- Warmte productie definieert de mate van energie metabolisme
- Calorie: basis eenheid van warmte meting
- Calorimetry: meting van warmte overdracht
- Bij indirecte calorimetrie werd de energie-input gerelateerd aan het energieverbruik (wet
van behoud van energie)
- Een calorimeter meet direct de snelheid van energiemetabolisme. In de Atwater-Rosa
calorimeter zit de proefpersoon in een gesloten ruimte waar nauwkeurig warmteafgifte
wordt gemeten (door verandering in watertemperatuur)
- Airflow calorimeter: temperatuurverandering in de lucht dat stroomt door een geïsoleerde
ruimte, vermenigvuldigd met de luchtmassa en soortelijke warmte, inclusief berekeningen
voor verlies door verdampingswarmte, bepaald de warmteproductie
- Water flow calorimeter: werkt hetzelfde, behalve dat een verandering in temperatuur zich
voordoet door spoelen die deel uitmaken van een ecologisch op zichzelf staand lichaamspak
- Gradient layer calorimetry: meet lichaamswarmte dat stroomt van de proefpersoon naar een
plaat isolatiemateriaal met leidingen en koeler water dat aan de buitenkant stroomt.
- Alle reacties waarbij energie vrij komt hangen af van zuurstofverbruik
- 4,82 kcal energie komt vrij wanneer een gevarieerd voedselpatroon verbrand met 1 liter
zuurstof (varieert 2-4%). Dus afgerond 5 kcal per liter zuurstof
- Gesloten-circuit spirometrie: hierbij meet de proefpersoon 100% zuurstof vanuit een gevulde
container/spirometer. De opstelling wordt gesloten genoemd omdat de proefpersoon alleen
lucht van de spirometer herademt. In buisje van soda lime absorbeert de uitgeademde co 2.
Een trommel meet de verwijderde (dus geconsumeerde) zuurstof.
- Open-circuit spirometrie: de proefpersoon ademt omgevingslucht met 20,93% zuurstof,
0,03% carbondioxide, 79,04% stikstof en een verwaarloosbare hoeveelheid inerte gassen.
Energie metabolisme wordt bepaald door de hoeveelheid uitgeademde zuurstof en
carbondioxide te vergelijken met de ingeademde hoeveelheid. Wordt gemeten door
draagbare spirometrie, zak techniek, geautomatiseerde instrumentatie (computerized
instrumentation)
- Draagbare systemen: waren eerst hinderlijk tijdens krachtige activiteit en bij snel ademen
mat de meter een te klein volume. Draagbare systemen bevatten tegenwoordig moderne
kleine computer technologie waardoor acceptabelere resultaten worden verkregen,
vergeleken met meer vaste, speciale desktopsystemen.
- Zak techniek (bag technique): proefpersoon ademt omgevingslucht door de ene kant van het
ventiel en ademt het uit door de andere kant, waar de lucht in grote plastic of canvas zakken,
in rubberen meteorologische ballonnen of direct naar een gas meter gaat dat constant de
uitgeademde lucht meet.
- Computerized instrumentation: de computer is gekoppeld met minstens drie instrumenten;
een systeem om constant samples te nemen van de uitgeademde lucht en zuurstof en
carbondioxide analysatoren. Is makkelijk te gebruiken en snel, maar ook duur en er kunnen
vertragingen door systeemstoringen voordoen. Ondanks de geavanceerdheid van het
systeem, de data blijft afhankelijk van de nauwkeurigheid van het meetsysteem.
- Stikstof is inert bij energie metabolisme. Verandering van concentratie komt door het feit dat
niet alle zuurstofmoleculen van ingeademde lucht, vervangen zijn door carbondioxide
moleculen van het lichaam. Als respiratoir quotiënt (RQ) minder dan 1 is (minder CO 2
geproduceerd, dan O2 verbruikt), zal het uitgeademd volume minder zijn en het percentage
stikstof groter dan bij ingeademde lucht.
- Directe en indirecte calorimetrie met elkaar vergeleken, laat overtuigend bewijs voor de
validiteit van de indirecte methode zien
, - Dubbel gelabelde watertechniek: isotoopgebaseerde methode om veilig de totale
(gemiddelde) dagelijkse energie uitgaven te bepalen over langere periode, zonder de
beperkingen van een laboratorium zetting. Wordt gebruikt als standaard om andere
methodes te valideren die over langere periode meten. De proefpersoon neemt water met
een vooraf bekende concentratie van zware, niet-radioactieve isotopen van hydrogeen ( 2H)
en zuurstof (18O). Hydrogeen verlaat het lichaam als water (zweet, urine), en zuurstof verlaat
als water en carbondioxide. Verschillen tussen eliminatiesnelheden van de twee isotopen ten
opzichte van de normale achtergrondniveaus van het lichaam schatten de totale CO 2
productie tijdens de meetperiode. Zuurstof consumptie is geschat op basis van de CO 2
productie en een aangenomen RQ van 0,85. Analyse van de urine of speeksel voor het
dubbel gelabeld water wordt genomen, wordt gezien als de controle basislijn waarden voor
18
O en 2H. Hierna wordt dit elke dag gemeten. De geleidelijke afname van de
monsterconcentraties van de twee isotopen maakt het mogelijk om de CO 2 productie te
berekenen.
- Respiratory quotient (RQ) = CO2 geproduceerd / O2 geconsumeerd. Gaat er van uit dat de
uitwisseling van CO2 en O2 gemeten bij de longen, het katabolisme van macronutriënten in
cellen vertegenwoordigd. Deze veronderstelling blijft aanvaardbaar wanneer het anaerobe
metabolsime nauwelijks actief is
- RQ koolhydraat: C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O RQ = 1
- RQ vet: C16H32O2 + 23 O2 16 CO2 + 16 H2O RQ = 0,696
- RQ eiwit: het aminozuurmolecuul wordt eerst gedeamineerd in de lever. Het lichaam staat
dan stikstof af in urine, zweet en feces. Het overgebleven keto zuur molecuul oxideert naar
carbondioxide en water. Voor complete verbranding is meer zuurstof nodig. Albumin
oxideert als volgt: C72H112N2O22S + 77 O2 63 CO2 + 38 H2O + SO3 + 9 CO(NH2)2 RQ = 0,818
- De RQ berekend door uitgeademde lucht te analyseren, reflecteert katabolisme door
koolhydraten, vetten en eiwitten.
- De nieren scheiden ongeveer 1 g stikstof uit voor elke 5,57 tot 6,25 g eiwit gemetaboliseerd
voor energie. Elke gram uitgescheiden stikstof vertegenwoordigd een carbondioxide
productie van ongeveer 4,8 L en een zuurstof consumptie van 6 L. Aan de hand hiervan kan
het niet-eiwit RQ berekend worden.
- Om energie verbruik te berekenen moet rekening worden gehouden met de eiwit
component, door stikstof in urine te analyseren.
- Respiratory exchange ratio (RER): de longuitwisseling van zuurstof en carbondioxide
reflecteert niet meer de cellulaire oxidatie van specifieke voedingsmiddelen. Wordt op zelfde
wijze als RE berekend. Bijvoorbeeld bij hyperventilatie en uitputtende activiteit komt RER
boven de 1. Kan ook boven 1 komen wanneer iemand in lichaamsvet aankomt. De omzetting
van koolhydraten in vet maakt zuurstof vrij, aangezien overtollige calorieën zich ophopen in
vetweefsel. De vrijgekomen zuurstof voorziet dan het metabolisme, waardoor
zuurstofopname verminderd, maar carbondioxide productie normaal blijft.
- Lage RER kan ontstaan na uitputtende fysieke activiteit wanneer cellen en lichaamsvocht CO 2
vasthouden om hun buffers op te bouwen.
- Metabolisme: synthese (anabolisme) en afbraak (katabolisme)
- Total daily energy expenditure (TDEE) wordt beïnvloed door: thermogeen effect van voeding,
thermisch effect van fysieke activiteit en de ruststofwisseling
- Basal metabolic rate (BMR): minimaal level van energie om in de vitale functies te voorzien.
Weerspiegelt de som van alle warmteproductie in het lichaam. Wordt indirect bepaald door
zuurstofopname
- Calorie: basis eenheid van warmte meting
- Calorimetry: meting van warmte overdracht
- Bij indirecte calorimetrie werd de energie-input gerelateerd aan het energieverbruik (wet
van behoud van energie)
- Een calorimeter meet direct de snelheid van energiemetabolisme. In de Atwater-Rosa
calorimeter zit de proefpersoon in een gesloten ruimte waar nauwkeurig warmteafgifte
wordt gemeten (door verandering in watertemperatuur)
- Airflow calorimeter: temperatuurverandering in de lucht dat stroomt door een geïsoleerde
ruimte, vermenigvuldigd met de luchtmassa en soortelijke warmte, inclusief berekeningen
voor verlies door verdampingswarmte, bepaald de warmteproductie
- Water flow calorimeter: werkt hetzelfde, behalve dat een verandering in temperatuur zich
voordoet door spoelen die deel uitmaken van een ecologisch op zichzelf staand lichaamspak
- Gradient layer calorimetry: meet lichaamswarmte dat stroomt van de proefpersoon naar een
plaat isolatiemateriaal met leidingen en koeler water dat aan de buitenkant stroomt.
- Alle reacties waarbij energie vrij komt hangen af van zuurstofverbruik
- 4,82 kcal energie komt vrij wanneer een gevarieerd voedselpatroon verbrand met 1 liter
zuurstof (varieert 2-4%). Dus afgerond 5 kcal per liter zuurstof
- Gesloten-circuit spirometrie: hierbij meet de proefpersoon 100% zuurstof vanuit een gevulde
container/spirometer. De opstelling wordt gesloten genoemd omdat de proefpersoon alleen
lucht van de spirometer herademt. In buisje van soda lime absorbeert de uitgeademde co 2.
Een trommel meet de verwijderde (dus geconsumeerde) zuurstof.
- Open-circuit spirometrie: de proefpersoon ademt omgevingslucht met 20,93% zuurstof,
0,03% carbondioxide, 79,04% stikstof en een verwaarloosbare hoeveelheid inerte gassen.
Energie metabolisme wordt bepaald door de hoeveelheid uitgeademde zuurstof en
carbondioxide te vergelijken met de ingeademde hoeveelheid. Wordt gemeten door
draagbare spirometrie, zak techniek, geautomatiseerde instrumentatie (computerized
instrumentation)
- Draagbare systemen: waren eerst hinderlijk tijdens krachtige activiteit en bij snel ademen
mat de meter een te klein volume. Draagbare systemen bevatten tegenwoordig moderne
kleine computer technologie waardoor acceptabelere resultaten worden verkregen,
vergeleken met meer vaste, speciale desktopsystemen.
- Zak techniek (bag technique): proefpersoon ademt omgevingslucht door de ene kant van het
ventiel en ademt het uit door de andere kant, waar de lucht in grote plastic of canvas zakken,
in rubberen meteorologische ballonnen of direct naar een gas meter gaat dat constant de
uitgeademde lucht meet.
- Computerized instrumentation: de computer is gekoppeld met minstens drie instrumenten;
een systeem om constant samples te nemen van de uitgeademde lucht en zuurstof en
carbondioxide analysatoren. Is makkelijk te gebruiken en snel, maar ook duur en er kunnen
vertragingen door systeemstoringen voordoen. Ondanks de geavanceerdheid van het
systeem, de data blijft afhankelijk van de nauwkeurigheid van het meetsysteem.
- Stikstof is inert bij energie metabolisme. Verandering van concentratie komt door het feit dat
niet alle zuurstofmoleculen van ingeademde lucht, vervangen zijn door carbondioxide
moleculen van het lichaam. Als respiratoir quotiënt (RQ) minder dan 1 is (minder CO 2
geproduceerd, dan O2 verbruikt), zal het uitgeademd volume minder zijn en het percentage
stikstof groter dan bij ingeademde lucht.
- Directe en indirecte calorimetrie met elkaar vergeleken, laat overtuigend bewijs voor de
validiteit van de indirecte methode zien
, - Dubbel gelabelde watertechniek: isotoopgebaseerde methode om veilig de totale
(gemiddelde) dagelijkse energie uitgaven te bepalen over langere periode, zonder de
beperkingen van een laboratorium zetting. Wordt gebruikt als standaard om andere
methodes te valideren die over langere periode meten. De proefpersoon neemt water met
een vooraf bekende concentratie van zware, niet-radioactieve isotopen van hydrogeen ( 2H)
en zuurstof (18O). Hydrogeen verlaat het lichaam als water (zweet, urine), en zuurstof verlaat
als water en carbondioxide. Verschillen tussen eliminatiesnelheden van de twee isotopen ten
opzichte van de normale achtergrondniveaus van het lichaam schatten de totale CO 2
productie tijdens de meetperiode. Zuurstof consumptie is geschat op basis van de CO 2
productie en een aangenomen RQ van 0,85. Analyse van de urine of speeksel voor het
dubbel gelabeld water wordt genomen, wordt gezien als de controle basislijn waarden voor
18
O en 2H. Hierna wordt dit elke dag gemeten. De geleidelijke afname van de
monsterconcentraties van de twee isotopen maakt het mogelijk om de CO 2 productie te
berekenen.
- Respiratory quotient (RQ) = CO2 geproduceerd / O2 geconsumeerd. Gaat er van uit dat de
uitwisseling van CO2 en O2 gemeten bij de longen, het katabolisme van macronutriënten in
cellen vertegenwoordigd. Deze veronderstelling blijft aanvaardbaar wanneer het anaerobe
metabolsime nauwelijks actief is
- RQ koolhydraat: C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O RQ = 1
- RQ vet: C16H32O2 + 23 O2 16 CO2 + 16 H2O RQ = 0,696
- RQ eiwit: het aminozuurmolecuul wordt eerst gedeamineerd in de lever. Het lichaam staat
dan stikstof af in urine, zweet en feces. Het overgebleven keto zuur molecuul oxideert naar
carbondioxide en water. Voor complete verbranding is meer zuurstof nodig. Albumin
oxideert als volgt: C72H112N2O22S + 77 O2 63 CO2 + 38 H2O + SO3 + 9 CO(NH2)2 RQ = 0,818
- De RQ berekend door uitgeademde lucht te analyseren, reflecteert katabolisme door
koolhydraten, vetten en eiwitten.
- De nieren scheiden ongeveer 1 g stikstof uit voor elke 5,57 tot 6,25 g eiwit gemetaboliseerd
voor energie. Elke gram uitgescheiden stikstof vertegenwoordigd een carbondioxide
productie van ongeveer 4,8 L en een zuurstof consumptie van 6 L. Aan de hand hiervan kan
het niet-eiwit RQ berekend worden.
- Om energie verbruik te berekenen moet rekening worden gehouden met de eiwit
component, door stikstof in urine te analyseren.
- Respiratory exchange ratio (RER): de longuitwisseling van zuurstof en carbondioxide
reflecteert niet meer de cellulaire oxidatie van specifieke voedingsmiddelen. Wordt op zelfde
wijze als RE berekend. Bijvoorbeeld bij hyperventilatie en uitputtende activiteit komt RER
boven de 1. Kan ook boven 1 komen wanneer iemand in lichaamsvet aankomt. De omzetting
van koolhydraten in vet maakt zuurstof vrij, aangezien overtollige calorieën zich ophopen in
vetweefsel. De vrijgekomen zuurstof voorziet dan het metabolisme, waardoor
zuurstofopname verminderd, maar carbondioxide productie normaal blijft.
- Lage RER kan ontstaan na uitputtende fysieke activiteit wanneer cellen en lichaamsvocht CO 2
vasthouden om hun buffers op te bouwen.
- Metabolisme: synthese (anabolisme) en afbraak (katabolisme)
- Total daily energy expenditure (TDEE) wordt beïnvloed door: thermogeen effect van voeding,
thermisch effect van fysieke activiteit en de ruststofwisseling
- Basal metabolic rate (BMR): minimaal level van energie om in de vitale functies te voorzien.
Weerspiegelt de som van alle warmteproductie in het lichaam. Wordt indirect bepaald door
zuurstofopname
