Bilans energetyczny

Zasada zachowania energii

Bilans energetyczny organizmu to porównanie ilości energii przyjętej wraz z pożywieniem a ilością energii wydatkowanej. Bilans energetyczny powinniśmy oceniać w jakimś przedziale czasowym, najlepiej w cyklu dobowym. Jeżeli bilans wychodzi na zero, to znaczy, że zapewniamy pokrycie wszystkich wydatków przychodem, a masa ciała się nie zmienia. O dodatnim bilansie mówimy wtedy, gdy wydatek jest mniejszy niż przychód, a nadmiar energii jest magazynowany. Jeśli dodatni bilans energetyczny utrzymuje się dłuższy czas, to stopniowo wzrasta masa ciała, a najczęściej rośnie masa tkanki tłuszczowej stanowiąca najlepszy magazyn zapasów energetycznych.

Bilans energetyczny

Ujemny bilans energetyczny prowadzi konieczności uzupełniania niedoboru przyjmowanej energii wraz z pożywienie, co w konsekwencji wiąże się z utratą masy ciała. Nawet niewielka różnica pomiędzy obu stronami bilansu energetycznego utrzymująca się przez długi czas prowadzi nieuchronnie do zmiany masy ciała. Krótkotrwałe, naprzemienne (w kierunku dodatnim i ujemnym) zmiany równowagi są naturalne i nie wywołują istotnych wahań masy ciała, ilość tkanki tłuszczowej nie ulega też istotnym zmianom.

Możemy zatem przyjąć, że jeśli systematycznie mierzona masa ciała dorosłego człowieka nie ulega zmianie, tzn., że bilans energetyczny wychodzi na zero. Oczywiście ocena bilansu energetycznego na podstawie analizy zmian masy ciała noże być obarczona błędem, gdyż w krótkich odcinkach czasowych na wynik wpływać mogą zmiany zawartości wody w organizmie, a w dłuższym okresie, zmiany proporcji tkanek – np. spadek masy mięśniowej z jednoczesnym wzrostem masy tkanki tłuszczowej.

Możemy zatem przyjąć, że jeśli systematycznie mierzona masa ciała dorosłego człowieka nie ulega zmianie, tzn., że bilans energetyczny wychodzi na zero. Oczywiście ocena bilansu energetycznego na podstawie analizy zmian masy ciała noże być obarczona błędem, gdyż w krótkich odcinkach czasowych na wynik wpływać mogą zmiany zawartości wody w organizmie, a w dłuższym okresie, zmiany proporcji tkanek – np. spadek masy mięśniowej z jednoczesnym wzrostem masy tkanki tłuszczowej.

Diagram wydatkowania energii

A co z naszym wydatkiem energetycznym? Większości ludzi wydatkowanie energii kojarzy się głównie ze spalaniem kalorii podczas wysiłku fizycznego. Jednak zużywamy energię również na utrzymanie podstawowych procesów życiowych (np. oddychanie, praca serca, procesy metaboliczne), pracę mózgu, zapewnienie prawidłowej temperatury ciała, na procesy trawienia i wchłaniania spożytych pokarmów. Dla bilansu energetycznego liczy się całkowita ilość wydatkowanej energii w ciągu doby. Największy w tym udział mają trzy procesy: podstawowa przemiana materii (BMR), utrzymanie temperatury ciała i wykonywana praca fizyczna.

Podstawowa przemiana materii (BMR)

Pojęcia takie jak Podstawowa Przemiana Materii (Basal Metabolic Rate – BMR) i Spoczynkowa Przemiana Materii (Resting Metabolic Rate – RMR) odnoszą się do ilości kalorii, które oceniana osoba musi „spalić” w ciągu 24 godzin, jeśli pozostaje w spoczynku.

BMR i RMR są często używane zamiennie, chociaż różnią się między sobą zasadniczo. Przede wszystkim, pomiar BMR przeprowadzany jest w ściśle określonych warunkach: po 8 godzinnym śnie, 12 godzin po ostatnim, niezbyt obfitym posiłku oraz w warunkach komfortu termicznego i psychicznego. Pomiar RMR nie wymaga spełnienia tak restrykcyjnych warunków – musimy po prostu pozostawać w spoczynku. Oba badania przeprowadza się w pozycji półleżącej. Ponieważ BMR odzwierciedla najniższe zapotrzebowanie energetyczne wynikające jedynie z przemian metabolicznych dostarczających energii na utrzymanie podstawowych procesów życiowych, liczba kalorii związana z RMR powinna być oczywiście wyższa.

Różnice dotyczące warunków przeprowadzania badań BMR i RMR wyraźnie sugerują, że BMR odzwierciedla najniższe zapotrzebowanie energetyczne wynikające jedynie z utrzymywania podstawowych procesów życiowych. Osiągnięcie takiego stanu jest bardzo trudne, dlatego też, pomiar spoczynkowego tempa przemiany materii (RMR) jest bardziej realny bo eliminuje jedynie wydatek energetyczny związany z aktywnością większą od spoczynkowej. Liczba kalorii związana ze spoczynkową przemianą materii jest oczywiście wyższa niż ta zmierzona lub obliczona dla podstawowej przemiany materii.

Wielkość masy mięśniowej wpływa na wartość BMR w sposób bardzo istotny. Im większa ich masa tym większa zdolność spalania tłuszczów, nawet w spoczynku a nie jedynie podczas wysiłku fizycznego. Korzystne jest więc dla nas zachowanie, a nawet nabranie masy mięśniowej, jeśli chcemy spalić tłuszcz. Kobiety mają zazwyczaj mniejszą masę mięśniową niż mężczyźni. Brak aktywności fizycznej, brak treningu o charakterze siłowym przyczynia się dodatkowo do zmniejszenia tej masy. Poza tym, procesy starzenia się, już od 30 roku życia, powodują stopniowe obumieranie włókien mięśniowych i zmniejszanie się masy mięśni. Dodatkowo, ten niekorzystny proces jest wzmacniany przez stosowanie diet restrykcyjnych, ponieważ kiedy drastycznie obniżamy spożycie pokarmów, organizm sięga nie tylko po zapasy energii zgromadzonej w tkance tłuszczowej, lecz również spala tkankę mięśniową. Powstaje w ten sposób błędne koło – zmniejsza się masa ciała kosztem mięśni, spada BMR, zmniejsza się jeszcze bardziej nasze zapotrzebowanie energetyczne. Jeśli teraz powrócimy do naszej poprzedniej diety, to przyjmowany w stosunku do zapotrzebowania nadmiar energii jest jeszcze większy niż prze dietą „cud” i nie tylko ponownie wracamy do naszej „wagi”, ale tym razem procentowa zawartość tkanki tłuszczowej będzie jeszcze większa. Czyli, będziemy bardziej tłuści niż byliśmy przed tą dietą, mimo tej samej masy ciała.

Dlatego też, trening siłowy to jeden z najlepszych sposobów przyspieszenia procesu odchudzania i utrzymania właściwej masy tkanki tłuszczowej.

Ponieważ pomiary zarówno BMR jak i RMR wymagają specjalistycznej aparatury, często uciekamy się do szacunkowego określenia tych wartości wykorzystując równania matematyczne, uzyskane na podstawie wcześniejszych badań empirycznych. Musimy być jednak świadomi, że tak uzyskane wyniki są obarczone błędem, o czym świadczą ciągłe próby wprowadzania nowych, bardziej dokładnych równań.

Najpopularniejsze jest równanie Harris’a-Benedict’a z 1919 r:

Kobiety:

BMR=655+(9,6*masa ciała (kg))+(1,8*wzrost (cm))-(4,7*wiek (lata))

Mężczyźni:

BMR=66+(13,7*masa ciała (kg))+(5*wzrost (cm))-(6,8*wiek (lata))

Znajomość BMR lub RMR jest bardzo istotna dla oceny dobowego zapotrzebowania energetycznego. Wielkość dostarczonej energii powinna zaspokajać wydatek energetyczny na spoczynkową (lub podstawową) przemianę materii oraz ponad spoczynkową przemianę materii. Dlatego też, racjonalne programy zdrowego żywienia, jak i te, których celem jest zmniejszenie zawartości tkanki tłuszczowej, nie mogą dostarczać mniej energii niż wynika to z BMR.

Kalkulator BMR
Płeć
BMR (kcal/dzień)
TDEE (kcal/dzień)

Całkowity dobowy wydatek energetyczny

Jakakolwiek aktywność fizyczna, chociażby związana z wykonywaniem czynności dnia codziennego, zwiększa wydatek energetyczny. Dlatego też, w bilansie energetycznym całej doby musimy uwzględnić wielkość tej aktywności. Taki wydatek energetyczny, uwzględniający indywidualną BMR i wielkość aktywności fizycznej w ciągu doby, nazywamy całkowitym dobowym wydatkiem energetycznym (Total Daily Energy Expenditure – TDEE). Stanowi on podstawę do oceny zapotrzebowania energetycznego w indywidualnym bilansie energetycznym. Szacujemy go mnożąc wielkość BMR przez współczynnik wynikający z wielkości aktywności fizycznej.

TDEEWielkość aktywności fizycznej
BMR x 1,2siedzący tryb życia – praca biurowa, oglądanie TV
BMR x 1,375mała aktywność fizyczna – ćwiczenia fizyczne 1-3 razy w tygodniu
BMR x 1,55umiarkowana aktywność fizyczna – 3-5 razy w tygodniu
BMR x 1,725duża aktywność fizyczna – 6-7 razy w tygodniu
BMR x 1,9bardzo duża aktywność fizyczna – 2 razy dziennie, sportowcy