Cân bằng nội môi năng lượng

Trong sinh học, cân bằng nội môi năng lượng , hoặc kiểm soát cân bằng năng lượng nội môi , là một quá trình sinh học liên quan đến điều hòa nội môi phối hợp giữa lượng thức ăn nạp vào (dòng năng lượng vào) và năng lượng tiêu thụ (dòng năng lượng ra). ^{[1] [2] [3]} Não người, đặc biệt là vùng dưới đồi , đóng vai trò trung tâm trong việc điều chỉnh cân bằng nội môi năng lượng và tạo ra cảm giác đói bằng cách tích hợp một số tín hiệu sinh hóa truyền thông tin về cân bằng năng lượng. ^{[2] [3] [4]} Năm mươi phần trăm năng lượng từ quá trình chuyển hóa glucose ngay lập tức được chuyển thành nhiệt. ^[5]

Ở Mỹ, năng lượng sinh học được biểu thị bằng cách sử dụng đơn vị năng lượng Calo với chữ C viết hoa (tức là kilocalorie), tương đương với năng lượng cần thiết để tăng nhiệt độ của 1 kg nước thêm 1 ° C (khoảng 4,18 k J ). ^[6]

Định luật đầu tiên của nhiệt động lực học phát biểu rằng năng lượng không thể được tạo ra cũng như không bị phá hủy. Nhưng năng lượng có thể được chuyển đổi từ dạng năng lượng này sang dạng năng lượng khác. Vì vậy, khi một calo năng lượng thực phẩm được tiêu thụ, một trong ba tác động cụ thể xảy ra trong cơ thể: một phần calo đó có thể được lưu trữ dưới dạng chất béo cơ thể , chất béo trung tính hoặc glycogen , được chuyển đến các tế bào và chuyển đổi thành năng lượng hóa học dưới dạng adenosine triphosphate (ATP - một coenzyme ) hoặc các hợp chất liên quan, hoặc bị phân tán dưới dạng nhiệt . ^{[1] [5] [7]}

Năng lượng ăn vào được đo bằng lượng calo tiêu thụ từ thức ăn và chất lỏng. ^[1] Năng lượng tiêu thụ được điều chỉnh bởi cảm giác đói, chủ yếu được điều chỉnh bởi vùng dưới đồi , ^[1] và sự lựa chọn, được xác định bởi các bộ cấu trúc não chịu trách nhiệm kiểm soát kích thích (tức là điều hòa hoạt động và điều hòa cổ điển ) và nhận thức kiểm soát hành vi ăn uống. ^{[8] [9]} Cảm giác đói được điều chỉnh một phần bởi hoạt động của một số hormone peptide và neuropeptide (ví dụ: insulin , leptin , ghrelinvà neuropeptide Y , trong số những loại khác) ở vùng dưới đồi . ^{[1] [10]}

Chi tiêu năng lượng chủ yếu là tổng nhiệt lượng bên trong sản sinh ra và công bên ngoài. Đến lượt mình, nhiệt lượng bên trong sinh ra chủ yếu là tổng của tỷ lệ trao đổi chất cơ bản (BMR) và hiệu ứng nhiệt của thực phẩm . Công việc bên ngoài có thể được ước tính bằng cách đo mức độ hoạt động thể chất (PAL). ^{[ cần dẫn nguồn ]}

Lý thuyết Điểm đặt , được đưa ra lần đầu tiên vào năm 1953, đã công nhận rằng mỗi cơ thể có một trọng lượng cố định được lập trình trước, với các cơ chế điều chỉnh để bù đắp. Lý thuyết này nhanh chóng được áp dụng và sử dụng để giải thích những thất bại trong việc phát triển các quy trình giảm cân hiệu quả và bền vững. Một đánh giá có hệ thống năm 2019 về nhiều biện pháp can thiệp thay đổi cân nặng trên người, bao gồm ăn kiêng , tập thể dục và ăn quá nhiều, đã phát hiện ra "lỗi năng lượng" có hệ thống, mất hoặc tăng calo không được bù đắp đối với tất cả các quy trình này. Điều này cho thấy cơ thể không thể bù đắp chính xác những sai sót trong năng lượng / lượng calo nạp vào, trái với những gì mà Lý thuyết Điểm đặt đưa ra, và có khả năng giải thích cho cả việc giảm cân và tăng cân như béo phì .. Đánh giá này được thực hiện dựa trên các nghiên cứu ngắn hạn, do đó cơ chế như vậy không thể bị loại trừ trong dài hạn, vì hiện nay vẫn còn thiếu bằng chứng về khung thời gian này. ^{[11] [12]}