Читать книгу Fizjologia żywienia - Группа авторов - Страница 43

4.6.1. Definicja

Całkowita przemiana materii (CPM), określana inaczej jako całkowity wydatek energetyczny (total energy expediture, TEE) w ciągu 24 godzin jest sumą:

● podstawowej przemiany materii (PPM), która stanowi 45–70% całkowitego dobowego wydatku energetycznego;

● ponadpodstawowej przemiany materii (PPPM), na którą składa się energia zużywana na aktywność fizyczną oraz procesy trawienia, wchłaniania i transportu składników odżywczych (swoiście dynamiczne działanie pożywienia).

Całkowita przemiana materii (suma wszystkich wydatków energetycznych) jest równoważna całkowitemu zapotrzebowaniu energetycznemu organizmu, co stanowi podstawę komponowania dziennego jadłospisu.

4.6.2. Metody określania wartości całkowitej przemiany materii

Aby obliczyć całkowitą przemianę materii, należy zsumować wartości podstawowej przemiany materii i ponadpodstawowej przemiany materii, co można wyrazić następującym wzorem:

CPM = PPM + PPPM,

gdzie:

CPM – całkowita przemiana materii;

PPM – podstawowa przemiana materii;

PPPM – ponadpodstawowa przemiana materii.

Określanie wartości podstawowej przemiany materii

Podstawową przemianę materii można obliczyć za pomocą wzorów ustalonych doświadczalnie.

Wzory Harrisa–Benedicta:

● dla kobiet:

PPM [kcal/24 h] = 665,0955 + (9,5634 × masa ciała [kg]) + (1,8496 × wzrost [cm]) ˗ (4,6756 × wiek [lata])

● dla mężczyzn:

PPM [kcal/24 h] = 66,4730 + (13,7516 × masa ciała [kg]) + (5,0033 × wzrost [cm]) ˗ (6,7550 × wiek [lata])

Wzory Mifflina–St Jeora:

● dla kobiet:

PPM [kcal/24 h] = (10 × masa ciała [kg]) + (6,25 × wzrost [cm]) ˗ (5 × wiek [lata]) – 161

● dla mężczyzn:

PPM [kcal/24 h] = (10 × masa ciała [kg]) + (6,25 × wzrost [cm]) ˗ (5 × wiek [lata]) + 5

Określanie wartości ponadpodstawowej przemiany materii

W celu obliczenia ponadpodstawowej przemiany materii należy pomnożyć wartość PPM przez 10% (energia potrzebna na przyswojenie pożywienia, czyli swoiście dynamiczne działanie pożywienia) i dodać do tej wartości poszczególne wydatki energetyczne wynikające z pracy, codziennych czynności i aktywności fizycznej, co można wyrazić wzorem:

PPPM = SDDP (10% PPM) + E aktywności fizycznej,

gdzie:

PPPM – ponadpodstawowa przemiana materii;

SDDP – swoiście dynamiczne działanie pożywienia;

PPM – podstawowa przemiana materii;

E aktywności fizycznej – energia wydatkowana na aktywność fizyczną.

Koszt energetyczny danej czynności, czyli ilość energii, jaka jest potrzebna danej osobie do jej wykonania przez określony czas, można obliczyć według wzoru:

^*Jednostkowy wydatek energetyczny podczas wykonywania różnych czynności – wartości te zostały ustalone doświadczalnie i są dostępne w wielu opracowaniach specjalistycznych z tej dziedziny.

Metoda sumowania wydatków energetycznych organizmu związanych z każdą czynnością wykonywaną w ciągu doby jest dość skomplikowana, dlatego w celu uproszczenia tych obliczeń wprowadzono tzw. współczynniki aktywności fizycznej (physical activity level, PAL), określające poziom aktywności fizycznej danej osoby (tab. 4.2). PAL to iloraz całkowitego wydatku energetycznego na dobę i podstawowej przemiany materii.

Wybór odpowiedniego współczynnika aktywności fizycznej pozwala określić zmiany podstawowej przemiany materii przy różnych rodzajach aktywności fizycznej. Zatem całkowitą przemianę materii można wyrazić wzorem:

CPM = PPM × PAL,

gdzie:

CPM – całkowita przemiana materii;

PPM – podstawowa przemiana materii;

PAL – współczynnik aktywności fizycznej.

Tabela 4.2. Współczynniki PAL w zależności od poziomu aktywności fizycznej

Źródło: opracowano na podstawie Food and Agriculture Organization of the United Nations/World Health Organization/United Nations University, Human Energy Requirements. Report of a Joint FAO/WHO/UNU Expert Consultation, Rome 2001.

4.6.3. Inne metody określania wydatku energetycznego organizmu

Wydatek energetyczny organizmu człowieka może być również zmierzony metodami kalorymetrycznymi.

Kalorymetria bezpośrednia

Metoda kalorymetrii bezpośredniej opiera się na założeniu, że cała energia zużywana przez organizm do podtrzymywania podstawowych funkcji życiowych oraz do pracy mięśni jest ostatecznie zamieniana w ciepło. Metoda ta polega na bezpośrednim pomiarze całkowitej ilości ciepła wytwarzanego przez organizm w jednostce czasu zarówno w warunkach podstawowych (w spoczynku), jak i w przebiegu różnych doświadczeń (pod wpływem diety, podczas wysiłku fizycznego itp.). Pomiar ilości ciepła uwalnianego przez ciało jest dokonywany w specjalnych komorach kalorymetrycznych otoczonych łaźnią wodną z czujnikiem termicznym. Jest to metoda skomplikowana technicznie, mająca zastosowanie jedynie w badaniach naukowych.

Kalorymetria pośrednia

Metoda kalorymetrii pośredniej opiera się na ocenie zależności między ilością zużywanego przez organizm tlenu w jednostce czasu a ilością energii uzyskanej w procesach metabolicznych (głównie w wyniku reakcji tlenowych i spalania substratów pochodzących z pożywienia). W praktyce polega ona na spirometrycznym pomiarze objętości zużytego tlenu i wydzielonego dwutlenku węgla w jednostce czasu i pomnożeniu ilości pochłoniętego przez organizm tlenu przez odpowiedni tzw. równoważnik energetyczny 1 litra tlenu, czyli ilość energii uzyskanej w procesach spalania składników odżywczych, przy zużyciu 1 litra tlenu (wartości te są różne, w zależności od rodzaju utlenianego substratu). W celu wyboru odpowiedniego równoważnika energetycznego konieczne jest określenie współczynnika oddechowego, czyli stosunku ilości wydalanego dwutlenku węgla do ilości pobranego tlenu w tym samym czasie.

Metoda ta jest szczególnie przydatna do oceny wydatku energetycznego podczas wysiłku, zwłaszcza tlenowego (aerobowego). Według Polskiego Towarzystwa Dietetyki (2015) stanowi również złoty standard w ocenie wielkości spoczynkowej przemiany materii, służącej do ustalenia indywidualnego zapotrzebowania na energię osób dorosłych z nadmierną masą ciała.