Bazalna presnova
Hitrost presnove je hitrost presnove, količina energije, ki jo žival porabi na časovno enoto. Osnovna presnova (BMR) je količina energije, ki jo dnevno porabijo živali v mirovanju.
Približno 70 % celotne porabe energije pri človeku predstavljajo osnovni življenjski procesi v telesnih organih (glej tabelo). Približno 20 % energije človek porabi pri telesni dejavnosti, 10 % pa pri prebavi hrane po zaužitju hrane.
Vsi ti procesi zahtevajo vnos kisika, ki zagotavlja energijo za preživetje, običajno iz makrohranil, kot so ogljikovi hidrati, maščobe in beljakovine. V Krebsovem ciklu nastajajo energijsko bogate molekule ATP, pri čemer se sprošča ogljikov dioksid.
Pri obdelavi hrane po zaužitju se uporablja kemična energija in nastane nekaj toplote.
Osnovna presnova
Osnovna presnova je običajno daleč največja sestavina celotne porabljene energije. Sproščanje in poraba energije v tem stanju zadostujeta le za delovanje vitalnih organov, srca, pljuč, živčnega sistema, ledvic, jeter, črevesja, spolnih organov, mišic in kože.
Biokemija
Pri BMR se večina energije porabi za vzdrževanje ravni tekočine v tkivih z osmozo, le približno desetina pa za mehansko delo, kot so prebava, bitje srca in dihanje.
Krebsov cikel omogoča presnovne spremembe maščob, ogljikovih hidratov in beljakovin z energijo, ki jo lahko opredelimo kot sposobnost ali zmožnost opravljanja dela.
Razgradnja velikih molekul v manjše - povezana s sproščanjem energije - je katabolizem. Razgradnja beljakovin v aminokisline je primer katabolizma. Telesna toplota pri toplokrvnih živalih nastaja s kemičnimi reakcijami katabolnega tipa.
Proces izgradnje se imenuje anabolizem. Nastajanje beljakovin iz aminokislin je anabolni proces.
Adenozin trifosfat (ATP) je vmesna molekula, ki poganja prenos energije pri krčenju mišic. ATP je molekula z visoko energijsko vrednostjo, saj hrani velike količine energije v kemijskih vezeh dveh končnih fosfatnih skupin. Razbijanje teh kemijskih vezi v Krebsovem ciklu zagotavlja energijo, potrebno za mišično krčenje.
Individualne razlike
Hitrost presnove se med posamezniki razlikuje. V eni od raziskav, v kateri je sodelovalo 150 odraslih oseb, reprezentativnih za prebivalstvo Škotske, so poročali o osnovni hitrosti presnove od 1027 kcal na dan (4301 kJ) do 2499 kcal (10455 kJ). Povprečje je bilo 1500 kcal (6279 kJ) na dan.
Raziskovalci so izračunali, da je bilo 62,3 % teh razlik pojasnjenih z razlikami v masi (teži) brez maščobnih zalog. Drugi dejavniki so bili količina maščobe (6,7 %), starost (1,7 %) in eksperimentalna napaka, vključno z razliko znotraj subjekta (2 %). Preostanek razlik (26,7 %) je bil nepojasnjen.
Razlike v BMR torej obstajajo tudi pri primerjavi dveh oseb z enako pusto telesno maso. Najvišjih 5 % ljudi presnavlja energijo 28-32 % hitreje kot posamezniki z najnižjim 5-odstotnim BMR. V neki študiji je bil na primer opisan skrajni primer, ko sta imela dva posameznika z enako pusto telesno maso 43 kg BMR 1075 kcal/dan (4,5 MJ) in 1790 kcal/dan (7,5 MJ). Ta razlika 715 kcal (67 %) je enaka, kot če bi eden od posameznikov vsak dan pretekel 10 km.
Originalni graf razmerja med telesno velikostjo in hitrostjo presnove, ki ga je ročno narisal Max Kleiber (1947).
Graf hitrosti presnove (kcal/uro) v primerjavi s telesno maso (g) v širokih taksonomskih skupinah. Prirejeno po Hemmingsen 1960.
Učinki skaliranja
Hitrost presnove se razlikuje glede na velikost živali, o čemer se razpravlja že več kot stoletje.
Iz grafov je razvidno, da :
- Hitrost presnove sesalcev je odvisna od njihove telesne velikosti in
- Ta funkcija se bistveno razlikuje od neposredne funkcije njihovih telesnih površin.
- Na logaritemski lestvici je presnova sesalcev, povezana z velikostjo telesa, ravna črta z naklonom približno 0,75.
- Kasnejše raziskave so pokazale, da so podobna razmerja tudi pri "hladnokrvnih" živalih in protistih.
