Rata metabolică bazală

General

Știai că până și dormind folosești energie? Inima ta bate în continuare, plămânii respiră în timp ce dormi, digestia continuă cu sârguință în stomac și intestine, creierul consumă mult oxigen în timp ce visezi și așa mai departe. Toate aceste procese în mare măsură inconștiente ard substanțe nutritive care trebuie furnizate de organism.

Rata metabolică bazală (GU, BMR) = cantitatea de energie pe care o persoană o odihnește complet, îmbrăcată ușor culcată, dimineața devreme și la 12-14 ore după ultimul aport de alimente și la o temperatură a camerei de 23 până la 25 º C necesar. Rata metabolică bazală este de obicei extrapolată la 24 de ore.

Cu toate acestea, rata metabolică bazală nu este o valoare constantă. În timpul somnului, de exemplu, scade cu 10%, în timp ce frigul intens și căldura intensă cresc rata metabolică bazală [8]. Chiar și cu anumite boli care sunt asociate cu febră, rata metabolică bazală crește uneori foarte brusc.

Cauze și factori

Ficatul și creierul, care consumă fiecare în jur de 25% din energie, sunt în principal responsabile de rata metabolică bazală. Mușchii scheletici necesită în jur de 18%, inima în jur de 6% și rinichii în jur de 8%, iar restul este contabilizat a celorlalte organe interne [1] .

Ficat, intestine: 25%
Creier: 25%
Inima: 6%
Rinichi: 10%
Mușchi scheletici: 18%
Rest: 16%

DÖRR [1] diferențiază, de asemenea, rata metabolică bazală GU și rata metabolică de repaus RU. Conform acestui fapt, rata metabolică de odihnă nu se măsoară în timp ce stai culcat, ci atunci când persoana este așezată. În plus, această persoană este îmbrăcată „corect” și temperatura camerei este puțin mai mică decât atunci când se măsoară rata metabolică bazală. Unele surse vorbesc, de asemenea, despre o rotație de întreținere, de exemplu, lexicul alimentar:

"Cu toate acestea, metabolismul de întreținere diferă de rata metabolică bazală prin faptul că specifică doar cantitatea absolut vitală de energie."

Iată un tabel cu cifra de afaceri tipică de bază:

Vârstă	Bărbat (172 cm, 70 kg)	Femeie (165 cm, 60 kg)
15-18	7.900	6.200
19-35	7.300	6.000
36-50	6.800	5.600
51-65	6.200	5.200
66-77	5.800	5.000

De altfel, cifrele au fost preluate din manualul „Nutriție în timp” de Ulrike Arens-Azevedo [2]. Din acest tabel puteți stabili doi factori de care depinde rata metabolică bazală: Cu cât o persoană este mai în vârstă, cu atât rata metabolică bazală este mai mică, iar bărbații au o rată metabolică bazală mai mare decât femeile, deși această diferență devine mai mică odată cu creșterea vârstei.

Factori de care depinde rata metabolică bazală

Vârstă

Deoarece procesele metabolice importante scad odată cu înaintarea în vârstă și conținutul de grăsime al țesutului crește, de obicei, de asemenea, rata metabolică bazală scade și odată cu creșterea vârstei. Puteți deduce aproximativ 20-28 kJ pe an din rata metabolică bazală. Un bărbat de 80 de ani are cu 560 kJ/d GU mai puțin decât un bărbat de 60 de ani.

Iată o reprezentare grafică a ratei metabolice bazale în funcție de vârstă, obținută din datele din tabelul de mai sus. Puteți vedea clar că „decalajul” dintre bărbați și femei devine din ce în ce mai mic odată cu creșterea vârstei.

gen

Femeile au un GU mai mic decât bărbații. Acest lucru se datorează compoziției țesutului corpului. Din motive genetice, femeile au o proporție mai mare de grăsime în țesutul corpului (25%) decât bărbații (doar 13%). În schimb, bărbații cu 55% au un procent muscular mai mare decât femeile cu doar 47% [9] .

Deoarece țesutul muscular are o cheltuială de energie mai mare decât țesutul adipos, GU este logic mai mare la bărbați decât la femei. Dacă comparați un bărbat și o femeie de aceeași vârstă, greutate și înălțime, diferența GU poate fi cu ușurință de 1.500 kJ/zi.

greutate si inaltime

Oamenii sunt mamifere cu aceeași temperatură, deci produc căldură în celulele lor, care menține corpul la aceeași temperatură ridicată, indiferent de temperatura ambiantă. Cu cât o persoană este mai mare și mai grea, cu atât are mai multe celule și cu atât mai mulți nutrienți sunt arși în aceste celule. Prin urmare, pare destul de logic că GU crește odată cu greutatea și înălțimea corpului.

Compoziția corpului

Persoanele care au un procent ridicat de masă musculară datorită activităților sportive sau datorită slujbei lor solicitante fizic au un GU ridicat. Acest lucru se datorează din nou faptului că celulele musculare au o activitate metabolică mai mare decât, de exemplu, celulele adipoase. Persoanele supraponderale sau obeze, pe de altă parte, au un GU mai scăzut decât în mod normal, din cauza conținutului mai ridicat de grăsimi.

nutriție

Potrivit [12], un conținut ridicat de proteine din dietă poate crește GU cu până la 15%.

climat

La temperaturi peste medie, GU este mai mare decât în mod normal, deoarece corpul transpiră mai mult și este expus la stres mai general. La temperaturi scăzute, GU este, de asemenea, mai mare decât în mod normal, deoarece acum mușchii încep să tremure pentru a lucra împotriva pierderii de căldură a corpului. Dacă petreceți întreaga zi afară iarna, rata metabolică bazală poate crește cu aproximativ 10%.

Cu toate acestea, s-ar putea crede acum că oamenii care trăiesc la tropice au un GU mai mare decât central-europenii din cauza temperaturilor ridicate „tropicale”. Cu toate acestea, acest lucru nu este pe deplin corect, deoarece de-a lungul anilor corpul se adaptează la aceste condiții climatice extreme. Potrivit DÖRR [1], GU în țările tropicale este chiar cu 10-20% mai mică decât în latitudinile temperate. Acest lucru pare logic, deoarece atunci când temperatura exterioară este caldă, nu trebuie să folosiți la fel de multă energie pentru a menține temperatura corpului.

Boli

Nu se poate spune în principiu că bolile cresc sau scad GU. Acest lucru depinde în totalitate de tipul de boală. Dacă boala este asociată cu febră, GU crește cu 13% la fiecare grad de febră [12], cu până la 40% în general. Odihna lungă de pat, pe de altă parte, face ca GU să se scufunde.

stres

În general, stresul crește GU cu până la 25% [12]. De cele mai multe ori, sunt implicați anumiți hormoni precum adrenalina sau tiroxina. Dacă tiroida este hiperactivă, de exemplu, secreția de tiroxină crește și, astfel, GU.

depresiuni

Depresia scade GU, deoarece persoanele care suferă de depresie sunt, în general, mai puțin active („atârnă” așa cum se spune).

Sport

Activitatea sportivă nu doar crește rata metabolică, așa cum s-ar putea crede, ci și rata metabolică bazală. Proporția de țesut muscular crește prin efort, iar țesutul muscular are o rotație de energie mai mare decât, de exemplu, țesutul adipos.

sarcina

În timpul sarcinii, femeile își pot crește GU cu până la 25%.

Rapid

Postul mai lung poate reduce GU cu 16 până la 40%, deoarece consumul de energie al organismului se adaptează încet la alimentarea cu energie [3] .

Originea/moștenirea

În numărul din noiembrie 2017 al revistei Spektrum der Wissenschaft există un articol foarte interesant pe tema ratei metabolice bazale [11]. Conform acestui fapt, rata metabolică bazală depinde de toți factorii menționați mai sus, dar și de originea persoanei individuale.

„Mai mult, intensitatea metabolică diferă între indivizi. În 1986, oamenii de știință au investigat metabolismul a 130 de persoane din 54 de familii într-un studiu. Chiar și după luarea în considerare a diferențelor de vârstă, sex și structură corporală, au observat totuși diferențe familiale de până la 500 de kilocalorii pe zi. Originea are, evident, un efect puternic asupra intensității metabolice și asupra capacității de a controla greutatea. "

Estimarea ratei metabolice bazale

Pentru a calcula rata metabolică bazală a unei persoane, există reguli generale și o formulă „corectă”.

Regula generală pentru rata metabolică bazală

Pe kg de greutate corporală, unul are un GU de 1 kcal pe oră.
Unul are un GU de 100 kJ pe zi per kg de greutate corporală.

Aceste reguli generale se aplică unui bărbat de 25 de ani cu greutate normală. Cu toate acestea, la evaluarea JV, trebuie luați în considerare factorii menționați mai sus. Pentru femei, puteți deduce o anumită sumă din GU estimată.

Un tânăr de 25 de ani cântărind 70 kg ar avea un GU de aproximativ 7.000 kJ/zi.

Calculul ratei metabolice bazale

Cea mai veche formulă pentru calcularea ratei metabolice bazale vine de la J. A. Harris și F. G. Benedict din 1918 [7]. Trebuie să fii atent aici, deoarece GU este calculat în kcal și nu în kJ.

Formula Harris - Benedict din 1918:

GUMen = 66 + (13,7 × greutate în kg) + (5 × înălțime în cm) - (6,8 × vârstă) kcal
Femei GU = 655 + (9,6 × greutate în kg) + (1,8 × înălțime în cm) - (4,7 × vârstă) kcal

Prin urmare, o fetiță de 16 ani care are 170 cm înălțime și cântărește 70 kg ar avea un GU de

655 + 672 + 306 - 75 = 1.558 kcal/d = 6.543,6 kJ/d

Regula generală „100 kJ/d per kg de greutate corporală”, pe de altă parte, ar avea ca rezultat o valoare de 7.000 kJ/d, adică puțin mai mult. Regula generală se aplică numai unui bărbat în vârstă de 25 de ani, deci ar trebui să deduceți o anumită sumă din ea pentru o femeie. Pe de altă parte, fata este mai tânără decât bărbatul de referință, deci ar trebui să cumpărați din nou o cantitate mică. Ambii factori se echilibrează aproximativ unul pe altul, astfel încât să poată lua din nou valoarea regulii generale.

Formula lui Mifflin și St. Jeor, care a fost propusă în 1990 [4], este oarecum mai precisă și actualizată:

Mifflin -St. Formula Jeor din 1990:

GUMen = (10 x greutate în kg) + (6,25 x înălțime în cm) - 5 x vârstă + 5 kcal
Femei GU = (10 x greutate în kg) + (6,25 x înălțime în cm) - 5 x vârstă - 161 kcal

Această formulă se presupune că este mai bine adaptată stilului de viață actual al bărbaților și femeilor, care nu mai este la fel de diferit în zilele noastre ca acum 100 de ani.

Conform acestei formule, o fată de 16 ani care are 170 cm înălțime și cântărește 70 kg ar avea un GU de

700 + 1063 - 80 - 161 = 1.522 kcal/d = 6392 kJ/d

Aceasta este puțin mai mică decât formula Harris-Benedict din 1918.

Măsurarea ratei metabolice bazale

Este bine și dacă puteți estima sau chiar calcula rata metabolică bazală, dar, din păcate, fiecare persoană este diferită și dacă doriți valori reale și individuale pentru GC, trebuie să măsurați GC.

Cum puteți măsura GU?

Pentru a face acest lucru, trebuie să ne întoarcem puțin și să intrăm în chimie. Imaginați-vă dacă o persoană ar mânca doar glucoză. Acest lucru ar fi absolut nesănătos, dar foarte benefic pentru măsurarea ratei metabolice bazale. Pentru că atunci ai putea folosi ecuația simplă a reacției

$ C_H_O_ + 6 O_ \ la 6 CO_ + 6 H_O $

bazat pe. În această oxidare a glucozei de către oxigen la apă și dioxid de carbon, se eliberează o energie de reacție de 2790 [3] la 2880 [10] kJ/mol [3], în funcție de sursa din literatură. .

Pentru experți: Diferențele menționate aici se datorează faptului că respirația celulară este măsurată în condiții diferite și că unii autori afirmă entalpia de reacție ΔH, alții entalpia liberă ΔG.

Această energie eliberată nu poate fi măsurată direct, dar puteți determina câți litri de oxigen consumă o persoană într-un anumit timp sau câți litri de dioxid de carbon expiră într-un anumit timp. Și atunci trebuie să calculezi. Dacă, de exemplu, s-au consumat 10 litri de oxigen într-o anumită perioadă de timp, acesta este 10/22,4 = 0,45 mol O2. Trebuie să știți că 1 mol de gaz (ideal) ocupă un volum de 22,4 litri la temperatura camerei.

Dacă s-ar fi consumat exact 22,4 litri și astfel 1 mol de oxigen, atunci s-ar ști că exact 1/6 mol de glucoză ar fi fost oxidat (vezi ecuația reacției). În exemplul nostru, însă, au fost consumați doar 10 litri = 0,45 mol de oxigen. Aceasta corespunde apoi la 0,075 mol de glucoză.

Când 1 mol de glucoză este oxidat, se eliberează aproximativ 2800 kJ de energie. Deci, atunci când 0,075 mol de glucoză este oxidată, se eliberează aproximativ 210 kJ de energie. Aceasta ar fi apoi rata metabolică bazală în această perioadă. Acum, acest GU trebuie doar să fie extrapolat la 24 de ore și măsurarea este finalizată.

Calorimetrie directă

Metoda calorimetriei directe este rar utilizată pentru măsurarea GU. Pentru a face acest lucru, persoana testată este plasată într-o cameră închisă, izolată termic, în care este pompat aerul, al cărui conținut de oxigen este măsurat. Aerul evacuat este extras și trecut prin acid sulfuric și var sodic. Acidul sulfuric absoarbe apa formată, varul sodic s-a format dioxidul de carbon. Ambii compuși sunt apoi cântăriți. Cantitatea de căldură produsă de persoana testată este determinată în mod similar cu un răcitor Liebig. Conductele de apă spirală prin cameră. Apa rece cu o anumită temperatură este pompată în conductele de pe o parte și apa, care a fost ușor încălzită de căldura corpului, este drenată pe cealaltă parte. Diferența de temperatură este apoi evaluată pentru calculul ratei metabolice bazale, împreună cu oxigenul consumat și apa și dioxidul de carbon produs. Persoana primește o anumită cantitate de alimente, care este, de asemenea, măsurată, iar excrețiile solide și lichide ale persoanei sunt, de asemenea, colectate și măsurate.

Persoanele ușor excitabile nu sunt potrivite pentru acest tip de măsurare, se pot simți stresați de camera îngustă și, desigur, crește rata metabolică bazală [5] .

Calorimetria directă este, de asemenea, foarte complexă și costisitoare (preț de achiziție ridicat pentru cameră) și este adecvată numai pentru studii în repaus [6] .

Puteți găsi un desen schematic al unei astfel de camere de respirație la următorul link. Cu toate acestea, imaginea arată că camera nu este potrivită doar pentru studii liniștite. Persoana testată stă pe o bicicletă de exerciții.

Calorimetrie indirectă

În mod normal, cheltuielile de energie ale unei persoane sunt determinate de calorimetrie indirectă. În principiu, procedura este cea descrisă în secțiunea „Măsurarea ratei metabolice bazale”. Cu toate acestea, persoana care s-a pus la dispoziție pentru măsurare nu a consumat doar glucoză, ceea ce complică lucrurile. Cu toate acestea, se pot trage concluzii despre GU despre consumul de oxigen. Persoana testată inhalează și expiră aerul ambiant (azot + oxigen) printr-o piesa bucală specială. Aerul expirat este colectat și analizat. Ceea ce este important aici este proporția rămasă de O2 și proporția de CO2 produsă.

Coeficientul repirator

Așa-numitul coeficient respirator (RQ) este decisiv. Coeficientul respirator este raportul dintre dioxidul de carbon expirat V (CO2) și oxigenul inhalat V (O2).

Să ne uităm din nou la ecuația pentru oxidarea glucozei:

$ C_H_O_ + 6 O_ \ la 6 CO_ + 6 H_O $

Aici raportul CO2: O2 este exact 6: 6 sau 1: 1, deci RQ = 1.

Deci, dacă constatați cu calorimetrie indirectă că persoana testată a produs exact aceeași cantitate de dioxid de carbon ca și inhalarea oxigenului, atunci știți că persoana respectivă a mâncat recent în principal carbohidrați, care sunt oxidați în conformitate cu ecuația de mai sus.

Să presupunem că persoana respectivă a mâncat mai ales grăsimi. Grăsimile constau din molecule de glicerină care sunt legate de trei acizi grași. Un acid gras bine cunoscut este acidul palmitic cu 16 atomi de carbon.

O moleculă de grăsime, care constă dintr-o moleculă de glicerină și trei molecule de acid palmitic, are formula moleculară C51H98O6. Ecuația de reacție pentru oxidarea acestei grăsimi arată astfel [3]:

$ C_H_O_ + 72,5 O_ \ până la 51 CO_ + 49 H_O $

Pentru a arde 1 mol din această grăsime, se folosesc 72,5 moli de oxigen, dar se produc doar 51 de moli de dioxid de carbon. Coeficientul respirator are valoarea 51/72,5 = 0,70, care este mai mică decât RQ pentru carbohidrați. Deoarece acizii grași nu conțin aproape oxigen (cei doi atomi de O din grupul COOH sunt ridicol de puțini; majoritatea moleculei este formată din atomi de C și H), trebuie adăugat mult oxigen pentru oxidare. Carbohidrații, pe de altă parte, conțin deja mult oxigen, deci nu mai există atât de mult O2 disponibil pentru oxidare.

Chiar și proteinele nu conțin atât de mult oxigen în molecule, dar reziduurile organice ale aminoacizilor nu sunt atâta timp cât reziduurile alchil ale acizilor grași, motiv pentru care proporția de oxigen din proteine este mai mare decât în grăsimi. RQ pentru proteine este de 0,8 [3] .

Pentru o masă compusă în conformitate cu recomandările DGE (55% carbohidrați, 30% grăsimi, 15% proteine), se presupune un RQ de 0,85 [3] [5] .

Dacă cunoașteți RQ-ul persoanei testate, cunoașteți aproximativ compoziția procentuală a dietei constând din carbohidrați, grăsimi și proteine. Din aceasta puteți calcula apoi câtă energie și dioxid de carbon este eliberat atunci când 1 g din acest aliment mixt este ars în organism. Cantitatea totală de energie eliberată poate fi apoi calculată din volumul de CO2 eliberat. Deoarece știți și volumul de O2 consumat, puteți efectua cu ușurință un calcul de control.

Material didactic:

Linkuri externe:

Calcule energetice (Sportunterricht.ch)
Calculați rata metabolică bazală (Mileage.net)
Calculator de calorii (Apotheken-Umschau.de)
Rata metabolică bazală (Biologie-Schule.de)

IMPRINT/Politica de confidențialitate/Sitemap

02/07/2017: Pagină creată
01.10.2017: pagina revizuită.
21 octombrie 2017: pagina actualizată.
16.09.2019: Pagina a fost ușor adăugată.
31.08.2020: Pagina verificată.