Publicat la: 
13/02/2018

Metabolismul bazal este energia minima pe care un organism o consuma pentru a ramane in viata, iar cercetatorii au vrut sa identifice cum poate acesta sa varieze in functie de greutatea corporala.

O echipa multidisciplinara de cercetatori a reusit sa rezolve puzzle-ul care a provocat oamenii de stiinta din domeniul biologiei in ultimul secol: De ce metabolismul bazal al unui organism variaza in functie de masa corporala?

Rezultatele cercetarii au fost publicate in "Nature - Scientific Reports", informeaza ruvid.org.

Istoricul puzzle-ului care a provocat oamenii de stiinta din domeniul medical vreme de secole

Un om adult in starea de repaus, aflat intr-o camera la o temperatura de 20 de grade Celsius, consuma aproximativ o calorie pe kilogram de masa corporala intr-o ora. Prin comparatie, un elefant arde o jumatate de calorie pe kilogram de masa corporala pe ora, iar un soarece de laborator arde 70 de calorii pe kilogram in acelasi timp. Cum se explica aceste diferente?

Unul dintre primii oameni de stiinta care a observat acest fenomen a fost fiziologul german Max Rubner care studia, in anul 1883, metabolismul bazal al cainilor de talie diferita. 

Raspunsul lui Rubner la acea vreme indica diferenta de caldura corporala pierduta prin piele. Intrucat suprafata pielii variaza in functie de marimea subiectului, iar masa sa variaza in functie de marimea sa, metabolismul bazal variaza direct proportional cu masa organismului la puterea 2/3.

Cu toate acestea, un experiment de laborator efectuat in anul 1932 pe mai multe mamifere, condus de Max Kleiber a indicat ca schimbarile metabolismului bazal variaza direct proportional cu masa la puterea 3/4. In istoria medicala noua descoperire este cunoscuta drept legea lui Kleiber.

Diferentele de rezultat de la primul la cel de-al doilea studiu de specialitate au declansat o dezbatere intensa in randul oamenilor de stiinta timp de zeci de ani. Cautarea unei explicatii s-a incheiat in anul 1997, odata cu modelul fractal propus de fizicianul Geoffrey West, ce explica exponentul ecuatiei prin forma fractala a retelelor organismului de distributie a resurselor, precum sunt sistemul circulator si cel respirator.

Masurarea ratei metabolismului bazal - o misiune delicata si laborioasa

Pe masura ce numarul masuratorilor metabolismului bazal a crescut, prin efectuarea tot mai multor experimente de laborator pe animale, modelul fractal propus de Geoffrey West a inceput sa arate din ce in ce mai multe inconsecvente. Exponentul de 3/4 al ecuatiei s-a dovedit a fi incorect atunci cand vine vorba despre pasari mai mici, insecte si chiar unele mamifere.

In prezent, autorii articolului publicat recent in jurnalul Scientific Reports, au identificat piesa lipsa a puzzle-ului vechi de secole intr-un model teoretic din astrofizica.

"In timp ce scriam o alta lucrare pe tema fractalilor, in care vorbeam despre legea lui Kleyber, am realizat ca modelul fractal al lui West nu se potrivea problemei de baza. Explicatia termica parea a fi mult mai plauzibila, insa a trebuit sa luam in considerare si faptul ca partea energetica nu se disipeaza precum caldura. Am adaugat o noua perspectiva la metoda termica si am observat ca datele se potrivesc perfect cu teoria propusa de noi. 

Ulterior, am extins teoria noastra si asupra experimentelor de laborator realizate pe mamifere si alte vietuitoare si am realizat ca am gasit explicatia, declara cercetatorii.

Solutia - un compromis intre disiparea calorica pasiva si consumul minim de energie al organismelor vii

Nu toata energia consumata de un organism viu este transformata in caldura, arata raportul cercetatorilor. 

O parte este folosita pe durata procesului de diviziune celulara, o alta parte pentru a sintetiza proteinele, a sustine organismul si a il ajuta sa functioneze.

Daca toata energia ar fi transformata in caldura, consumul de energie ar fi egal cu o putere de 2/3, insa in acest caz ar fi vorba despre un simplu mecanism de incalzire, ca un calorifer si nu un organism viu.

Pe de alta parte, daca toata energia ar fi consumata in mod eficient, consumul va fi direct proportional cu numarul de celule, adica cu masa, insa o parte din energie este pierduta de organism prin incalzire. 

In cazul organismelor vii cele doua extreme sunt in echilibru: suma ponderata a ambelor componente, una direct proportionala cu masa M si alta direct proportionala cu masa M la puterea 2/3. 

Mai exact, metabolismul bazal B variaza in functie de suma dintre masa organismului si masa organismului la puterea 2/3, ceea ce explica diferentele metabolismului bazal intre mamifere si alte organisme vii.

Taguri Medlife: 
Adaugă comentariu nou

Alte articoleVezi toate articolele

Stimularea metabolismului are un rol important in mentinerea unei vieti sanatoase si in atingerea greutatii dorite, dar rapiditatea cu care organismul arde calorii depinde de mai multi factori....
Rata noastra metabolica este puternic influentata de compozitia corpului. Oamenii cu mai multi muschi si mai putine grasimi au un ritm metabolic mai rapid, in timp ce persoanele cu mai multa grasime...