: معاملات الارتباط (& lsquor & rsquo) للوزن ومساحة السطح مع BMR
رجالنساء
W v BMR+.795+.603
SA ضد BMR+.799+.611
(إعادة تحليل بيانات Harris & amp Benedict ، 1919).
W v BMR+.571+.816
SA ضد BMR+.626+.830
(أعيد تحليل بيانات Boothby & amp Sandiford ، 1922).

ربما يكون أحد الأسباب الرئيسية لبقاء SA طالما أن الوحدة المفضلة تعتمد على الغرض الذي تم من أجله اتخاذ قرارات BMR. حتى وقت قريب جدًا ، بصرف النظر عن الاهتمام الأكاديمي بالأنواع المقارنة أو الاختلافات العرقية ، كان الاستخدام الأكثر شيوعًا لمعدل الأيض الأساسي هو في تقييم وظيفة الغدة الدرقية وتشخيص فرط نشاط الغدة الدرقية وقصورها. بالنسبة لكل من الأهداف الأكاديمية والسريرية ، غالبًا ما كان من الصعب تفسير الاختلافات التي يتم تقييمها نظرًا لوجود منطقة & lsquoblurred & rsquo بينهما ، أي ، إذا كان معدل الاستقلاب الأساسي لأشخاص الصينيين يُقارن مع المكسيكيين ، فإن تباين كلا الشعبين كان بهذا الشكل من الواضح أنه يمكن أن يكون هناك تداخل كبير للغاية ، حتى لو كان هناك اختلافات أساسية بينهما ، وبالمثل فإن نطاق معدل الأيض الأساسي الطبيعي كان لدرجة أن تشخيص فرط نشاط الغدة الدرقية أو قصورها كان مشكلة صعبة في كثير من الأحيان. لذلك ، تم بذل جهد كبير والكثير من التلاعب في المعلمات لمحاولة تقليل مدى هذا التنوع بأي وسيلة وجعل BMR يبدو متغيرًا بيولوجيًا أكثر انتظامًا.

في الوقت الحاضر ، تم استبدال BMR في تشخيص أمراض الغدة الدرقية بتقنيات أفضل وأكثر تحديدًا. إن تحقيق التجانس الزائف أقل أهمية وربما يتم الآن تبني موقف أكثر نزيهًا وعلميًا.

ومع ذلك ، فإن حقيقة وجود تباين بدرجة معتدلة بين الأفراد الذين يبدون متشابهين في حجم الجسم وفي جوانب أخرى يجب أن يكون حافزًا كافيًا بحد ذاته لاستمرار البحث عن تفسير وتحليل أفضل للعوامل ذات الصلة.قد يكمن أحد هذه الدلائل في اختلاف تكوين الجسم بكميات متغيرة من الأنسجة النشطة والمحاطة بنفس الكتلة الكلية للجسم. هذا المفهوم ، الذي اقترحه بنديكت في عام 1915 (بنديكت ، 1915 أ) ، أن الكتلة البروتوبلازمية النشطة المتميزة عن الأنسجة الدهنية الخاملة & lsquometabolically كانت أهم عامل تحكم فيما يتعلق بـ BMR ، وقد ارتبطت مؤخرًا بما يسمى بالجسم lsquolean. الكتلة و rsquo ، أو بشكل صحيح ، الكتلة الخالية من الدهون. خلال الثلاثين عامًا الماضية أو نحو ذلك ، تم وصف العديد من الطرق لقياس كتلة الدهون والكتلة الخالية من الدهون في جسم الإنسان ، وتم تحريض السعي المتجدد للحصول على مرجع مثالي يمكن أن يرتبط به معدل الاستقلاب الأساسي ، والهيموغلوبين الكلي ، والراحة. النتاج القلبي والعديد من المتغيرات الأخرى التي تبدو وكأنها يجب أن تكون مرتبطة ارتباطًا وثيقًا ببعض جوانب حجم الجسم. يبدو أن كتلة الخلية & lsquoactive & rsquo أو كتلة الجسم & lsquolean أو كيانًا مشابهًا يفي بالغرض.

ومع ذلك ، فإن المفهوم هو Na & iumlve بيولوجيًا. أولاً ، كتلة الأنسجة الدهنية هي ليس غير نشط التمثيل الغذائي. لقد كان معروفًا تشريحياً لفترة طويلة أن الأنسجة الدهنية بها إمداد دم غزير إلى حد ما ، وفي الماضي القريب ، تبين من الناحية الكيميائية الحيوية أن الأنسجة الدهنية قد تكون نشطة في تحولات الطاقة. ثانيًا ، على الرغم من أن & lsquo ؛ كتلة الأنسجة النشطة & rsquo ؛ تمثل مجموع أنسجة الجسم التي تشارك بنشاط أكبر في استقلاب الطاقة في الجسم ، إلا أنها ليست ، كما ناقش Brozek and Grande (1955) ، كتلة متجانسة من الأنسجة تتمتع جميعها بمعدلات استقلابية متشابهة. بسبب النطاق الواسع لكل من معدلات التمثيل الغذائي للأنسجة المختلفة والكتل النسبية لهذه الأنسجة في الأفراد المختلفين ، غالبًا ما يختلف معدل الأيض الأساسي لأفراد متشابهين بشكل ملحوظ. من وجهة النظر النظرية ومن التجربة العملية الموضحة في الآلاف من النتائج المنشورة لتحديدات معدل الأيض الأساسي ، من المتوقع أنه لا يمكن التنبؤ بـ BMR ، بغض النظر عن الوحدة المرجعية ، دون إرفاق خطأ ملموس بها . عادةً ما يكون مدى هذا الخطأ إما غير مفهوم جيدًا ومُقدَّرًا أو تم تجاهله ، وهذا يبطل إلى حد كبير العديد من المراجعات السابقة ، مثل المراجعة الممتازة التي أجراها ميتشل (1962) حول حجم الجسم والتمثيل الغذائي الأساسي.

ومع ذلك، في المتوسط، قد يكون هناك انخفاض طفيف في معدل الأيض الأساسي بسبب كتلة أكبر من الأنسجة الدهنية وقد يكون لهذا تأثير أيضًا في سياق الاختلافات الواضحة بين الجنسين والتغيرات التدريجية في معدل التمثيل الغذائي مع التقدم في السن ، والتي ستتم مناقشتها بمزيد من التفصيل في القسم التالي .

التمثيل الغذائي الأساسي والجنس والعمر والعرق والمناخ والحالة التغذوية.

الجنس: من البيانات المنشورة ، والتي يتم التعبير عنها في الغالب على أنها معدل الأيض لكل وحدة من مساحة السطح ، يبدو أن هناك فرقًا راسخًا في قيم معدل الأيض الأساسي للذكور والإناث ، (للإناث معدل أقل) ، والذي يظهر بعد أول عدد قليل سنوات من العمر ، تصل إلى حوالي 10٪ كحد أقصى عند سن البلوغ ، ثم تنخفض تدريجياً إلى 5٪ أو نحو ذلك من بداية حياة البلوغ فصاعداً. قد يكون الاختلاف بسبب كتلة الأنسجة الدهنية الأكبر لدى النساء. ومع ذلك ، فقد سبق ذكره أنه في الأيام التي تسبق مباشرة الحيض في الدورة الأنثوية قد يكون هناك زيادة بنسبة 2 و 5٪ في معدل الأيض ، بحيث تكون هناك فروق طفيفة بين الرجال والنساء في جزء على الأقل من الدورة الشهرية الطبيعية. . ستتم مناقشة الفروق بين الجنسين بمزيد من التفصيل في القسم الخاص بالتطبيقات العملية.

سن: يُظهر أي جدول لمعايير معدل الأيض الأساسي آثارًا مذهلة للعمر على قيم معدل الأيض الأساسي ، معبرًا عنها بالطاقة لكل وحدة حجم الجسم. من الأمثلة النموذجية البيانات التي جمعتها Fleisch (1951) بناءً على عدة آلاف من الملاحظات من 24 مجموعة من القياسات وتغطي المدى العمري من سنة واحدة حتى سن 80. يتم الوصول إلى القيمة القصوى خلال السنة الأولى من العمر التي من خلالها هو انخفاض بنحو 20٪ بحلول سن 10 سنوات ، وانخفاض طفيف في معدل السقوط خلال فترة البلوغ ، ثم انخفاض آخر حتى سن 20 عامًا تقريبًا. بحلول ذلك الوقت ، يكون معدل الأيض الأساسي هو 70 ٪ فقط من معدله (لكل وحدة من مساحة سطح الجسم) بعمر 1 سنة. ثم يحدث انخفاض آخر بنسبة 10٪ بحلول سن الستين. (الشكل 4). لكل وحدة من وزن الجسم معدل الأيض الأساسي في سن العشرين يزيد قليلاً عن 30٪ من قيمته في السنة الأولى من العمر.

الشكل 4: التغير في معدل الأيض الأساسي مع تقدم العمر (من ميتشل ، 1962)

يصعب فهم هذه التخفيضات الكبيرة في معدل الأيض الأساسي النسبي فيما يتعلق بنمط & lsquogrowth & rsquo خلال العشرين عامًا الأولى من العمر. بادئ ذي بدء ، فهي لا تتناسب بشكل جيد مع سرعة النمو التي ، بالنسبة للارتفاع (الشكل 5) ، يمكن رؤيتها على أنها طفرات طفيفة بين سن 4 إلى 7 سنوات. ولكن طفرة كبيرة في سن المراهقة. يُظهر منحنى السرعة المماثل للوزن (الشكل 6) ارتفاعًا تدريجيًا بطيئًا في معظم مراحل الطفولة ثم الطفرة الرئيسية في مرحلة المراهقة. لذلك ، ليس فقط الكتلة الكلية للأنسجة والأعضاء في الجسم تزداد خلال الفترة من الولادة حتى النضج ، ولكن لعدة سنوات يتزايد معدل الزيادة الفعلي. يبدو للوهلة الأولى أنه من المدهش أن معدل الأيض الأساسي يجب أن ينخفض ​​، بما يتناسب مع حجم الجسم ، خلال هذا الوقت.

الشكل 5: ارتفاع منحنى السرعة (تانر ، 1962)

هناك بعض التفسيرات الجزئية. تزداد كتلة الجسم بمعامل حوالي 20 مرة منذ الولادة وحتى النضج (من حوالي 3 كجم. إلى حوالي 60 كجم). ومع ذلك ، هناك اختلافات كبيرة في الزيادة النسبية للأعضاء الهامة (Sinclair ، 1973). يزيد الدماغ ، الذي يتمتع بمعدل استقلاب مرتفع نسبيًا ، من كتلته بعامل × 5 فقط يزيد الكبد والقلب والكلى (مع معدلات الأيض النسبية الأعلى) من الكتلة بعامل يبلغ حوالي & 10 مرات إلى & مرات 12 بينما العضلات الهيكلية ، التي تحتوي على معدل التمثيل الغذائي المنخفض أثناء الراحة ، يضاعف كتلته من الولادة حتى النضج بحوالي & مرات 40. يؤدي تأثير النسبة النسبية المتزايدة للعضلات في إجمالي كتلة الجسم أثناء النمو ، جنبًا إلى جنب مع تأثير معدل التمثيل الغذائي المنخفض للهيكل العظمي المتنامي ، إلى انخفاض نسبي في معدل الأيض الأساسي خلال هذه الفترة من الحياة.

يعطي الجدول 2 بعض القيم التقريبية للأوزان ومعدلات التمثيل الغذائي للكبد والدماغ والقلب والكلى وعضلات الهيكل العظمي ، والتي تمثل معًا حوالي 80 ٪ من الطاقة التي ينفقها الجسم البالغ بأكمله في الظروف القاعدية. يتم إعطاء هذه القيم لمتوسط ​​70 كجم. رجل بالغ و 3.5 كجم. طفل حديث الولادة. تُحسب معدلات التمثيل الغذائي للوليد بضرب وزن العضو المناسب في معدل التمثيل الغذائي لهذا العضو في الأنسجة البالغة ، وعلى الرغم من أن معدل التمثيل الغذائي الإجمالي للأعضاء والأنسجة يقارب القيمة التي قدمها Benedict & amp Talbot (1921) (750 كيلو جول أو 180 كيلو كالوري) ، قد تكون أقل من القيم الحقيقية. ومع ذلك ، يعطي الجدول مؤشرًا مفيدًا للكمية الفعلية من الطاقة التي تتطلبها هذه الأعضاء المختلفة في حالة & lsquoresting & rsquo في البالغين ، ويوضح أيضًا التغيرات المتناسبة التي حدثت بين الولادة والنضج.

الشكل 6: منحنيات سرعة الوزن (تانر ، 1962)

الجدول 2.معدلات التمثيل الغذائي للأعضاء والأنسجة في الإنسان
الكبارحديثي الولادة
وزن
(كلغ)
السيد
(م 102/ دقيقة)
MR / يوم
كيلو جول (كيلو كالوري)
MR / كجم / يوم
كيلو جول (كيلو كالوري)
٪ المجموع
السيد
وزن
(كلغ)
MR / يوم
كيلو جول (كيلو كالوري)
٪ المجموع
السيد
عضو
كبد1.6672018 (482)1261 (301)270.14177 (42)20
مخ1.4471414 (338)1010 (241)190.35354 (84)44
قلب0.3217512 (122)1600 (382)70.0232 (8)4
الكلى0.2926783 (187)2700 (645)100.02465 (15)7
عضلة30.00451356 (324)45 (11)180.837 (9)5
متفرقاتيشكل الباقي
المجموع70.002507530 (1800)108 (26) 3.5750 (180)

أوزان الأعضاء المأخوذة من بويد (1962)

مشكلة أخرى في تقدير معدل الأيض الأساسي من الجداول المنشورة سابقًا ، للأعمار التي تغطي فترة النمو ، سببها ما يسمى الزيادة العلمانية في النمو التي حدثت خلال العقود العديدة الماضية. تأثير هذه الزيادة العلمانية هو أنه في معظم البلدان المتقدمة الأطفال الذين تتراوح أعمارهم بين 8 سنوات. العمر الآن سيكون مساويًا في الطول وربما أيضًا في الوزن لطفل يبلغ من العمر 10 أو 11 عامًا. قبل 40 عاما. سيختلف الاختلاف الفعلي ، اعتمادًا على الحالة العامة للبلد النامي أو الدولة المتقدمة وأيضًا على المجموعة الاجتماعية للطفل: في بعض البلدان ، على سبيل المثال. يبدو أن السويد ، وأجزاء من الولايات المتحدة ، وجنوب إنجلترا ، يبدو كما لو أن هذا التأثير قد وصل الآن إلى الحد الأقصى وقد حدثت زيادة طفيفة يمكن اكتشافها في الأطفال في أي عمر خلال السنوات القليلة الماضية. في الفئات الاجتماعية الأكثر تفضيلًا من الناحية الاقتصادية ، حدثت هذه الزيادة منذ عدة عقود ، بينما في العديد من البلدان النامية لم تبدأ العملية بأي طريقة عامة أو أنها بعيدة جدًا عن الوصول إلى مراحلها النهائية. تم تقديم الكثير من المعلومات المفيدة حول نمو العديد من السكان في العالم في Eveleth & amp Tanner (1976).

نظرًا لأنه قد تم تجميع الكثير من البيانات حول معدل الأيض الأساسي منذ 40 عامًا أو أكثر ، فإن أهميتها في الوقت الحاضر ستختلف وفقًا للسكان المعينين في أي بلد معين: يجب توفير الخطوط الإرشادية بوضوح من أجل الاستخدام العملي الفعال والمناسب لهذه الجداول لتقدير معدل الأيض الأساسي للأطفال - وهو أمر لم يحدث في الماضي ولكن تمت تجربته في القسم الأخير من هذه المقالة.

خلال فترة البلوغ من سن حوالي 20 سنة. حتى بين 60 و 70 سنة ، هناك أدلة متضاربة. في الجداول التقليدية ، التي تجسدها تلك الموجودة في المراجعة الممتازة التي أجراها Fleisch (1951) ، هناك انخفاض ثابت في معدل الأيض الأساسي لكل متر مربع. من مساحة السطح مع تقدم العمر. ومع ذلك ، تشير بعض الأدلة إلى أن هذا قد لا يكون مرتبطًا بالعمر بقدر ما هو ناتج عن التغيرات في تكوين الجسم. قام كيز وآخرون (1973) بقياس معدل الأيض الأساسي لدى 63 رجلاً في سن 22 عامًا. ومرة أخرى بعد 19 سنة. انخفض معدل الأيض الأساسي بنسبة 9٪ ولكن كان هناك زيادة في الوزن بمقدار 10.6 كجم ، وهو ما اقترح المؤلفون أنه ربما كان له بعض التأثير. مجموعة أخرى من 115 رجلا تتراوح أعمارهم بين 44 و ndash56 سنة. تم قياس BMR 5 مرات خلال 17 سنة. فترة. كان التغيير في وزن جسم هؤلاء الرجال زيادة قدرها 1 كجم فقط. ولم يحدث انخفاض في معدل الأيض الأساسي. معظم البيانات ذات طبيعة مقطعية ، وبناءً على دراساتهم الطولية ، يشير كيز وزملاؤه إلى انخفاض الشيخوخة في معدل الأيض الأساسي لسكانهم بنسبة 1 & ndash2 ٪ لكل عقد بين 20 و 70 عامًا من العمر. يعتقد Tzankoff & amp Norris (1977 ، 1978) ، من قياسات أجريت على 959 رجلاً تتراوح أعمارهم بين 20 و ndash97 y. ، أن التخفيضات في كتلة العضلات (المقدرة بإفراز الكرياتينين) قد تكون مسؤولة إلى حد كبير عن انخفاض معدل الأيض الأساسي مع تقدم العمر. تم إعادة تعزيز هذا الاستنتاج من خلال دراسة طولية خلال 10 سنوات أو أكثر على 355 رجلاً. يبدو أن بعض بيانات Shock & amp Yiengst (1955) تدعم هذا أيضًا. BMR على مجموعة صغيرة من كبار السن ، حصل عليها بنديكت ، إيميس ، روث وأمبير سميث (1914) ، مع استثناء واحد ، تندرج أيضًا في هذه الفئة.

الاحتمال هو أنه عندما يتم التعبير عن معدل الأيض الأساسي كطاقة لكل وحدة من وزن الجسم ، سيكون هناك انخفاض طفيف نسبيًا بين سن الرشد والعمر حوالي 60 عامًا. والتي قد تعكس كتلة متزايدة من الأنسجة الدهنية وتناقص كتلة العضلات ، على الرغم من أنها تتجاوز 60 ذ. سيكون الانخفاض أكثر وضوحا. يعتمد المخصص الفعلي للشيخوخة على نوع السكان ، حيث يكون أكبر في الأشخاص الذين يميل وزن الجسم إلى الزيادة بأكثر من بضعة كيلوغرامات خلال فترة الشباب البالغين إلى منتصف العمر.

تتطلب الموضوعات المتداخلة الخاصة بالتغييرات في كتلة الجسم وتكوين الجسم والشيخوخة مزيدًا من التحقيق.

تأثير بدانة على BMR غير واضح. كانت قيم BMR التي حصل عليها Boothby & amp Sandiford (1922) على 61 امرأة بدينة (W = 96 كجم) و 12 رجلاً يعانون من السمنة المفرطة (W = 105 كجم) ضمن -4٪ إلى + 1.5٪ من معايير Harris & amp Benedict (1919). ذكر جيمس وبايلز وديفيز وأمبير دونسي (1978) أنهم اكتشفوا ارتفاع معدل الأيض الأساسي في مجموعة من 69 رجلاً وامرأة يعانون من السمنة المفرطة ، ولكن يبدو أن بياناتهم تظهر فقط أن إجمالي معدل الأيض الأساسي في المتوسط ​​، كطاقة إجمالية يوميًا ، كان مرتفعًا مقارنةً بـ إجمالي معدل الأيض الأساسي في مجموعة من الأشخاص الطبيعيين من نفس العمر والجنس والطول ، ولكن بالنسبة للوزن أو مساحة السطح ، كان 64 من أصل 69 فردًا بين 80 و 100٪ من المعيار (فليش ، 1951).

العرق والمناخ والموسم: إن تأثير هذه المتغيرات ، إن وجد ، لا يزال يخضع لبعض الاختلافات في التفسير ويزداد صعوبة بسبب التفاعل المحتمل بين العرق والمناخ. تم إجراء سلسلة كبيرة من الدراسات على أشخاص من أعراق مختلفة في الغالب بين عامي 1925 و 1937 من قبل مختبر التغذية في بوسطن حيث كانت التقنيات متشابهة دائمًا وكان جميع الباحثين إما تلقوا تدريبهم في مختبر التغذية أو تم تدريبهم من قبل باحثين من ذلك معمل. تمت مراجعة هذه الدراسات وغيرها بواسطة ويلسون (1945). تم الإبلاغ عن اختلافات كبيرة جدًا تظهر اختلافات عن المعيار & lsquonormal & rsquo من -17٪ إلى + 15٪ لـ مجموعات من الأفراد: تم العثور على قيم منخفضة ، بشكل عام ، على السكان الآسيويين بينما كان لبعض سكان أمريكا الوسطى والجنوبية قيم عالية. ومع ذلك ، يذكر ويلسون أنه من الواضح أن العديد من العوامل المختلفة قد تلعب أدوارًا متزامنة في التأثير على التمثيل الغذائي الأساسي ، مما يجعل من المستحيل في الوقت الحالي تحديد ما إذا كانت المستويات المختلفة من التمثيل الغذائي القاعدي التي لوحظت مع الأجناس المختلفة التي تمت دراستها حتى الآن هي انعكاسات ذات خاصية عنصرية وحدها أو نتيجة مزيج من بعض أو كل العوامل (التقنية ، الحالة الطبيعية الوظيفية ، المناخ ، النظام الغذائي ، البيئة الاجتماعية ، درجة النشاط البدني والاسترخاء العضلي ، القياسات البشرية ، الأنواع الأنثروبولوجية والدستورية) ، أو حتى من العوامل حتى الآن غير متوقعة و rdquo.

تم جمع الكثير من البيانات الجديدة منذ مراجعة ويلسون ، وربما أصبح الإجماع أكثر وضوحًا الآن على أن الاختلافات العرقية ، بحد ذاتها ، ربما ليس لها أي تأثير على معدل الأيض الأساسي ، وحتى المناخ له أهمية محدودة. BMR للمصريين (طلعت ، حبيب وأمب الخناكري ، 1953) ، البورمي (شيتر ، موبسبي ، ثين وأمب هلا بي ، 1959) ، التايلانديين (هوري ، أوناكا ، شيراكي ، تسوجيتا ، يوشيمورا ، سايتو وأمبير باناتا ، 1977) ، الفلبينيين (de Guzman & amp Florentino ، 1968) ، واليابانيون (Hori et al ، 1977 Suzuki ، 1959) ، والكوريون (Kim ، Kim ، Ro & amp Choi ، 1966) ، والعديد من مجموعات الهنود - الأطفال والبالغون من الرجال والنساء ، بما في ذلك النساء الحوامل والأطفال. النساء المرضعات (Banerjee & amp Bhattacharya، 1964 Dakshayani & amp Ramanamurthy، 1964 Mason، Jacob & amp Balakrishnan، 1964 Mason & amp Jacob، 1972 Khan & amp Belavady، 1973) ثبت أنها متوافقة مع المعايير المقبولة لسكان أمريكا الشمالية أو أوروبا.

في الدراسات التي أجريت على 73 Eskimo ، وهو سباق كان يبدو في السابق أنه يحتوي على معدل BMR مرتفع نسبيًا ، اقترح Rodahl (1952) أن هذه النتائج كانت & ldquodue للتخوف واتباع نظام غذائي عالي البروتين & rdquo واستشهد بقياسات BMR الخاصة به كما في & lsquoWhite الضوابط و rsquo.

تقدم مراجعات Quenouille و Boyne و Fisher & amp Leitch (1951) و Wilson (1956 a) معلومات أكثر تفصيلاً ومناقشة لبعض الأعمال المنشورة.

تم إجراء مزيد من التحقيق في احتمالية أن يتغير معدل الأيض الأساسي BMR في أشهر أو فصول مختلفة من العام من قبل ويلسون (1956 ب) الذي قام بقياس 15 رجلاً شهريًا لفترتين لمدة 6 أشهر في فترة إقامة لمدة عامين في القطب الجنوبي. وجد اتجاهًا موسميًا ولكنه كان صغيرًا جدًا واعتبر أن العوامل (مثل النظام الغذائي والنشاط وما إلى ذلك) بخلاف فترة العام هي المسؤولة. لم يتم العثور على اختلاف في معدل الأيض الأساسي لأربعة هنود في القطب الشمالي عندما تم قياسهم في سبتمبر (& lsquofall & rsquo) وأبريل (& lsquospring & rsquo) في يوكون: تم الحفاظ على درجة حرارة البيئة في الغرفة في كلتا المناسبتين كما هي (Elsnet، Andersen & amp Hermansen، 1960 ). من ناحية أخرى ، وجد Gold و Zornitzer و amp Samueloff (1969) ، أيضًا في الدراسات التي تم فيها الحفاظ على درجة الحرارة (وكذلك الرطوبة) كما هي عندما تم تحديد BMR خلال الصيف ومرة ​​أخرى في الشتاء في إسرائيل ، أن متوسط ​​القيمة في كان الشتاء أعلى بنسبة 14٪ في مجموعة من 17 رجلاً. لم يجد Malhotra و Ramaswamy & amp Ray (1960) أي تأثير كبير للموسم عندما تم قياس 7 رجال في 7 مناسبات بين مايو ومارس من العام التالي مع درجة حرارة بيئية خارجية تتراوح من 8 درجة مئوية إلى 39 درجة مئوية.

من وجهة نظر فسيولوجية وكيميائية حيوية بحتة ، إذا أخذنا في الاعتبار الأعضاء والأنسجة التي تساهم بحوالي 80٪ من معدل الأيض الأساسي - أي الدماغ والكبد والقلب والكلى والعضلات - فلا يوجد دليل ولا احتمال أن معدل التمثيل الغذائي للدماغ سيُظهر الكبد أو القلب أو الكلى أي اختلافات عرقية وقد يكون الاحتمال الوحيد مرتبطًا إما بالقدرات العرقية المتفاوتة في إنتاج درجات مختلفة من ارتخاء العضلات أو ، ربما الأهم من ذلك ، تلك الدرجات الطفيفة من ارتخاء العضلات أو ، ربما الأهم من ذلك ، أن درجات طفيفة من النشاط العضلي قد تكون ناجمة عن درجات الحرارة البيئية التي قد تبدو وكأنها & lsquocomfortable & rsquo. في الواقع ، بمعنى أكثر أساسية ، قد ينتج عن ذلك حالة اصطناعية للغاية لقياس معدل الأيض الأساسي في & lsquothermo-neutral & rsquo البيئة على الأشخاص الذين يعيشون في ما يسمى المناطق المعتدلة أو الباردة من العالم ، إذا كان هذا & lsquothermo-neutrality & rsquo مختلفًا بشكل كبير من درجة حرارة البيئة الطبيعية. نظرًا لأنه يتم تحليل BMR في السياق الحالي كوسيلة لحساب إجمالي متطلبات الطاقة ، فليس هناك فائدة تذكر ، بخلاف المحيط المحيطي ، مع المقارنة الأكاديمية للأشخاص الذين يعيشون في مناطق مختلفة من العالم عندما يتم إجراء القياسات بشكل مصطنع شروط موحدة. قد يلزم إجراء بعض المخصصات للعوامل المناخية. سيحتاج مدى هذا البدل بالنسبة للمناخ إلى مزيد من التحقيق، والتي قد تكون واسعة النطاق ، وعلى عكس الكثير من الأعمال السابقة ، قد تركز على السكان الذين يعيشون في ما يسمى بالمناخات المعتدلة. كأمثلة على النتائج المتناقضة ظاهريًا والتي تحتاج إلى حل ، قام Du Bois و Ebaugh & amp Hardy (1952) بقياس الفروق الصغيرة نسبيًا في BMR لـ 13 امرأة تعرضن لدرجات حرارة بيئية متفاوتة تغطي منطقة واسعة إلى حد ما بينما أظهر Wilkerson و Raven & amp Horvath (1972) أن زاد معدل الأيض الأساسي بشكل تدريجي عند الرجال المعرضين لدرجات حرارة محيطة أقل من تلك المتوافقة مع درجة الحرارة الحرجة المنخفضة (حوالي 25 درجة مئوية للقوقازيين غير المتأقلمين).

إذا تم تبرير بدل a & lsquoclimatic & rsquo ، فقد تكون النتيجة إضافة إلى BMR للأشخاص المعرضين لدرجات حرارة بيئية أقل من الحياد الحراري (والتي ستتأثر بشكل واضح بالموسم أو الوقت من السنة). ستعتمد هذه البدلات على قياسات معدل الأيض الأساسي على الأشخاص في بيئة حرارية مناسبة للأفراد المعينين الذين يتم التحقيق معهم.نظرًا لأن هذا الموقف التجريبي ليس هو الحال عادةً - وهو في الواقع يتعارض مع الشروط المعتادة لتحديد BMR المناسب - فإنه يجعل الاستخدام العملي لقيم BMR المنشورة سابقًا ، في تقييم متطلبات الطاقة ، أكثر تعقيدًا. كما أنه يزيد من صعوبة تبرير استخدام الصيغ المتضمنة والصحيحة للغاية المصممة للسماح بحساب معدل الأيض الأساسي من معادلات مع قوى الطول والوزن والجنس والعمر وتكوين الجسم وحتى درجة الحرارة والرطوبة. كمثال على عدم جدوى مثل هذه المناورات ، قد يكون لتكوين الجسم ، من جانب كمية وتوزيع الأنسجة الدهنية ، تأثير تفاعلي مع درجة الحرارة البيئية على معدل الأيض ، ولكن من غير الممكن أخذها في الاعتبار في أي أزياء واقعية. Yoshimura و Yukiyoshi و Yoshioka & amp Takeda (1966) في مقارنة بين التحقيقات الأمريكية التي تظهر عدم وجود تغير موسمي في معدل الأيض الأساسي والبيانات اليابانية التي توضح بعض التأثيرات الموسمية (على الرغم من أنها تصل إلى حوالي & plusmn8٪) ، توقع أن الاختلاف بين النتائج المعنية قد يرجع ذلك إلى مزيج من بيئة طبيعية محايدة حراريًا لطريقة الحياة الأمريكية ، مع التدفئة المركزية وتكييف الهواء ، إلى جانب المدخول الغذائي وتكوين الجسم ، وكلها تختلف عن اليابانية. مع المعرفة الحالية ، يجب أن تكون الصيغ التنبؤية المفيدة عبارة عن صيغ بسيطة تركز على أهم المتغيرات - وزن الجسم ، وربما العمر إلى حد ما ، والجنس.

الحالة الغذائية: هناك نقطة ذات أهمية عملية وفلسفية تتعلق بالتأثير على معدل الأيض الأساسي للحالة التغذوية. في المجتمعات التي تتغذى جيدًا ، لا تكون هذه العلاقة ذات أهمية ما لم تظهر حالة الإفراط في التغذية بشكل حاد خلال الأيام أو الأسابيع السابقة مع تأثير ضئيل حتى الآن على كمية الأنسجة الدهنية في الجسم ولكن مع احتمال وجود تأثير تحفيزي كبير على BMR. قد تكون قيم معدل الأيض الأساسي ، وأي استقراء منها مرتفعًا جدًا. باستثناء هذا الوضع غير المعتاد ، فإن الإفراط في التغذية المزمن سيؤدي إلى السمنة وربما لن يغير معدل الأيض الأساسي بشكل جذري عن المعدل الطبيعي (يعني ، 1916 Boothby & amp Sandiford ، (1922) James ، Bailes ، Davies & amp Dauncey ، 1978 Durnin ، 1978 ب).

بالنسبة للأشخاص الذين يعانون من مستوى منخفض من التغذية ، فإن الظروف مهمة ومعقدة. إنها مهمة لأنها موثقة جيدًا أن معدل الأيض الأساسي ينخفض ​​بسبب نقص التغذية. هناك القليل من الحاجة إلى الاقتباس أكثر من التجارب الكلاسيكية لـ (1) بنديكت (1915 ب) التي أظهرت انخفاضًا ملموسًا في معدل الأيض الأساسي بعد بضعة أيام من الصيام الكلي الذي وصل إلى مستوى هضبة يبلغ حوالي 25 ٪ بعد 20 يومًا أو نحو ذلك ، ( 2) بنديكت ومايلز وروث وأمبير سميث (1919) الذي أظهر أيضًا انخفاضًا كبيرًا في معدل الأيض الأساسي (16٪) لدى 12 شابًا يتبعون نظامًا غذائيًا محدود الطاقة لمدة 4 أشهر ، و (3) الدراسات المكثفة بشكل استثنائي لـ Keys و His الزملاء (Keys، Brozek، Henschel، Mickelsen & amp Taylor، 1950). تم إجراء هذه التحقيقات الأخيرة على 32 شابًا عاشوا لمدة 6 أشهر على نظام غذائي للمجاعة في زمن الحرب في أوروبا ، مما أدى إلى فقدان متوسط ​​من وزن الجسم في مجموعة 24٪ من الوزن الأصلي. انخفض معدل الأيض الأساسي إلى حوالي 70 ٪ فقط من المعدل الأولي ولكن الانخفاض توقف تقريبًا في نهاية التجربة. تم تفسير هذه الانخفاضات في كل من وزن الجسم ومعدل الأيض الأساسي بواسطة Taylor & amp Keys (1950) كجزء من عملية التكيف مع الإجهاد الغذائي. يُفترض أنه من المتوقع أيضًا أن تكون موجودة في الأشخاص المعرضين بشكل مزمن لمآخذ غذائية أقل من المرغوب فيه. لذلك ، قد تظهر قياسات معدل الأيض الأساسي على بعض السكان في البلدان النامية قيمًا أقل من تلك الخاصة بشعوب أوروبا أو أمريكا الشمالية ، ليس بسبب أي عامل عرقي أو مناخي ولكن بسبب الحالة التغذوية. وبالتالي ، يمكن استخدام الحسابات المستندة إلى قيم معدل الأيض الأساسي الحالي لمثل هذه المجموعات لتقدير متطلبات الطاقة لهذه المجموعات ، ولكنها لن تُقيِّم بالضرورة المستويات المرغوبة من المدخول. يجب توخي الحذر في استخدام بيانات معينة في الأدبيات بسبب هذا الاحتمال.

من الممكن أيضًا أن يؤثر نقص بعض العناصر الغذائية على عملية التمثيل الغذائي القاعدية. يبدو أنه لم يتم إجراء أي دراسات غير معقدة على الإنسان ، ولكن يبدو أن العديد من التجارب على الحيوانات ، والتي استشهد بها كليبر (1945) وميتشل (1962) ، تشير إلى أن النقص الغذائي في البوتاسيوم والمغنيسيوم والكالسيوم ، على الرغم من أنه لا يؤدي دائمًا إلى زيادة كبيرة في معدل الأيض الأساسي. . لم يظهر أن نقص الفيتامينات يؤثر على معدل الأيض الأساسي.

حالة اللياقة البدنية: يختلف السكان بشكل ملحوظ فيما يتعلق بحالة التدريب البدني أو اللياقة البدنية لديهم - على سبيل المثال ، مجموعة من العمال الزراعيين أو المجندين العسكريين مقارنة بمجموعة مستقرة من العاملين في المكاتب. إذا كان للياقة البدنية تأثير على معدل الأيض الأساسي ، فيجب أخذ ذلك في الاعتبار. تم التحقيق في الاحتمالية بشكل مكثف في الماضي وأي استجابة عند حدوثها كانت صغيرة جدًا بحيث لا يكون لها أهمية للأغراض الحالية (Benedict & amp Smith، 1915 Harris & amp Benedict، 1919 Steinhaus، 1928 Schneider & amp Foster، 1931 Robinson & amp Harman، 1941 Knehr، Dill & amp Neufeld، 1942 Karpovich، 1953).

ارتفاع: هناك قدر كبير من البيانات المنشورة حول تأثير الارتفاع على معدل الأيض الأساسي ، ومعظمها قليل الأهمية في السياق الحالي نظرًا لأنه يتعلق بالتكيفات في معدل الأيض الأساسي إلى فترات قصيرة نسبيًا على ارتفاعات. النتائج غالبا ما تكون متناقضة. يلخص Hannon & amp Sudman (1973) بعض الأدبيات باختصار ويبدو أن استنتاجهم ، جنبًا إلى جنب مع نتائجهم الخاصة ، يظهر أن معدل الأيض الأساسي في سكان الارتفاعات المتأقلمة يقع ضمن النطاق الطبيعي. قد يكون من المتوقع أن معدل الأيض الأساسي BMR في السكان الدائمين في المرتفعات ، على سبيل المثال على هضبة بيرو ، سوف يرتفع قليلاً بسبب زيادة النتاج القلبي أثناء الراحة ، وزيادة حركات الجهاز التنفسي ، وحتى زيادة عمل الكلى المطلوب في إفراز القاعدة ، ولكن هذه كلها ستكون صغيرة نسبيًا من حيث المدى وربما لا تزال تسمح بأن يكون معدل الأيض الأساسي بالقرب من المعدل الطبيعي.

منذ أن أصدرت اللجنة الأصلية لمنظمة الأغذية والزراعة المعنية بمتطلبات السعرات الحرارية تقريرها في عام 1950 ، والذي استخدم BMR كجزء من طريقته & lsquofactorial & rsquo لحساب الاحتياجات من الطاقة ، لا من اللجان اللاحقة (FAO 1957 FAO / WHO 1973) ولا الهيئات الأخرى ذات التكليفات المماثلة (مثل إدارة الصحة والضمان الاجتماعي ، 1979 المجلس القومي للبحوث ، 1980) وقد استخدم هذا النهج. ليس الغرض من هذه المقالة توضيح فائدة أو غير ذلك من تقدير معدل الأيض الأساسي كخطوة أولى في حساب متطلبات الطاقة ، ولكن ، كما يوحي اسمها ، لديها على الأقل إمكانية تكوين القاعدة التي يمكن يتم بناء احتياجات الطاقة الإجمالية للفرد أو المجموعة. لم يتم استخدام معدل الأيض الأساسي بطريقة معقولة جدًا في الماضي ، وقد تم بالفعل إساءة استخدامه بشكل متكرر ، ولكنه قد يكون ، في المستقبل ، العامل الرئيسي في تقييم أكثر مرونة لمتطلبات الطاقة للسكان.

ومع ذلك ، فإن أول شيء ضروري هو أن تكون مدركًا تمامًا لقيود البيانات الموجودة على معدل الأيض الأساسي. قد يكون من المفيد إعادة استسلام موجز للنقاط التي يجب وضعها في الاعتبار.

الوضع المثالي - غير العملي تمامًا - هو الحصول على قياس BMR فعلي لكل فرد مطلوب مستوى يومي إجمالي من التمثيل الغذائي الأساسي. ومع ذلك ، حتى لو كان ذلك ممكنًا ، بسبب 1) المشكلات المنهجية في القياس ، 2) ما إذا كان قد تم إجراء أكثر من قياس واحد أم لا ، 3) تأثير العوامل المختلفة على الفرد (القلق ، عدم الراحة ، الحالة الغذائية ، الجنس دورة في الإناث ، وما إلى ذلك) ، و 4) & lsquonormal & rsquo التباين البيولوجي ، فإن صلاحية مقياس BMR المقاس على الفرد ستكون مفتوحة لبعض خطوط العرض في التفسير.

ستكون أفضل المعلومات التالية المتاحة هي بيانات عن معدل الأيض الأساسي لمجموعة سكانية مماثلة لتلك التي يتم تقييمها ، على سبيل المثال 10 & ndash 15 عامًا من الأطفال الذين يعيشون في المناطق الريفية في N-E India أو 20 & ndash40 y. الرجال والنساء في إندونيسيا. حتى عندما تكون بعض البيانات متاحة (وهناك قدر كبير نسبيًا عن الأطفال الهنود) ، في هذه المرحلة ، يصبح الاحتمال أكبر في الاضطرار إلى الانغماس في مزيد من التخمينات الواضحة & rsquo. في معظم حالات تقييم معدل الأيض الأساسي على المجموعات السكانية ، من شبه المؤكد أنه سيكون هناك ندرة كبيرة في القياسات الحديثة المتاحة في المجموعات المماثلة. بالنسبة للأطفال ، بسبب معدلات النمو المتغيرة والزيادات الكبيرة في الطول والوزن ، قد يبدو الأمر أكثر صعوبة.

أخيرًا ، هناك العديد من التأثيرات التي لم يتم حلها حتى الآن والتي لها تأثير أكبر أو أقل على معدل الأيض الأساسي والتي يستحيل أخذها في الاعتبار - تكوين الجسم ودرجة الحرارة البيئية والمناخ وعزل الملابس هي بعض من أكثر أهمية.

يجب أن يكون الاستنتاج بالتأكيد أنه ، في الوقت الحالي ، لا توجد وسيلة متاحة لنا لكي نكون دقيقين في تقديرنا لمعدل الأيض الأساسي ، بخلاف الطريقة الزائفة تمامًا. إنه لأمر مدهش للغاية اعتبار الجهود غير المجدية التي تم بذلها في فحص البيانات الخاصة بالإنسان والوزن والوزن إلى القوة 0.7 أو 0.73 أو 0.75 ومساحة السطح ، كوحدة تفضيل عندما يكون هناك بوضوح لا يوجد فرق تقريبًا بين أي منها ، فكلها مفيدة فقط بطريقة غير كاملة للغاية ، وواحد منها - الوزن - سهل ودقيق وبسيط للقياس والاستفادة. من المدهش أيضًا أن نفحص عن كثب الجداول التي أعدها Quenouille et al (1951) وتلك الواردة في تقرير منظمة الأغذية والزراعة / منظمة الصحة العالمية (1973). الأول يظهر جداول مفيدة جدًا لمعدل التمثيل الغذائي للبنين والبنات والرجال والنساء من مجموعة من أوزان الجسم مع أعمدة منفصلة لكل مجموعة من الارتفاعات. يتم إعطاء جدول لـ & ldquoU.S. - N. European Men & rdquo وآخر لـ & ldquoAsian Men & rdquo وهناك نفس الترتيب للنساء (لا توجد طاولات منفصلة مماثلة للأطفال). على الأقل في حالة الرجال ، يبدو هذا التمييز غير ضروري تمامًا لأن الاختلافات في أي وزن وطول معينة صغيرة بما يكفي لتكون بدون أي أهمية على سبيل المثال ، في عينة عشوائية من جداول 42 أوزانًا وارتفاعًا مختلفًا ، الفرق في إجمالي معدل الأيض الأساسي اليومي بين الولايات المتحدة - شمال أوروبا والرجال الآسيويين بلغ متوسط ​​160 كيلوجول (38 كيلو كالوري) وجميع الاختلافات الكبيرة حدثت في الرجال طويلي القامة (أكثر من 190 سم) والذين كانوا أيضًا خفيفي الوزن. في حالة النساء ، على الرغم من أن الفروق لم تكن كبيرة (175 كيلو جول أو 42 كيلو كالوري) إلا أنها كانت موجودة بشكل أكثر اتساقًا وسيتم ارتكاب خطأ ضئيل بطرح هذه الكمية من القيم الأمريكية الشمالية.

وبالمثل ، في جدول منظمة الأغذية والزراعة / منظمة الصحة العالمية (نقلاً عن بيانات تالبوت ، 1938) ، على الرغم من أن البيانات قد تم تجميعها من القياسات الأصلية بطريقة غير صحيحة تمامًا ، إلا أن الفرق بين القيم المقتبسة للأولاد وتلك الخاصة بالفتيات ، مع الجسم الأوزان من 3 حتى 30 كجم بمتوسط ​​38 كيلو جول (9 كيلو كالوري) في اليوم! مع المعلومات المتاحة ، يكون هذا التمييز بدون مبرر بيولوجي ولا يحقق أي غرض عملي مفيد.

استلزم تطوير الفلسفة على الرغم من الأقسام السابقة لهذا التقييم لمعدل الأيض الأساسي إنتاج جدول بسيط للسماح بحساب معدل الأيض الأساسي بدرجة من الدقة تتوافق مع صحة البيانات. مع هذا الهدف ، تم رسم البيانات المنشورة مسبقًا بإجمالي الطاقة القاعدية اليومية والوزن الإجمالي للجسم حسب الترتيب ، وتم فحص مجموعات مختلفة.

الشكل 7 والتين. 8 & ndash13 ، تم بناؤها من قياسات BMR على أكثر من 1200 رضيع وطفل ومراهق ، ومصادرها موضحة في الأرقام. تمثل البيانات السكان الأمريكيين والسويديين والدنماركيين والهولنديين واليابانيين والهنود ، وكلهم على ما يبدو لديهم نفس التوزيع العام. تين. 16 و 17 مستمدة من بيانات عن الرجال والنساء على التوالي ، ويغطي كل منهما عدة مئات من الأفراد بما في ذلك الولايات المتحدة ، والصين ، والبورمية ، والهندية ، واليابانية ، والسويديين ، وكذلك بالنسبة للنساء ، بعض الفلبينيين. مرة أخرى ، في هذه البيانات الخاصة بالبالغين ، لا يوجد دليل على أن أيًا من المجموعات تختلف اختلافًا كبيرًا عن الباقي.

الرضع والأطفال: قد تنشأ بعض الآثار المدهشة من فحص العلاقات بين وزن الجسم ومعدل الأيض الأساسي عند الرضع والأطفال. بادئ ذي بدء ، في نطاق أوزان الجسم من حوالي 3 كجم إلى حوالي 30 كجم ، لا يوجد أهمية للجنس ولا العمر الزمني. (انظر أيضًا Garn & amp Clark، 1953 and Sargent، 1961). وزن الجسم هو المتغير الرئيسي ، والتفريق بين البيانات بين الذكور والإناث وجعل مخصصات العمر غير ضروري بأي معنى عملي مفيد. يتوافق وزن الجسم البالغ 30 كجم مع منحنيات النمو للوزن (مثل Tanner و Whitehouse و Takaishi ، 1966 ، على الأطفال البريطانيين) إلى عمر 10 سنوات. أو نحو ذلك ، على الرغم من أن هذا العمر سيختلف بشكل واضح باختلاف السكان ، إلا أن العمر الفعلي ليس له صلة عملية تذكر. أقل من هذا الوزن ، تكون منحنيات النمو عند المئوي الخمسين للبنين والبنات متطابقة تقريبًا بالفعل ، والفرق الطفيف الوحيد بين الجنسين لأي من المئين هو عند الشريحة المئوية التسعين وهو أعلى بشكل هامشي بالنسبة للفتيات خلال آخر عامين أو ثلاثة أعوام من هذه الفترة.

الشكل 7: معدل الأيض الأساسي مرسوم مقابل وزن الجسم لـ 1200 رضيع ومراهق من كلا الجنسين

(مصادر البيانات: Banerjee & amp Bhattacharya، 1964 Benedict & amp Talbot، 1921 Dakshayani & amp Ramana، 1964 Khan & amp Belavady، 1973 Lamb & amp Michie، 1954 Lewis، Kinsman & amp Iliff، 1937 Quenouille، Boyne، Fisher & amp Leitch، 1951 & amp؛ ampot، Wilson ووستر ، 1937)

لذلك ، بالنسبة للأطفال الذين يبلغ وزنهم 30 كجم أو أقل ، قد يتم تقدير معدل الأيض الأساسي بوحدات الطاقة يوميًا بشكل معقول من وزن الجسم وحده ، حيث لا يوجد تأثير مهم للجنس والعمر على القيمة المحسوبة.

بالإضافة إلى وزن الجسم البالغ حوالي 30 كجم ، هناك بعض الزيادة في تشتت البيانات. سيشمل هذا الجزء من الرسم البياني طفرة نمو البلوغ والتي غالبًا ما تؤدي إلى اختلاف ملحوظ بين الجنسين في زيادة الوزن ، وفرضها على هذا داخل كل جنس ، قد تكون هناك اختلافات كبيرة في معدل زيادة الوزن ، أي قد يتبع الطفل الفرد المئوي الخمسين ، أو يكون في مكان ما أقرب من المستويات المئوية الأدنى أو الأعلى.

وفقًا لذلك ، لكل من الأولاد والبنات الذين تتراوح أعمارهم بين 10 سنوات. حتى 18 عامًا ، تم رسم البيانات بشكل منفصل لكل جنس وتم تقسيمها إلى 3 مجموعات فرعية في كل حالة ، أ) هؤلاء الأولاد والبنات بين المئتين الثالثة والخامسة والعشرين ، ب) أولئك بين المئتين الخامسة والعشرين والخامسة والسبعين ، و ج) من هم بين المئتين 75 و 97. أي ، لكل من الأولاد والبنات ، تم رسم جميع القيم المنفصلة لمعدل الأيض الأساسي من المصادر المذكورة في الأرقام ، اعتمادًا على النطاق المئوي المناسب لوزن الفرد بالنسبة إلى عمره. النطاقات المئوية ذات الصلة ترد في الأرقام المعنية.

تين. 8 & ndash10 تظهر بيانات النطاقات المئوية الثلاثة للأولاد. يختلف توزيع النقاط ، كما هو متوقع ، أكثر من الأولاد في 3 & ndash25 المئوية الذين لديهم أوزان جسم و BMRs في الطرف الأدنى من النطاق مقارنة بتلك الموجودة في 25 & ndash75 و 75 & ndash97 المئوية. قد يكون من المفيد الحصول على مزيد من المعلومات في 75 & ndash97 المئوية ولكن ، بافتراض أن البيانات المقدمة هنا لا تعطي صورة مشوهة ، فمن المثير للاهتمام ملاحظة أنه يمكن تراكب مجموعات البيانات الثلاث على بعضها البعض بتوافق مثالي تقريبًا من خطوط الانحدار. بعبارة أخرى ، يمكن رسم خط انحدار واحد ليناسب جميع البيانات لهؤلاء الأولاد الذين تتراوح أعمارهم بين 10 سنوات. حتى 18 ص. وتتراوح أوزان الجسم من 20 إلى أكثر من 70 كجم. هناك تبعثر كبير للنقاط حول الخط ولكن هذا التباين بترتيب مشابه لجميع بيانات معدل الأيض الأساسي في الأدبيات.

الشكل 8: معدل الأيض الأساسي مرسوم مقابل وزن الجسم للأولاد الذين تتراوح أعمارهم بين 3 و 25 عامًا
المئوية من مخطط نمو Tanner و Whitehouse و amp Takaishi (1966)

(مصادر البيانات: Benedict & amp Talbot، 1921 de Bruin، 1939 Lewis، Kinsman & amp Iliff، 1937 Nakagawa، 1937 Olmstead، Barr & amp Du Bois، 1918 Stark، 1935 Topper & amp Mulier، 1932 Wang، 1939 Wang، Kern، Frank & amp Hays ، 1926 Wilson & amp Roy، 1938)

الشكل 9: معدل الأيض الأساسي مرسوم مقابل وزن الجسم للأولاد الذين تتراوح أعمارهم بين 25 و 75 عامًا
المئوية من مخطط نمو Tanner و Whitehouse و amp Takaishi (1966).

(مصادر البيانات: de Bruin، 1939 Benedict & amp Talbot، 1921 Lewis، Kinsman & amp Iliff، 1937 Nakagawa، 1934 Nakagawa، 1937 Olmstead، Barr & amp Du Bois، 1918 Stark، 1935 Topper & amp Mulier، 1932 Wang، Kern، Frank & amp Hays ، 1926)

الشكل 10: معدل الأيض الأساسي مرسوم مقابل وزن الجسم للأولاد الذين تتراوح أعمارهم بين 75 و 75
97 سنت من نمو Tanner و Whitehouse و amp Takaishi (1966)
جدول

(مصادر البيانات: Benedict & amp Talbot، 1921 de Bruin، 1939 Lewis، Kinsman & amp Iliff، 1937 Stark، 1935 Topper & amp Mulier، 1932)

الشكل 11: بيانات مركبة لجميع الأولاد الذين تتراوح أعمارهم بين 3 و 97 مئوية
مخطط نمو Tanner و Whitehouse & amp Takaishi (1966)

لذلك يبدو واضحًا أنه في هذه الفئة العمرية أيضًا لا يوجد أي تأثير مرتبط بالعمر على وجه التحديد من أي أهمية. أيضًا ، نظرًا لأن بعض الأولاد اليابانيين والهنود تم تضمينهم (بعض هؤلاء الشباب 40 من الفتيان من كلكتا في 3 & ndash25 المئوية من مجموعة اجتماعية واقتصادية منخفضة ، والذين يتناسبون جيدًا مع بقية البيانات في الشكل 8 ، فإن احتمالية وجود تأثير عنصري قد لا يكون ممارسة تأثير كبير مرتفعًا ، على الرغم من أنه من الواضح أن عوامل المناخ وتكوين الجسم في الأولاد الأثقل وزنًا تحتاج إلى مزيد من التحقيق.

تُظهر البيانات المنشورة المتاحة للفتيات (الشكلان 12 و ndash14) صورة مشابهة لتلك الخاصة بالأولاد ، ومرة ​​أخرى عندما يتم فرض الرسوم البيانية المبعثرة ، فإن نفس خط الانحدار الفردي الناتج يناسب البيانات بشكل كافٍ (الشكل 15).

مع كل من الأولاد والبنات ، تكون العلاقة منحنية ، أولئك الذين لديهم أوزان جسم أثقل لديهم معدل استقلاب أساسي / كجم أقل من وزن الجسم الأخف وزناً. قد يكون هذا انعكاسًا لحقيقة أن الوزن الثقيل يمثل فردًا أكبر سنًا وأنه قد يميز أيضًا تكوينًا مختلفًا للجسم.

توجد فروق بين الجنسين في الوزن يتراوح من حوالي 30 كيلوجرام فأكثر ، وتتفاوت الكمية من قيمة للأولاد بحوالي 6٪ أعلى من البنات عند الأوزان 30 & - 45 كيلوجرام ، 8٪ أعلى عند 50 كيلوجرام ، 10٪ عند 60 كيلوجرام. و 13٪ عند 70 كجم (القيم معطاة في الجدول 3). هذه الاختلافات ، التي تزيد عن وزن الجسم البالغ 50 كجم ، مماثلة لتلك الموجودة بين الرجال والنساء البالغين ويفترض أنها ترجع جزئيًا إلى الاختلافات الجنسية الأساسية التي قد تكون مرتبطة بمعدل التمثيل الغذائي للنسيج نفسه (على سبيل المثال ، قد يكون من الممكن تصور نفس الكتلة العضلية لديهم معدل استقلاب أعلى عند الذكور منه عند الإناث) وكذلك اختلاف كتل الأنسجة (مثل الأنسجة العضلية والدهنية) عند الذكور والإناث. ومع ذلك ، لا تزال هذه افتراضات إلى حد كبير وهناك حاجة إلى مزيد من البحث في هذا المجال.

الشكل 12: معدل الأيض الأساسي مرسوم مقابل وزن الجسم للفتيات بين 3 و 25 عامًا
المئوية من مخطط نمو Tanner و Whitehouse و amp Takaishi (1966)

(مصادر البيانات: Benedict & amp Talbot، 1921 Blunt، Tilt، McLaughlin & amp Gunn، 1926 de Bruin، 1939 Lewis، Kinsman & amp Iliff، 1937 Nakagawa، 1934 Nakagawa، 1937 Nylin، 1935 Topper & amp Mulier، 1932 Vogelius، 1945 Wang، 1939 Wang، Kern، Frank & amp Hays، 1926 Wang، Kaucher & amp Wing، 1936)

الشكل 13: معدل الأيض الأساسي مرسوم مقابل وزن الجسم للفتيات بين 25 و 75 عامًا
المئوية من مخطط نمو Tanner و Whitehouse و amp Takaishi (1966)

(مصادر البيانات: Benedict & amp Talbot، 1921 Blunt، McLaughlin & amp Gunn، 1926 de Bruin، 1939 Lewis، Kinsman & amp Iliff، 1937 Nakagawa، 1934 Nakagawa، 1937 Nyling، 1935 Topper & amp Mulier، 1932 Vogelius، 1945 Wang، 1939 Wang، Kern، Frank & amp Hays، 1926 Wang، Kaucher & amp Wing، 1936)

الشكل 14: معدل الأيض الأساسي مرسوم مقابل وزن الجسم للفتيات بين 75 و 97
المئوية من مخطط نمو Tanner و Whitehouse و amp Takaishi (1966)

(مصادر البيانات: Benedict & amp Talbot، 1921 Blunt، Tilt، McLaughlin & amp Gunn، 1926 de Bruin، 1939 Lewis، Kinsman & amp Iliff، 1937 Topper & amp Mulier، 1932، Vogelius، 1945 Wang، Kaucher & amp Wing، 1936)

الشكل 15: البيانات المركبة لجميع الفتيات بين 3 و 97 في المائة من
مخطط نمو Tanner و Whitehouse & amp Takaishi (1966)

الجدول 3. توقع معدل الأيض الأساسي اليومي للأفراد أو مجموعات الأفراد من كلا الجنسين
الرضع والأطفال أمبيرالأعمار من 10 سنوات و - 18 سنة.وأكثر من 30 كجمالكبار
العمود 1 العمود 2العمود 3 العمود 4العمود 5
وزن
(كلغ)
إم جي(كيلو كالوري)وزن
(كلغ)
أولادفتياتوزن
(كلغ)
رجالنساء
إم جي(كيلو كالوري)إم جي(كيلو كالوري)إم جي(كيلو كالوري)إم جي(كيلو كالوري)
3.63150325.0212004.69112036--4.201005
4.84200345.1712354.851160384.8511604.371045
51.09260365.3112705.021200405.0412054.541085
61.34320385.4613055.171235425.2112454.731130
71.55370405.6113405.311270445.3612804.901170
81.88450425.7313705.441300465.5213205.061210
92.13510445.8413955.561330485.6713555.231250
102.34560465.9414205.671355505.8213905.401290
112.55610486.0714505.751375525.9814305.521320
122.76660506.1914805.841395546.1314655.651350
132.93700526.3215105.901410566.2815005.751375
143.14750546.4415405.981430586.4215355.861400
153.31790566.5715706.051445606.5715705.961425
163.43820586.6916006.091455626.6916006.051445
173.56850606.8016256.131465646.8416356.151470
183.68880626.9216556.231490666.9716656.231490
193.81910647.0516856.321510687.0716906.321510
203.93940667.1517106.401530707.1817156.401530
224.14990687.2817406.461545727.2617356.491550
244.351040707.4117706.521560747.3417556.551565
264.521080 767.4317756.611580
284.671115 787.4917906.671595
304.811150 807.5518056.741610
827.5918156.801625
847.6618306.861640
867.7018406.901650
887.7418506.971665
907.7818607.031680
927.8218707.091695

في هذا النطاق الكامل لمعدلات الأيض الأساسي بأوزان مختلفة للجسم طوال الفترة العمرية للرضع حتى 18 عامًا ، غالبًا ما تكون القيم المقترحة مماثلة لتلك المذكورة في منظمة الأغذية والزراعة / منظمة الصحة العالمية (1973) التي تدعي أنها بيانات تالبوت (1938) ولكن ، يزيد وزنها عن 20 كجم ، وهي أعلى من تلك الموجودة في Quenouille et al (1951) (راجع الجدول 4).

في الممارسة العملية ، يتطلب استخدام قيم BMR المقترحة في الجدول 3 للرضع والأطفال والمراهقين استخدام أعمدة منفصلة اعتمادًا على عمر الفرد أو المجموعة وعلى الجنس. أقل من 10 سنوات أو أقل بوزن 30 كجم يجب استخدام العمود 1 بين سن 10 سنوات. و 18 ذ. ولأوزان الجسم التي تزيد عن 30 كجم ، يجب استخدام العمود 2 للأولاد والعمود 3 للفتيات. للبالغين ، أي 19 سنة. أو أقدم ، يجب استخدام العمودين 4 و 5 للرجال والنساء على التوالي (انظر أيضًا الشكل 16 والشكل 17).

يجب ذكر مؤهلات معينة حول الاستخدام العملي لهذا الجدول. يكاد يكون من المؤكد أن هذه لا تنطبق على العمود 1 على الرضع والأطفال الصغار حيث تكون معدلات BMR المتوقعة قريبة بدرجة كافية من تلك الخاصة بالمؤلفين الآخرين (راجع الجدول 4) لجعل صدقها مرجحًا للغاية.

ينطبق العمودان 2 و 3 على فترة النمو عندما تظهر الفروق بين الجنسين. هذه فترة صعبة للتقييم بدقة كبيرة فيما يتعلق بمعدلات الأيض الأساسي الفردية. هناك الكثير من الاختلاف في معدلات النمو وأوزان الجسم ، والتي تمثل حالات مختلفة جدًا من التحفيز الأيضي للفرد ، على الرغم من أن الصورة العامة لكل جنس تبدو متسقة بشكل معقول ، إلا أن هناك شذوذًا كبيرًا. لا يمكن حل هذه المشكلات بشكل صحيح إلا من خلال اكتشاف أولاً مدى أهمية المشكلة التي تثيرها في الممارسة وثانيًا عن طريق تحليل المزيد من البيانات الحديثة. في الجدول الحالي ، بينما يوجد تقدم معقول من معدلات BMR المتوقعة للعمود & lsquounder 30 kg & rsquo إلى & lsquo10 & ndash18 y. أكثر من 30 كجم في الأعمدة للذكور والإناث ، يمثل تكامل القيم الأخيرة مع تلك الخاصة بالبالغين في العمودين 4 و 5 بعض الصعوبات عند مستويات الوزن الأقل ، بين 36 و 44 كجم بشكل خاص. توجد اختلافات بنسبة 10 & ndash15٪ بين معدّلات الأيض الأساسي لنفس أوزان الجسم في عمودي & lsquochildren & rsquo و & lsquoadult & rsquo. سيكون جزء من هذا فرقًا زائفًا لأن الفتاة التي يبلغ وزنها 40 كجم ، على سبيل المثال ، قد تنمو لتصبح امرأة بوزن 55 كجم مع صعوبة قليلة نسبيًا في التوفيق بين معدل الأيض الأساسي بين & lsquochildren & rsquo و & lsquoadult & rsquo التوقعات. قد يكون لعوامل أخرى ، مثل تغيير تكوين الجسم ومحفز النمو لعملية التمثيل الغذائي ، تأثيرات مضافة صغيرة. ومع ذلك ، فإن البيانات لا تتلاءم مع بعضها بشكل جيد للغاية بالنسبة لهذه الأعمدة التي تمثل فترات مختلفة من الحياة ، ويبقى أن نرى مدى صعوبة هذا الأمر.

الشكل 16: معدل الأيض الأساسي مرسوم مقابل وزن الجسم للرجال البالغين

(مصادر البيانات: Aub & amp Du Bois، 1917 Benedict، Emmes، Roth & amp Smith، 1914 Benedict & amp Garven، 1936 Boothby & amp Sandiford، 1922 Chitre، Mobsby، Thein & amp Hla Pe، 1959 Hamberger & amp Lundgren، 1965 Harris & amp Benedict، 1919 Hori، Ohnaka، Shiraki، Tsujita، Yoshimura، Saito & amp Panata، 1977 Keys، Taylor & amp Grande، 1973 Krishnan & amp Vareed، 1932)

الشكل 17: معدل الأيض الأساسي مرسوم مقابل وزن الجسم للنساء البالغات

(مصادر البيانات: Benedict، Emmes، Roth & amp Smith، 1914 Boothby & amp Sandiford، 1922 Dakshayani & amp Ramana Murthy، 1964 de Guzman & amp Florentino، 1968 Hamberger & amp Lundgren، 1965 Harris & amp Benedict، 1919 Khan & amp Belavady، 1973 Krishnan & amp Vareed، 1932 ميسون وأمبير بنديكت ، 1931)

الجدول 4: مقارنة بين 3 مجموعات من معدل الاستقلاب الأساسي المتوقع (بالسعرات الحرارية / اليوم).

وزنالبيانات الحاليةQuenouille et alمنظمة الأغذية والزراعة / منظمة الصحة العالمية
العمود 1
10 560 -540
15 790 780720
20 940 905860
25 1060 9601025
30 1150 10801140
العمود 2 العمود 3
ذكور إناث ذكورإناثذكورإناث
351250 1180 1170105012501160
401340 1270 1240112513401240
451405العمود 41340العمود 51330116014151320
501480(1390)1395(1290)1400124014851400
551555(1485)1440(1360)1450129015701490
601625(1570)1465(1425)1520135016301545
65 1650 148015801390
70 1715 153016301440
75 1765 157517001480
80 1805 161017501540
85 1835 164518001590
90 1860 168018501630

تتفق القيم المعطاة للبالغين ضمن 4 & ndash6٪ ضمن تلك التي اقترحها Quenouille et al.

ان شيخوخة ربما يجب إدخال عامل لمعظم السكان ، على الرغم من أن هذا قد يعكس في الغالب التغييرات في تكوين الجسم وبالتالي قد يحتاج إلى تقليله في السكان أو الأفراد حيث يبدو أن التغيير طفيفًا ، أو ربما يزداد عندما تكون هذه التغييرات أكثر وضوحًا. بين سن 20 سنة. و 60 ص ، انخفاض قدره 5٪ لكل 20 سنة. يقترح سبان كمعيار. بين 60 و 75 سنة. يجب إجراء تخفيض آخر بنسبة 10٪. بعد هذا العمر ، وبسبب عدة عوامل (أعداد صغيرة نسبيًا من هؤلاء السكان ، وكميات أصغر نسبيًا من الأنسجة الدهنية ، والأخطار المحتملة لمستويات منخفضة جدًا من تناول الطاقة ، وما إلى ذلك) ، ربما يكون من الأكثر أمانًا عدم إجراء المزيد من التخفيض.

الحمل والرضاعة زيادة معدل الأيض الأساسي ولكن ليس بشكل مفرط بما يتناسب مع وزن جسم الأم المتغير وربما لا يلزم تعديل خاص لمعدل الأيض الأساسي.

استنتاج: تمت صياغة جدول للسماح بالتنبؤ بمعدلات الأيض الأساسي لدى الأفراد في أي عمر أو مجموعة من أوزان الجسم. وزن الجسم هو أهم عامل في تعديل معدل الأيض الأساسي لكن تأثيره يختلف باختلاف الفئة العمرية للفرد. من المؤكد أن استخدام هذا الجدول مفتوح لبعض الأخطاء ، لكن تنوع البيانات المنشورة يجعل من غير المحتمل أن توفر الطرق الأكثر تعقيدًا لحساب معدل الأيض الأساسي أي دقة متزايدة ويمتاز الجدول الحالي بميزة كبيرة تتمثل في سهولة تطبيقه.

لم يتم تخصيص أي تأثير للمناخ أو العرق أو التأثيرات الموسمية ، على الرغم من أن المزيد من البحث قد يظهر أن هذا ضروري.

إذا تم استخدام قياسات معدل الأيض الأساسي - على عكس التوقعات - على السكان المشتبه في أنهم يعانون من نقص التغذية ، فيجب إجراء زيادة في الحساب للسماح بذلك. وبالمثل ، قد تكون هناك حاجة إلى إضافة إلى وزن الجسم لمثل هؤلاء السكان لإنتاج قيم BMR & lsquodesiable & rsquo. إن الآثار المترتبة على مثل هذه التلاعبات معقدة وهناك حاجة إلى كل من الرعاية والمعرفة الكبيرة لإجراء عمليات إعادة تقييم صحيحة في مثل هذه المواقف.

في جميع أنحاء هذه المقالة ، تمت الإشارة إلى أن العديد من مجالات المعلومات ناقصة وهذه تشمل بشكل خاص 1) تعديلات في معدل الأيض الأساسي بين أواخر المراهقة وصغار البلوغ - على سبيل المثال دراسات على الذكور والإناث من نفس وزن الجسم وتركيبته بين 15 و 25 سنة ، 2) تأثيرات الحالات المتغيرة لتكوين الجسم ، 3) تأثيرات المناخ ، المعتدل والحار ، على معدل الأيض الأساسي في البيئة المناخية العادية.

ATWATER، W.O. & أمبير ؛ بينديكت ، إف. (1899). استقلاب المادة والطاقة في جسم الإنسان. وزارة الزراعة الأمريكية. ثور. 69 لا.

الجامعة الأمريكية في بيروت ، وجيه سي ، وأمبير دو بويس ، إي إف (1917). التمثيل الغذائي الأساسي لكبار السن. قوس. int. ميد. 19، 823 و ndash831.

بيلي ، دي ، هاري ، دي ، جونسون ، ري. & amp KUPPRAT ، I. (1973). التذبذبات في استهلاك الأوكسجين للإنسان أثناء الراحة. J. تطبيق. فيسيول. 34، 467 و ndash470.

BANERJEE، S. & amp BHATTACHARYA، A.K. (1964). معدلات التمثيل الغذائي القاعدية للبنين والشباب في ولاية راجاستان. Ind. J. med. الدقة. 52، 1167 و ndash1172.

بينيديكت ، إف. (1915 أ). العوامل المؤثرة على التمثيل الغذائي الأساسي. J. بيول تشيم. 20، 263 و ndash299.

بينيديكت ، إف. (1915 ب). دراسة عن الصيام المطول. معهد كارنيجي. يغسل. رقم 203 ص 416.

بينيديكت ، إف. (1938). علم الطاقة الحيوية. دراسة في التمثيل الغذائي القاعدي المقارن. معهد كارنيجي. يغسل. لا 503.

بينيديكت ، إف. & أمبير ؛ بينديكت ، سي جي. (1933). الجهد العقلي فيما يتعلق بتبادل الغازات ومعدل ضربات القلب وآليات التنفس. معهد كارنيجي. يغسل. لا 446.

بينيديكت ، إف. & أمبير النجار ، T.M. (1909). تأثير العمل العضلي والعقلي على التمثيل الغذائي وكفاءة جسم الإنسان كآلة. وزارة الزراعة الأمريكية. اطفء. يجرب. ستا. ثور. 208 لا

بينيديكت ، إف. جي ، إميس ، إل إي ، روث ، بي أند أمبير سميث ، إتش إم. (1914). التمثيل الغذائي القاعدية الغازية للرجال والنساء العاديين. J. بيول. تشيم. 18، 139 و ndash155.

بينيديكت ، إف. & amp GARVEN، H.D. (1936). التمثيل الغذائي الأساسي للذكور الصينيين في منشوريا. فيزيول الصينية J. 10و 141 و ndash148.

بينيديكت ، إف. & أمبير سميث ، هـ. (1915). التمثيل الغذائي للرياضيين بالمقارنة مع الأفراد الطبيعيين من نفس الطول والوزن. J. بيول. تشيم. 20، 243 و ndash252.

بينيديكت ، إف جي ، مايلز ، دبليو آر ، روث ، بي أند أمبير سميث ، إتش إم. (1919). حيوية الإنسان وكفاءته في ظل نظام غذائي مقيد طويل الأمد. معهد كارنيجي. يغسل. رقم 280. ص 701.

بينيديكت ، إف. & أمبير ؛ تالبوت ، ف.ب. (1921). التمثيل الغذائي والنمو منذ الولادة وحتى سن البلوغ. معهد كارنيجي. يغسل. لا 302.

بنزنجر ، T.H. ، HUEBSCHER ، R.G. ، MINARD ، D. & amp KITZINGER ، C. (1958). قياس المسعر البشري عن طريق مبدأ التدرج. J. تطبيق. فيسيول. 12، ملحق. 1. 1 & ndash28.

بيركسون ، جيه أند بووثبي ، دبليو إم. (1936). دراسات عن طاقة التمثيل الغذائي للأفراد الطبيعيين. مقارنة لتقدير التمثيل الغذائي القاعدي من (1) صيغة خطية و (2) & ldquosurface area & rdquo. أكون. J. Physiol. 116، 485 و ndash494.

بلاستر ، ك. (1971). طرق قياس استقلاب الطاقة للحيوانات وتفسير النتائج المتحصل عليها. اتحاد بروك. 30، 1436 و - 1443.

BLUNT، K.، TILT، J.، MCLAUGHLIN، L. & amp GUNN، K.B. (1926). التمثيل الغذائي الأساسي للفتيات. J. بيول. تشيم. 67، 491 و ndash503.

بووثبي ، دبليو. & amp ؛ SANDIFORD ، I. (1922). ملخص لبيانات التمثيل الغذائي القاعدي على 8614 شخصًا مع إشارة خاصة إلى المعايير العادية لتقدير معدل الأيض الأساسي. J. بيول. تشيم. 54، 783 و ndash803.

بووثبي ، دبليو. & amp SANDIFORD ، I. (1929). القيم الطبيعية لعملية التمثيل الغذائي القاعدية أو المعيارية. تعديل معايير Du Bois. أكون. J. Physiol. 90، 290 & ndash291.

بووثبي ، دبليو إم ، بيركسون ، جيه & أمبير دن ، إتش إل (1936). دراسات عن طاقة التمثيل الغذائي للأفراد العاديين: معيار لعملية التمثيل الغذائي القاعدية ، مع مخطط تعريفي للتطبيق السريري. أكون. J. Physiol. 116و 468 و ndash484.

بويد ، إي. (1962). في النمو بما في ذلك التكاثر والتطور الصرفي. (ed. Altman & amp Dittmer) pp 346 & ndash348. واشنطن: الكتيبات البيولوجية ، اتحاد الجمعيات الأمريكية للبيولوجيا التجريبية.

BRODY، S. & amp ELTING، EC (1926). طريقة جديدة لقياس مساحة السطح واستخدامها لتحديد العلاقة بين النمو في مساحة السطح والنمو في الوزن ونمو الهيكل العظمي في الأبقار الحلوب. ميسوري. زراعي. على سبيل المثال. ستا. الدقة. ثور. رقم 89. ص 18.

بروزيك ، جيه. & أمبير ؛ غراندي ، ف. (1955). تكوين الجسم والتمثيل الغذائي الأساسي في الإنسان: تحليل الارتباط مقابل النهج الفسيولوجي. الإنسان بيول. 27، 22 و ndash31. دي بروين ، م. (1939). معدل الأيض الأساسي عند الأطفال ذوي الأبعاد الجسدية غير الطبيعية. أكون. J. ديس. طفل. 57، 29 و - 51.

كاربنتر ، ت. (1915). مقارنة بين طرق تحديد التبادل التنفسي للإنسان. معهد كارنيجي. يغسل. رقم 216 ص 265.

CHITRE ، R.G. ، MOBSBY ، AM ، THEIN ، K. & amp HLA PE ، U. (1959). دراسات حول التمثيل الغذائي الأساسي للشعب البورمي. J. Postgrad. ميد. (بومباي) 5، 129 & ndash137.

CHLOPIN ، GW ، JAKOWENKO ، W. & amp WOLSCHINSKY ، W. (1927). Weitere Untersuchungen & uumlber Einfluss der geistigen T & aumltigkeit auf den respiratorischen Gaswechsel und auf den Energieumsatz. قوس. هيغ. 98، 158 و ndash175.

DAKSHAYANI، R. & amp RAMANA MURTHY، P. (1964). التمثيل الغذائي القاعدي وإفراز الكرياتينين في مجموعات فسيولوجية مختلفة. Ind. J. med. الدقة. 52، 1159 و ndash1166.

قسم الصحة والضمان الاجتماعي (1979). الكميات اليومية الموصى بها من الطاقة الغذائية والمغذيات لمجموعات من الناس في المملكة المتحدة. تقرير عن الموضوعات الصحية والاجتماعية 15. لندن: HMSO.

Du BOIS ، EF (1930 & ndash31). التطورات الحديثة في دراسة التمثيل الغذائي الأساسي. الجزء الأول الجزء الثاني. نوتر. 3، 217 & ndash228، 331 & ndash343.

Du BOIS ، D. & amp Du BOIS ، EF (1916). قياس السعرات الحرارية السريرية. الورقة العاشرة. صيغة لتقدير مساحة السطح التقريبية إذا كان الطول والوزن معروفين. قوس. int. ميد. 17، 863 و ndash872.

Du BOIS ، E.F. ، EBAUGH ، F.G. & amp HARDY ، JD (1952). إنتاج الحرارة القاعدية والقضاء على 13 امرأة عادية في درجات حرارة من 22 درجة مئوية إلى 35 درجة مئوية. نوتر. 48، 257 و ndash293.

DURNIN، J.V.G.A. (1959). استخدام المساحة السطحية ووزن الجسم كمعيارين مرجعيين في الدراسات حول إنفاق الطاقة البشرية. ش. نوتر. 13و 68 و ndash71.

DURNIN، J.V.G.A. (1978 أ). المسعر غير المباشر في الإنسان: نقد المشاكل العملية. بروك. نوتر. شركة 37و 5 و ndash12.

DURNIN، J.V.G.A. (1978 ب). التفاعل المحتمل بين النشاط البدني وتكوين الجسم والسمنة عند الإنسان. في التطورات الحديثة في أبحاث السمنة (محرر براي ، جورجيا) لندن: نيومان للنشر.

DURNIN، J.V.G.A. & amp PASSMORE، R. (1967). طاقة العمل والترفيه. لندن: كتب هاينمان التعليمية.

ELSNER ، R.W. ، ANDERSEN ، K.L. & amp HERMANSEN، L. (1960). الاستجابات الحرارية والاستقلابية لهنود القطب الشمالي للتعرض للبرد المعتدل في نهاية فصل الشتاء. J. تطبيق. فيسيول. 15، 659 و ndash661.

إيفيليث ، ب. & amp TANNER ، J.M. (1976). التباين العالمي في النمو البشري. كامبريدج: مطبعة جامعة كامبريدج.

FITZGERALD، L.R. (1957). التنفس الجلدي في الرجل. فيسيول. القس. 37، 325 و ndash336.

فليش ، أ. (1951). Le m & eacutetabolisme الأساسي القياسي وآخرون d & amp ؛ تحديد القطع au moyen du & ldquoM & eacutetabo calculator & rdquo. هيلف. متوسط. اكتا. 18، 23 و - 44.

FLORENTINO، R. & amp GUZMAN، P. de (1963). اختيار البيانات لمعايير معدل الأيض الأساسي. الفلبينية J. Sc. 93، 307 و ndash318.

الفاو (1950). متطلبات السعرات الحرارية. الدراسات الغذائية لمنظمة الأغذية والزراعة رقم 5. واشنطن: الفاو.

الفاو (1957). متطلبات السعرات الحرارية. الدراسات الغذائية لمنظمة الأغذية والزراعة رقم 15. روما: الفاو.

منظمة الأغذية والزراعة / منظمة الصحة العالمية (1973). متطلبات الطاقة والبروتين. منظمة الصحة العالمية للتكنولوجيا. مندوب سر. لا 522. جنيف: منظمة الصحة العالمية.

فولتون ، دي. (1972). معدل الأيض الأساسي للمرأة. جيه. حمية. الحمار. 61 ، 516 و ndash520.

غارن ، إس إم. وأمبير كلارك ، إل. (1953). الفرق بين الجنسين في معدل الأيض الأساسي. نمو الطفل, 24، 215 & ndash224.

GOLD، A.J.، ZORNITZER، A. & amp SAMUELOFF، S. (1969). تأثير الموسم والحرارة على إنفاق الطاقة أثناء الراحة والتمرين. J. تطبيق. فيسيول. 27و 9 و ndash12.

دي جوزمان ، بي. وأمبير فلورنتينو ، R.F. (1968). بيانات التمثيل الغذائي القاعدية من 21 إلى 35 سنة من البالغين الفلبينيين. الفلبينية J. Sci. 97، 229 و ndash239.

هامبرجر ، إل & أمبير لوندجرين ، أو. (1965). معدل التمثيل الغذائي القاعدية في مجموعة من طلاب الطب الشباب مع ملاحظة على صيغ سطح الجسم. سكاند ج. كلين. مختبر. استثمار. 17، 281 و ndash286.

HANNON، J.P. & amp SUDMAN، D.M. (1973). وظيفة التمثيل الغذائي الأساسي والقلب والأوعية الدموية عند النساء أثناء التأقلم مع الارتفاع. J. تطبيق. فيسيول. 34، 471 & ndash477.

هاريس ، ج. & أمبير ؛ بينديكت ، إف. (1919). دراسة بيومترية لعملية التمثيل الغذائي الأساسية في الإنسان. معهد كارنيجي. يغسل. لا 279.

هوليداي ، ماجستير (1978). تكوين الجسم واحتياجات الطاقة أثناء النمو. في النمو البشري، المجلد. 2 ص 117 و - 138. إد. فولكنر ، إف آند تانر ، جي إم نيويورك: مطبعة بلينوم.

HORI، S.، OHNAKA، M.، SHIRAKI، K.، TSUJITA، J.، YOSHIMURA، H.، SAITO، N. & amp PANATA، M. (1977). مقارنة الخصائص الفيزيائية ودرجة حرارة الجسم والتمثيل الغذائي الأساسي بين التايلانديين واليابانيين في منطقة درجة حرارة محايدة. ياب. J. Physiol. 27، 525 و ndash538.

ILIFF، A.، LEE، V.A. & amp LEWIS، R.C. (1951). تفسير معدل الأيض الأساسي للأطفال ذوي بناء الجسم غير العادي. طب الأطفال, 8، 616 و ndash627.

جيمس ، دبليو بي تي ، بايلز ، جيه ، ديفيز ، إتش إل وأمبير دونس ، إم جي (1978). ارتفاع معدلات التمثيل الغذائي في السمنة. لانسيت, 1، 1122 و ndash1125.

JEQUIER ، E. ، PITTET ، Ph. ، & amp GYGAX ، P-H. (1978). التأثير الحراري للجلوكوز والعزل الحراري للجسم في الأشخاص النحيفين والبدناء: نهج قياس السعرات الحرارية. بروك. نوتر. شركة 37، 45 & ndash53.

كاربوفيتش ، P.V. (1953). فسيولوجيا النشاط العضلي. فيلادلفيا: سوندرز.

KEYS، A.، BROZEK، J.، HENSCHEL، A.، MICKELSEN، O. & amp TAYLOR، H.L. (1950). بيولوجيا الجوع البشري. مينيابوليس ، مينيسوتا: جامعة. من مطبعة مينيسوتا. المجلد. أنا و أمبير الثاني.

KEYS، A.، TAYLOR، H.L. & amp GRANDE، F. (1973). التمثيل الغذائي الأساسي وعمر الرجل البالغ. الأيض, 22، 579 & ndash587.

خان ، L. & amp BELAVADY ، B. (1973). التمثيل الغذائي الأساسي عند النساء الحوامل والمرضعات والأطفال. Ind. J. med. الدقة. 61، 1853 و ndash1860.

KIM ، D.J. ، KIM ، K.J. ، RO ، K.S. & أمبير ؛ CHOI ، K.H. (1966). دراسات الأيض الأساسي وإنفاق الطاقة للكوريين في الحياة اليومية. طوكيو: Proc. 11th المحيط الهادئ. تسونغ. ص 231 و ndash241.

كليبر ، م. (1945). النقص الغذائي واستقلاب الطاقة. نوتر. الامتناع. القس. 15، 207 و ndash222.

كليبر ، م. (1947). حجم الجسم ومعدل الأيض. فيسيول. القس. 27، 511 و ndash541.

KNEHR، CA، DILL، D.B. & amp ؛ نيوفيلد ، دبليو (1942). التدريب وأثره على الإنسان في الراحة والعمل. أكون. J. Physiol. 136، 148 و ndash156.

كريشنان ، ب. & أمبير ؛ فريد ، سي. (1932). التمثيل الغذائي الأساسي لطلبة الجامعات من الرجال والنساء في مدراس. Ind. J. med. الدقة. 19، 831 و ndash858.

كروج ، أ. (1916). التبادل التنفسي بين الحيوانات والإنسان. لندن: لونغمانز ، جرين. ص 173.

لامب ، ميغاواط وأمبير ميتشي ، ج. ماك. (1954). التمثيل الغذائي الأساسي لـ 19 طفلاً من سن 2 إلى 10 سنوات. نوتر. 53، 93 و ndash104.

لويس ، آر سي ، كينسمان ، ج. & amp ILIFF، A. (1937). التمثيل الغذائي الأساسي للبنين والبنات العاديين من 2 إلى 12 سنة ، شامل. أكون. J. ديس. طفل. 53، 348 و ndash428.

مالهوترا ، إم إس ، راماسوامي ، إس إس وأمب راي ، إس إن. (1960). تأثير درجة حرارة البيئة على العمل والتمثيل الغذائي أثناء الراحة. J. تطبيق. فيسيول. 15، 769 و ndash770.

ماسون ، إي. & أمبير ؛ بينديكت ، إف. (1931). التمثيل الغذائي الأساسي لنساء جنوب الهند. Ind. J. med. الدقة. 19و 75 و ndash98.

ماسون ، إي. & أمبير ؛ بينديكت ، إف. (1934). تأثير النوم على التمثيل الغذائي الأساسي للإنسان مع إشارة خاصة إلى نساء جنوب الهند. أكون. J. Physiol. 108، 377 و ndash383.

MASON، ED، JACOB، M. & amp BALAKRISHNAN، V. (1964). اختلافات المجموعة العرقية في التمثيل الغذائي الأساسي وتكوين الجسم للمرأة الهندية والأوروبية في بومباي. الإنسان. 36، 374 و ndash396.

ماسون ، إي. & أمبير يعقوب ، م. (1972).الاختلافات في استجابات معدل الأيض الأساسي للتغيرات بين المناخات المدارية والمعتدلة. الإنسان بيول. 44و 141 و ndash172.

يعني ، ج. (1916). التمثيل الغذائي الأساسي في السمنة. قوس. int. ميد. 17، 704 و ndash710.

ميتشل ، سمو (1962). التغذية المقارنة للإنسان والحيوانات الأليفة. المجلد. 1. ص 3 و ndash90. نيويورك: مطبعة أكاديمية.

ميتشل ، دي ، سترايدوم ، إن بي ، فان جران ، سي. & amp van der WALT، W.H. (1971). مساحة سطح الإنسان: مقارنة صيغة Du Bois بالقياس الضوئي المباشر. قوس Pfl & uumlgers. 325، 188 و ndash190.

ناكاغاوا ، آي. (1934). النمو والتمثيل الغذائي القاعدي. 11. التمثيل الغذائي الأساسي لأطفال المدارس الابتدائية. أكون. J. ديس. طفل. 48، 35 و ndash38.

ناكاغاوا ، آي. (1937). النمو والتمثيل الغذائي القاعدي مقابل التمثيل الغذائي الأساسي لأطفال المدارس الثانوية. أكون. J. ديس. طفل. 53، 985 و ndash990.

المجلس القومي للبحوث (1980). مخصصات الحمية المطلوبة. لجنة البدلات الغذائية: مجلس الغذاء والتغذية. واشنطن: الأكاديمية الوطنية للعلوم.

نيلين ، ج. (1935). فسيولوجيا الدورة الدموية خلال فترة البلوغ. اكتا ميد. سكاند. سوب. 69.

أولمستياد ، دبليو إتش ، بار ، دي بي. & amp Du BOIS ، E.F. (1918). التمثيل الغذائي للأولاد بعمر 12 و 14 عامًا. قوس. int. ميد. 21، 621 و ndash626.

بيكورث ، FA (1927). التمثيل الغذائي الأساسي كما هو محدد بواسطة التبادل التنفسي. الجزء الأول. بروك. روي. شركة لوند. ب. 101، 174 و ndash186.

كوينويل ، إم إتش ، بوين ، إيه دبليو ، فيشر ، دبليو بي. & أمبير ليتش ، آي. (1951). دراسات إحصائية لنفقات الطاقة المسجلة للإنسان. الجزء 1. التمثيل الغذائي الأساسي المرتبط بالجنس والمكانة والعمر والمناخ والعرق. باكسبيرن ، أبردين: مكتب الكومنولث لتكنولوجيا التغذية الحيوانية. بالاتصالات 17 لا.

ريتشارد ، سي (1889). La Chaleur Animale. باريس: F. Alcan. ص 307.

روبرتسون ، جي.دي. & أمبير ؛ ريد ، د. (1952). معايير التمثيل الغذائي الأساسي للناس العاديين في بريطانيا. لانسيت, 1، 940 و ndash949.

ROBINSON، S. & amp HARMON، P.M. (1941). آثار التدريب والجيلاتين على عوامل معينة تحد من عمل العضلات. أكون. J. Physiol. 133، 161 و ndash169.

رودهل ، ك. (1952). التمثيل الغذائي الأساسي للإسكيمو. نوتر. 48، 359 و ndash368.

روزنبلوم ، دي. (1932). Untersuchungen & uumlber den respiratorischen Gastoffwechsel und Energieverbrauch bei geistiger Arbeit. Arbeitsphysiologie, 6، 214 و ndash234.

روبنر ، م. (1883). Ueber den Einfluss der K & oumlrpergr & oumlsse auf Stoff- und Kraftwechsel. Z. بيول. 19، 535 و ndash562.

روتر ، إن ، براون ، إس إم. & أمبير هال ، د. (1978). الاختلافات في استهلاك الأكسجين أثناء الراحة للأطفال الصغار. قوس. ديس. تشايلد. 53، 850 و ndash854.

سارجنت ، د. (1961). تقييم لبيانات التمثيل الغذائي القاعدية للأطفال والشباب في الولايات المتحدة. تقرير أبحاث الاقتصاد المنزلي رقم 14. واشنطن: وزارة الخارجية الأمريكية. همم. نوتر. الدقة. Div.

شنايدر ، EC & amp FOSTER ، A.O. (1931). تأثير التدريب البدني على معدل الأيض الأساسي للإنسان. أكون. J. Physiol. 98، 595 و ndash601.

صدمة ، نو. & amp YIENGST ، M.J. (1955). التغيرات العمرية في قياسات الجهاز التنفسي القاعدية والتمثيل الغذائي عند الذكور. جي جيرونت. 10، 31 و - 40.

سينكلير ، د. (1973). نمو الإنسان بعد الولادة. لندن: مطبعة جامعة أكسفورد.

SOKHEY، SS & amp MALANDKAR، MA (1939). التمثيل الغذائي القاعدي للهنود. دراسة مبنية على فحص 60 رجلاً هنديًا عاديًا. Ind. J. med. الدقة. 27، 501 و ndash529.

ستارك ، مي (1935). معايير للتنبؤ بالتمثيل الغذائي الأساسي في سنوات ما قبل البلوغ مباشرة. أكون. J. Physiol. 111، 630 و ndash640.

ستينهاوس ، أ.هـ (1928). دراسات في فسيولوجيا التمرين. 1. التمرين والتمثيل الغذائي الأساسي في الكلاب. أكون. J. Physiol. 83، 658 و ndash677.

سوزوكي ، س. (1959). التمثيل الغذائي الأساسي في السكان اليابانيين. Wld. القس نوتر. حمية. 1و 107 و ndash124.

طلعت ، محمد ، حبيب ، يحيى. & amp EL-KHANAGRY، H. (1953). دراسات على معدل الأيض الأساسي للمصريين العاديين. اكتا ميد. سكاند. 147، 221 و ndash226.

تالبوت ، إف بي ، ويلسون ، إي بي. & أمبير ؛ ورسيستر ، ج. (1937). التمثيل الغذائي الأساسي للفتيات. أكون. J. ديس. طفل. 53، 273 و ndash347.

تانر ، جي إم (1962). النمو عند المراهقة. الثاني. إد. أكسفورد: Blackwell Scientific Publications Ltd.

تانر ، جي إم ، البيت الأبيض ، آر إتش وأمب تاكايشي ، م. (1966). معايير من الولادة حتى النضج للطول والوزن وسرعة الطول وسرعة الوزن: أطفال بريطانيون ، 1965. قوس. ديس. تشايلد. 41. 454 & ndash471.

تايلور ، H.L. & amp KEYS ، A. (1950). التكيف مع تقييد السعرات الحرارية. علم, 112، 215 & ndash218.

TOPPER، A. & amp MULIER، H. (1932). التمثيل الغذائي الأساسي للأطفال العاديين. أكون. J. ديس. طفل. 43، 327 و ndash336.

TZANKOFF، S.P. & amp NORRIS، AH (1977). تأثير انخفاض كتلة العضلات على التغيرات المرتبطة بالعمر في معدل الأيض الأساسي. J. تطبيق. فيسيول. 43، 1001 و ndash1006.

TZANKOFF، S.P. & amp NORRIS، AH (1978). التغيرات الطولية في التمثيل الغذائي الأساسي في الإنسان. J. تطبيق. فيسيول. 45، 536 و ndash539.

فوغليوس ، هـ. (1945). التمثيل الغذائي الأساسي للفتيات. اكتا ميد. سكاند. ملحق. 165.

صوت ، إي. (1901). Uber die Grosse des Energiebedarfes der Tiere im Hungerzustande. Z. بيول. 41، 113 و ndash154.

وانغ ، سي. (1939). التمثيل الغذائي القاعدي والكرياتينين المتشكل والتشكيل الكلي في بول 70 طفلاً. أكون. J. ديس. طفل. 57، 838 و ndash850.

WANG ، CC ، KERN ، R. ، FRANK ، M. & amp HAYS ، BB (1926). التمثيل الغذائي للأطفال الذين يعانون من نقص التغذية. 11. التمثيل الغذائي القاعدي. أكون. J. ديس. طفل. 32، 350 و ndash359.

WANG ، CC ، KAUCHER ، M. & amp WING ، M. (1936). التمثيل الغذائي للفتيات المراهقات. 1. التمثيل الغذائي الأساسي وتبادل الطاقة. أكون. J. ديس. طفل. 51، 801 و ndash815.

WEIR ، JB de V. (1949). طرق جديدة لحساب معدل الأيض مع إشارة خاصة إلى التمثيل الغذائي للبروتين. J. Physiol. 109، 1 و ndash9.

ويلكيرسون ، جيه إي ، رافين ، بي. & amp ؛ HORVATH ، S.M. (1972). درجة الحرارة الحرجة للذكور القوقازيين غير المتأقلمين. J. تطبيق. فيسيول. 33، 451 و ndash455.

ويلسون ، إي. (1945). التمثيل الغذائي الأساسي من وجهة نظر الأنثروبولوجيا العرقية. أكون. J. فيز. أنثروبول. 3، 1 و ndash19.

ويلسون ، أو. (1956 أ). تكييف معدل الأيض الأساسي للإنسان مع المناخ - مراجعة. الأيض, 5، 531 و ndash542.

ويلسون ، أو. (1956 ب). معدل الأيض الأساسي في القطب الجنوبي. الأيض, 5، 543 و ndash554.

ويلسون ، سعادة م. وأمبير روي ، نورث كارولاينا (1938). ملاحظات على التمثيل الغذائي الأساسي للفتيان الهنود في كلكتا. Ind. J. med. الدقة. 25، 901 و ndash910.

يوشيمورا ، إم. ، يوكييوشي ، ك. ، يوشيوكا ، ت. & أمبير تاكيدا ، هـ. (1966). التكيف المناخي لعملية التمثيل الغذائي القاعدية. تغذيها. بروك. 25، 1169 و ndash1174.


التحجيم الأيضي: التحجيم الفردي مقابل التحجيم النوعي للبلطي النيلي (Oreochromis niloticus)

قمنا بفحص التحجيم غير المحدد لمعدل الأيض أثناء الراحة (RMR) للبلطي النيلي (Oreochromis niloticus) في ظل ظروف زراعة مختلفة واستكشف كذلك العلاقات التماثلية بين كتلة الأعضاء (القلب والكبد والدماغ والخياشيم والأحشاء والعضلات الحمراء) ومعلمات الدم (حجم كرات الدم الحمراء وعدد خلايا الدم الحمراء) وكتلة الجسم. Oreochromis niloticus تم تربيتها في الثقافات الفردية والجماعية. كان الأس القياس لـ RMR في الثقافات الفردية ب = 0.620–0.821 (ن = 30) وكان ذلك في ثقافة المجموعة ب = 0.770 [اللوغاريتم الطبيعي (ln) RMR = 0.770 ln م − 1.107 (ن = 76)]. كانت نتائج الطريقتين التجريبيتين متشابهة ولم تختلف بشكل كبير عن 0.75 (3/4) ، كما تنبأت نظرية التمثيل الغذائي للبيئة. تم قياس الأعضاء النشطة وغير النشطة مع كتلة الجسم بواسطة الأس 0.940 و 1.012 على التوالي. لا توجد علاقة ذات دلالة إحصائية بين معايير الدم وكتلة الجسم. تشير هذه النتائج إلى أن الاختلافات في طرق الاستنبات قد لا تؤثر على المقياس التفاضلي لـ O. niloticus الأيض. ساهمت نسبة الأعضاء النشطة وغير النشطة في التغيرات التماثلية في معدل التمثيل الغذائي مع كتلة الجسم. لا يتم تمثيل خلايا الدم الحمراء في الأسماك بشكل عام ، ويمكن أن يفسر حجم الخلية جزئيًا المقياس التفاضلي لعملية التمثيل الغذائي.

هذه معاينة لمحتوى الاشتراك ، والوصول عبر مؤسستك.


شاهد الفيديو: ما هي نسبة الدهون المثالية طبقا للسن والمستوى الرياضى (كانون الثاني 2022).