Jak szacować zapotrzebowanie energetyczne?

Szacowanie wydatków energetycznych stanowi jeden z największych problemów dla dietetyków i ich pacjentów. Prawidłowe ustalenie kaloryczności diety jest czynnikiem warunkującym osiągnięcie założonych celów bez względu na to czy chodzi nam o pozbycie się zbędnych kilogramów, czy celujemy w życiówkę na zawodach sportowych. Nadwyżka kaloryczna nieuchronnie prowadzi do zwiększonego odkładania niechcianej tkanki tłuszczowej, natomiast niedoszacowanie wydatków energetycznych skutkuje gorszą formą fizyczną, dłuższym czasem potrzebnym do regeneracji, a w dalszej perspektywie także utratą pewnej części masy mięśniowej. W tym artykule przedstawimy praktyczne metody szacowania wydatków energetycznych, stosowane w praktyce dietetycznej na całym świecie.

Matematyczne obliczenie CPM

Najprostszą metodą obliczenia dobowego wydatku energetycznego, czyli Całkowitej Przemiany Materii (CPM) jest skorzystanie ze wzorów matematycznych. Zanim jednak do nich przejdziemy, należy uzmysłowić sobie, że na CPM składa się:
– Podstawowa Przemiana Materii (PPM), obejmuje wszystkie wydatki energetyczne niezbędne do utrzymania organizmu przy życiu, w czasie spoczynku, w optymalnych warunkach środowiskowych
– Termogeneza poposiłkowa, czyli wydatki związane z trawieniem, wchłanianiem i transportem składników odżywczych
– Wydatki energetyczne wykraczające poza PPM, obejmuje wszelkie czynności niesłużące do utrzymania homeostazy ustroju np. wszystkie aktywności dnia codziennego, praca zawodowa, uprawianie sportu itp. [1]
W celu obliczenia Podstawowej Przemiany Materii możemy skorzystać z kilku dostępnych wzorów, najczęściej wykorzystywane z nich to wzór Harrisa-Benedicta, Mifflina, Owena oraz FAO/WHO/UNU . Cechą wspólną tych wzorów jest uwzględnienie w równaniach masy ciała, wzrostu, płci i wieku. Stosując każdy z tych wzorów otrzymujemy nieco inne wyniki, poniżej mały przykład:

Przykład: mężczyzna o wadze 70kg i 175cm wzrostu, w wieku 30 lat
M – masa ciała [kg]; W – wzrost [cm]; L – wiek (w latach)

1) Wzór Harrisa-Benedicta
66,47 + 13,7M + 5,0W – 6,76L
PPM = 66,47 + 13,7 * 70 + 5 * 175 – 6,76 * 30 = 1698 kcal

2) Wzór Mifflina
PPM = 10M + 6,25W – 5L + 5
PPM = 10 * 70 + 6,25 * 175 – 5 * 30 + 5 = 1649 kcal

Różnica w tym wypadku to prawie 50 kcal, w dietetyce co prawda nie jest najważniejsza aptekarska precyzja, ale warto zadać pytanie, który z popularnych wzorów najbardziej odpowiada rzeczywistości?

Wiele towarzystw np. Amerykańskie Towarzystwo Dietetyki (ADS), Kanadyjskie Stowarzyszenie Dietetyków (DC) i nasze rodzime Polskie Towarzystwo Dietetyki zalecają korzystanie ze wzoru Mifflina, szczególnie w przypadku osób otyłych. Istnieje wiele doniesień sugerujących, że wzór Harrisa-Benedicta zawyża realną wartość zużywanych kilokalorii [2, 3]. Ta teza sprawdziła się w kolejnym badaniu, w którym autorzy porównywali różne wzory do metody kalorymetrii pośredniej (metoda referencyjna, opierająca się na pomiarze pobieranego O2 i wydalanego CO2, co ściśle związane jest ze zużyciem energii). Wyniki przedstawia wykres poniżej:

Na podstawie: Pavlidou E, et al (2018) Estimating the agreement between the metabolic rate calculated from prediction equations and from a portable indirect calorimetry device: an effort to develop a new equation for predicting resting metabolic rate. Nutr Metab, 15(41)

Wraz ze wzrostem masy ciała rośnie dysproporcja w uzyskiwanych wynikach. Autorzy powyższego badania sugerują, że bardziej właściwym wzorem stosowanym wobec osób otyłych jest wzór Owena. W 2018 roku ukazało się kolejne badanie porównujące wzory na PPM z metodą referencyjną, które sugeruje, że wyniki uzyskane za pomocą wzorów uwzględniających BMI (wzór Harringtona) są najbliższe realnym wartościom PPM, jednak tutaj także wszystkie równania poza równaniem Owena zawyżały wartości PPM w stosunku do metody referencyjnej [4]. W dniu zwolnienia Józefa Piłsudskiego z twierdzy magdeburskiej, tj. 8 listopada 1918 roku Panowie Harris i Benedict opublikowali równanie, z którego jeszcze 100 lat później będą korzystać dietetycy i studenci. Obecnie jednak dysponujemy lepszymi obliczeniami, z których wynika, że wzory Mifflina, czy Owena są bardziej precyzyjne. Trochę odrębną grupę stanowią sportowcy, dla których polecany jest wzór Cunninghama, wymaga on jednak znajomości swojej beztłuszczowej masy ciała, wyglądająca następująco:

PPM = 500 + 22 x FFM
(FFM – beztłuszczowa masa ciała [kg])

Minusem tego równania jest fakt, że nie uwzględnia wieku, co sprawia że wśród osób starszych jest mniej dokładny, co także znajduje swoje potwierdzenie w badaniach [5, 6]. Skoro mamy już PPM, obliczenie całodobowych wydatków energetycznych jest „proste”. Wystarczy wykorzystać wzór:

CPM = PPM x PAL

PAL to współczynnik aktywności fizycznej, jego wartość waha się od 1,4 do 2,4. Największym problemem jest oszacowanie PAL, tej zmiennej nie jesteśmy w żaden sposób obliczyć. Musimy wybrać liczbę mieszczącą się w danym zakresie, gdzie 1,4 to osoba leżąca w łóżku, a 2,4 odpowiada osobie bardzo aktywnej fizycznie, wręcz zawodowemu sportowcowi. Tutaj dużą rolę odgrywa doświadczenie dietetyka. Poniżej tabelka, choć trochę ułatwiająca to zadanie:

Poziom aktywności fizycznej PAL
Niski 1,4 – 1,69
Umiarkowany 1,7 – 1,99
Wysoki 2 – 2,4

 

Oprócz wskaźnika PAL możemy wykorzystać także gotowe
kwestionariusze, które wymagają skrupulatnego zapisywania wszystkich czynności
wykonywanych w ciągu dnia, a następnie dokonujemy obliczeń korzystając z tabel,
które podają wydatki energetyczne podczas podejmowania danej czynności. Jest to
z pewnością męcząca metoda, która wcale nie daje bardziej wiarygodnych wyników
niż PAL.

Metoda monitorowania częstości skurczów serca  – pulsometry, zegarki sportowe

Akcja serca jest ściśle związana z aktywnością fizyczną i zużywaną przez organizm energią. Popularne „pulsometry” obliczają zużycie energii podczas aktywności właśnie na tej podstawie. Pomiar bazuje na liniowej zależności między częstością skurczów serca (HR) a wielkością poboru tlenu (VO2), dlatego też powinien zatem być poprzedzony wyznaczeniem indywidualnej zależności HR/VO2. Takim testem może być test VO2max wykonywany np. na cykloergometrze lub bieżni. Określenie wydatków energetycznych metodą monitorowania częstości skurczów serca jest bardzo precyzyjne i w zasadzie nie odbiega od metod referencyjnych [7, 8, 9]. W zeszłym roku ukazało się badanie dotyczące tylko osób starszych, a średni błąd w pomiarach całodziennych wydatków energetycznych wyniósł 30 kcal [10]. Biorąc pod uwagę 24h zróżnicowanej aktywności fizycznej, taka wartość błędu w praktyce dietetycznej jest jak najbardziej akceptowalna.

Co jeśli nie chcemy przeprowadzać badań wydolnościowych, czy wtedy odczyty z pulsometrów też są wiarygodne?

Ciekawych danych dostarcza badanie Brage i wsp. z 2015 roku – autorzy uzyskali bardzo zbliżone wyniki w porównaniu skuteczności pulsometrów, z wcześniejszym wyznaczeniem zależności HR/VO2, jak i bez, w stosunku do złotego standardu czyli metody podwójnie znakowanej wody (metoda wykorzystuje trwałe izotopy tlenu i wodoru, precyzyjna ale bardzo kosztowna i nieosiągalna dla dietetyków i ich pacjentów). Średnia z pomiarów była niemal taka sama, jednak w przypadku grupy bez wyznaczenia zależności HR/VO2 różnice międzyosobnicze były większe. Oznacza to, że osoby wykraczające poza szeroko rozumianą średnią (np. niska lub wysoka masa ciała, wysoki maksymalny pobór tlenu, niskie tętno spoczynkowe) są obarczone większym ryzykiem błędu w tych pomiarach [11].

Analiza kinematyczna – akcelerometry, krokomierze

Wiele zegarków sportowych, czy smartphonów zlicza całodzienne wydatki energetyczne na podstawie ruchów ciała. Logicznym jest, że zmiana pozycji ciała wiąże się z pracą mięśni i tym samym ze zwiększeniem wydatków energetycznych. Badania naukowe wskazują, że w przypadku osób o niskiej aktywności fizycznej wydatki energetyczne szacowane w ten sposób są dosyć zgodne z rzeczywistością. Jednak im aktywność jest wyższa, tym bardziej wzrasta poziom niedoszacowania energii. Błędy skorelowane są także z zawartością tkanki tłuszczowej – im więcej tłuszczu tym mniej dokładny wynik (dlatego też wyniki wśród mężczyzn są bliższe rzeczywistości niż wyniki uzyskane przez kobiety) [11]. Niemniej jednak w ten sposób możemy uzyskać wystarczające dane potrzebne do ustalenia ogólnej kaloryczności diety. Dodatkowo zegarki sportowe ułatwiają kontrolowanie aktywności fizycznej i mogą być dodatkową motywacją.

Podsumowanie

Wszystkie przedstawione powyżej metody pozwalają na oszacowanie wydatków energetycznych z dokładnością umożliwiającą przygotowanie spersonalizowanego planu żywieniowego. Dokładność uzyskanych danych nie jest aż tak istotna jak umiejętność obserwowania i reagowania na zmiany np. w masie albo składzie ciała. Tak więc korzystajcie z coraz taniej dostępnych urządzeń, ale nie wierzcie im bezgranicznie.

Literatura

  1. Frączek B, Krysztofiak H, Krzywański J (2019) Dietetyka Sportowa. PZWL
  2. Frankenfield D, Roth-Yousey L, Compher C (2005) Comparison of predictive equations for resting metabolic rate in healthy nonobese and obese adults: a systematic review. J Am Diet Assoc, 105(5)
  3. Dietitians of Canada (2009) Healthy weight/obesity practice guidance toolkit
  4. Pavlidou E, Petridis D, Tolia M, Tsoukalas N, Poultsidi A, Fasoulas A, Kyrgias G, Giaginis C (2018) Estimating the agreement between the metabolic rate calculated from prediction equations and from a portable indirect calorimetry device: an effort to develop a new equation for predicting resting metabolic rate. Nutr Metab, 15(41)
  5. Haaf T, Weijs P (2014) Resting Energy Expenditure prediction in recreational athletes of 18-35 years: confirmation of Cunningham Equation and an improved weight-based alternative. PLoS One, 9(9)
  6. Karlsson M, Olsson E, Becker W, Karolstorm B, Cederholm T, Sjorgen P (2017) Ability to predict Resting Energy Expenditure with six equations compared to Indirect Calorimetry in Octogenarian men. Exp Gerontol
  7. Durkalec-Michalski K, Woźniewicz M, Bajerska J, Jeszka J (2013) Comparsion of accurancy of various non-calorimetric methods measuring energy expenditure at different intensities. Human Movement, 14 (2)
  8. Garet M, Boudet G, Montaurier C, Vermorel M, Coudert J, Chamoux A (2005) Estimating relative physical workload using heart rate monitoring: a validation by whole body indirect calorimetry. J Appl Physiol, 94(1–2)
  9. Maffeis C, Pinelli L, Zaffanello M, Schena F, Iacumin P, Schutz Y (1995) Daily energy expenditure in free-living conditions in obese and non-obese children: comparison of dou­bly labelled water method and heart-rate monitoring. Int J Obes Relat Metab Disord, 19(9)
  10. Falter M, Budts W, Goetschalckx K, Cornelissen V, Buys R (2019) Accuracy of Apple Watch measurements for Heart Rate and Energy Expenditure in patients with cardiovascular disease: cross-sectional study. JMIR Mhealth Uhealth, 7(3)
  11. Brage S, Westgate K, Franks PW, Stegle O, Wright A, Ekelund U, Wareham NJ (2015) Estimation of free-living Energy Expenditure by heart rate and movement sensing: a doubly-labelled water study. PLoS One, 10(9)

5 2 votes
Article Rating
1 Komentarz
Oldest
Newest Most Voted
Inline Feedbacks
View all comments
Andrzej Wymyslewski
Andrzej Wymyslewski
3 lat temu

Świetny wpis, tak trzymać!

NEWSLETTER

ZAPRASZAMY DO NEWSLETTERA

Duis aute irure dolor in reprehenderit in voluptate velit esse cillum dolore eu fugiat nulla pariatur. Excepteur sint occaecat cupidatat non proident, sunt in culpa qui officia deserunt mollit anim id est laborum.

Newsletter

ZAPRASZAMY DO NEWSLETTERA

Będziesz otrzymywać aktualne informacje o zniżkach, szkoleniach i najnowszych wpisach na blogu.

DLACZEGO WARTO ZAPISAĆ SIĘ NA NEWSLETTER?

  • Będziesz na bieżąco ze wszystkimi wydarzeniami i projektami organizowanymi przez INdiet
  • Zostaniesz poinformowany o najnowszych wpisach na naszym blogu
  • Otrzymasz informacje o aktualnych zniżkach i promocjach
  • Poznasz ciekawostki ze świata dietetyki

FORMULARZ ZAPISU NA NEWSLETTER

BLOG

OSTATNIE WPISY NA BLOGU

Autor: Miłosz Jasiński | 10 maja 2021 |

Autor: Miłosz Jasiński | 19 kwietnia 2021 |

Autor: Miłosz Jasiński | 14 kwietnia 2021 |

Autor: Karol Bogusławski | 09 lipca 2020 |

Kontakt

NAPISZ DO NAS

    Administratorami Twoich danych osobowych jest INdiet SC
    Nie spamujemy i nie sprzedajemy Twoich danych. Więcej przeczytasz w polityce prywatności

    MIŁOSZ JASIŃSKI
    tel: +48 607 775 098
    KAROL BOGUSŁAWSKI
    tel: +48 781 292 729