Jak obliczyć zapotrzebowanie organizmu na energię? [dla dietetyków]

 

 

Istnieje wiele kontrowersji odnośnie obliczania zapotrzebowania kalorycznego organizmu. Większość „znawców tematu” korzysta z wyliczeń z początku XX wieku, ze wzoru Harris’a i Benedict’a. Moim zdaniem nie ma sensu korzystanie z tak skomplikowanego wzoru, tylko do oszacowania zapotrzebowania kalorycznego, zwłaszcza u osób aktywnych fizycznie. Tak, dobrze to zapamiętaj! Obliczanie wartości energetycznej jest jedynie szacowaniem zapotrzebowania energetycznego, najwięcej zawsze powie Ci waga.

Dobowe zapotrzebowanie na energię to ilość energii dostarczona z pożywieniem w ciągu doby niezbędna do zrównoważenia wydatku energetycznego osoby zdrowej i prawidłowo odżywionej pozwalające na utrzymanie dobrego stanu zdrowia, prawidłowej masy i składu ciała, wykonywanie codziennych czynności życiowych, odpowiedniego poziomu aktywności fizycznej, a także potrzeb związanych z optymalnym wzrostem i rozwojem.

Jest kilka metod szacowania zapotrzebowania kalorycznego.

PPM związana jest z utrzymaniem niezbędnych do życia funkcji organizmu, procesy komórkowe, synteza, wydzielanie i metabolizm enzymów i hormonów, transport, utrzymanie temperatury ciała, utrzymanie pracy układu krążenia, oddechowego, mięśni i funkcjonowania mózgu. PPM mierzy się w stanie czuwania, w warunkach zupełnego spokoju fizycznego i psychicznego oraz komfortu cieplnego, po 12 godzinach bez jedzenia, co najmniej 8 godzinach snu i 3 dniowej diecie bezbiałkowej [IŻŻ 2012].

PPM oznacza najniższy stopień przemian energetycznych, jaki może osiągnąć w organizmie człowieka. Bada się ją w następujących warunkach: na czczo i w pozycji leżącej. Badany ma zapewniony całkowity spokój fizyczny i psychiczny oraz odpowiednie warunki mikroklimatyczne. Wytwarzana energia jest wykorzystywana na pokrycie prawidłowych funkcji życiowych. Jeżeli jeden z w/w warunków nie jest spełniony obserwujemy spoczynkową przemianę materii – SPM (ang. RMR).

SPM jest wyższa od PPM o około 10% [Gertig i Przysławski. Bromatologia].

 

PPM zależy od:

1. Wzrostu i masy ciała (większe rozmiary ciała – większa PPM);
2. Wieku (0 – 2 lat najwyższe PPM, 3 – 11,13 lat – PPM maleje; dojrzewanie – wzrost PPM, od 21 r.ż. maleje o średnio 2% na 10 lat);
3. Płci (kobiety – ok. 7% niższa PPM z uwagi na wyższą zawartość tkanki tłuszczowej, której aktywność metaboliczne jest niższa);
4. Stanu fizjologicznego (w II połowie ciąży PPM wzrasta o około 20 – 25%, w okresie karmienia piersią i menstruacji również wzrasta);
5. Stanu odżywienia organizmu (niedożywienie – niższa PPM)
6. Czynników genetycznych
7. Aktywności układu endokrynnego (nadczynność tarczycy powoduje wzrost PPM o 80%, w przypadku niedoczynności występuje obniżenie o 30-40%);
8. Stanu zdrowia (choroba, stany gorączkowe- wzrost o 12% / 1^oC);
9. Stanu psychicznego (stres i wstrząs powodują wzrost PPM);
10. Przyjmowanych leków (β- blokery, amfetamina i fenyloetyloaminy obniżają PPM);
11. Warunków klimatycznych (wysoka temp. otoczenia – mniejsza PPM);
12. SDDP (swoiste dynamiczne działanie pożywienia)

 

Metody oznaczania PPM:

1. Kalorymetria bezpośrednia – bezpośrednie zmierzenie ilości ciepła wytwarzanego przez organizm w jednostce czasu z uwzględnieniem ciepła zużytego na wyparowanie wody z płuc i skóry. Pomiar w komorze kalorymetrycznej wielkości małego pokoju. Jest to badanie typowo kliniczne.
2. Kalorymetria pośrednia – wychodzi z założenia, że energia pochodzi z utleniania składników odżywczych (zużycie 1 dm³ tlenu dla spalenia białek, tłuszczów, węglowodanów daje 4,82 kcal). Wiąże się ze zużyciem tlenu i wydzieleniem CO₂ w ilościach proporcjonalnych do wydatkowanej energii. Pomiar polega na określeniu objętości zużytego tlenu i objętości wydzielonego CO₂ w jednostce czasu.
3. Monitorowanie częstości tętna (określa się indywidualnie)
4. Metoda podwójnie znakowanej wody – w Europie Zachodniej, USA
5. Metody obliczeniowe:
6. PPM wynosi 1 kcal * 1 godz * 1 kg masy ciała. Mnożąc przez 24 godziny otrzymujemy 1440 kcal dla osoby o masie ciała 60 kg (stosuje się wyłącznie dla osób dorosłych; dzieci 1,2 – 1,3 kcal\kg\godz)
7. W stosunku do powierzchni ciała – jest to metoda dokładna – ilość energii na 1 m² powierzchni skóry waha się od 50 kcal\godz u dzieci do 33 kcal\godz u osób dorosłych. Należy obliczyć powierzchnię skóry oraz jaka jest przemiana na 1 m² dla określonego wieku, przeliczyć tę wartość na całą powierzchnię skóry i w stosunku dobowym.W fizjologii wysiłku fizycznego Jana Górskiego możemy znaleźć wartość PPM, która wynosi 1000 kcal/m² powierzchni ciała. Powierzchnie skóry – normogram lub wzór Breitmana:  S = 0,0087 * (W + H) – 0,26

 

Oryginalny wzór Harrisa i Benedicta

• mężczyźni:                         PPM = 66,47 + 13,75 * W + 5 * H – 6,75 * A
• kobiety:                              PPM = 665,09 + 9,56 * W + 1,85 * H – 4,64 * A

W – masa ciała [kg]

A – wiek [lata]

H – wysokość ciała [cm]

Obliczenia przeprowadzone jedną z metod wskazują, jaka powinna być PPM dla określonego człowieka, ale nie dają żadnego obrazu stanu faktycznego – w wielu przypadkach jest to wystarczające, ale chcąc oddać stan faktyczny trzeba by powrócić do kalorymetrii pośredniej i bezpośredniej.

 

Z uwagi na szacowanie zapotrzebowania kalorycznego organizmu, nie bawię się w skomplikowane wzory, których nie pamiętam. Korzystam ze wzoru Mifllina i St. Jeor z aktualizacją Frankenfielda. Różnica kaloryczności jest bardzo niewielka, więc nie ma sensu zmieniania metody obliczania zapotrzebowania. Często korzystam również z obliczeń szybkich uproszczonych – 1 kcal na kg m.c. / h lub standardowego przelicznika 25-35 kcal na kg m.c. /24 h

Mifflin St Jeor równanie:

• m – masa ciała
• h – wysokość ciała w cm
• a – wiek
• s – współczynnik „+5” dla mężczyzn, „−161”  dla kobiet
• aktualizacja Frankenfield’a zakłada zwiększenie zapotrzebowania o 5%

 

Jeśli chodzi o sportowców to głównym czynnikiem warunkującym zapotrzebowanie energetyczne organizmu jest masa mięśniowa – można wykorzystać poniższy wzór do oszacowania zapotrzebowania kalorycznego.

The Katch-McArdle Formula (RMR):

LBM – beztłuszczowa masa ciała w kilogramach (masa ciała bez tkanki tłuszczowej)

 

SDDP – strawienie i wchłonięcie pokarmu wymaga nakładu energii, pokarm białkowy wymaga zużycia 30% jego wartości kalorycznej, węglowodany 6% a tłuszcze 5%. Średnio dieta mieszana zwiększa przemianę materii o ok. 10% jest to tzw. swoiste dynamiczne działanie pokarmu.

Skład i ilość przyjętego pożywienia: białka powodują wzrost PPM o 25- 30%, tłuszcze o 14%, węglowodany o 6%; może wahać się od 5-30% [Bromatologia].

 

Obliczanie całkowitego wydatku energetycznego (lub inaczej całkowita przemiana materii CPM, ang. TEE) dla osoby nie będącej sportowcem, a jedynie prowadzącej aktywność fizyczną, obejmuje:

• podstawową przemianę materii PPM (ang. BMR)
• metabolizm pożywienia – swoiste dynamiczne działanie pokarmów SDDP (ang. TEF)
• aktywność fizyczną (ang. PAL)

CPM = PPM X PAL+ (PPMxSDDP)

 

PAL – w raporcie WHO z 2004 r. zaproponowano wartości współczynnika PAL dla różnych poziomów aktywności fizycznej.

• niska aktywność: 1,4-1,69
• umiarkowana: 1,7-1,99
• wysoka 2-2,4
• wartości rekomendowane przez IŻŻ [2012]

 

Postępowanie w przypadku osoby będącej sportowcem: 

1. PPM – w zależności od masy mięśniowej, jeśli jest wysokie BMI

2. Aktywność fizyczna wyliczona z intensywności treningu i czasu trwania jednostki treningowej – PAL nie jest dobrym wskaźnikiem dla osób trenujących, dlatego warto skorzystać ze skal subiektywnego odczuwania zmęczenia (skala VAS 1-10 stopniowa lub skala Borga 6-19) lub ze skalibrowanych urządzeń pomiarowych, które od razu podają wartość spalonych kalorii

3. Uwzględnij w obliczeniach proces regeneracji (ok. 150 kcal po mocnej sesji treningowej)

 

Całkiem przydatne są kryteria ciężkości pracy [Celejowa], które pasują do mojej skali subiektywnego odczucia zmęczenia, wyliczone na kilogram masy ciała i na minutę wysiłku – pamiętaj, że to tylko szacowanie…:

Dzięki temu możemy oszacować wartość kaloryczną  wykonanej pracy podczas wysiłku fizycznego.

 

CPM = PPM + (PPM x SDDP) + wydatek energetyczny treningu + regeneracja*

* jeśli jest potrzeba

 

https://www.zywieniemistrzow.pl/kalkulator/

 

Ile białka ile węglowodanów ile tłuszczu?