Ako vypočítať rýchlosť bazálneho metabolizmu a denný energetický výdaj?

Existuje niekoľko vzorcov, vďaka ktorým dokážete vypočítať rýchlosť bazálneho metabolizmu a vyrátať svoj denný energetický výdaj. Hodnota energetického výdaja počas dňa môže byť užitočným údajom pre vyhodnotenie príjmu energie zo stravy a zmenu životného štýlu. Spoznajte prediktívne vzorce, ktoré vám prezradia, koľko energie spáli váš bazálny metabolizmus počas dňa.

Čo je to energetický príjem a výdaj

Ľudský organizmus potrebuje na svoje fungovanie prijať energiu vo forme jedla a nápojov, ktoré premení a využije na rôzne procesy, ako napríklad [1]:

• fungovanie orgánov v tele
• kontrakciu svalov
• udržanie telesnej teploty
• rast

Každé jedlo alebo nápoj má svoju energetickú hodnotu, ktorú určite dobre poznáte z nutričných tabuliek na obale potravín. Hodnota tejto energie sa uvádza v kalóriách, ale aj jouloch, presnejšie kilojouloch. Čo táto číselná hodnota označuje, je pre mnohých záhadou, a preto si vysvetlíme rozdiel medzi kalóriami a joulami.

Jouly vs. kalórie

Zaujíma vás, prečo existujú obe jednotky a ich hodnoty sú odlišné, popritom vyjadrujú rovnaký údaj? Energia z jedla bola kedysi uvádzaná iba v kalóriách, to však nie je koherentná jednotka termochemickej energie. Jednotka joule (j) patrí do medzinárodného systému jednotiek (SI), a možno si ju pamätáte z hodín fyziky. Joule je energia vydaná pri prenose 1 kg na vzdialenosti 1 metra silou 1 Newton. Spomínate si? Jednotka joule je používaná pre výpočet ľudskej energie, preto by pri výpočte energetickej hodnoty jedla mal byť rovnako použitý joule. Uvádzanie energie iba v jouloch je odporúčané už viac než 30 rokov a pre spotrebiteľov, vedcov aj “nevedcov” je aj po tejto dobe obtiažne opustiť starú jednotku. Na obaloch produktov nájdete hodnotu v kalóriách, jouloch alebo kilojouloch. Je možné, že sa kalórie časom prestanú používať, ale dovtedy nie je na škodu poznať medzi nimi rozdiel. [3]

Potraviny a jedlo majú odlišnú energetickú hodnotu, ktorá závisí od obsahu makronutrientov. Odlišné sú potraviny, ale líši sa aj príjem energie v prípade človeka, pretože každý z nás má iné energetické požiadavky, za čo môže viacero faktorov [1] [2]:

• genetika
• pohlavie
• telesná hmotnosť
• veľkosť tela
• fyzická aktivita
• klíma, v ktorej žijeme.

Pre lepšie porozumenie obsahu energie v potravinách je najlepšie začať pomerom joulov a kalórií. [1]

1 kcal (kilokalória) = 1 000 cal (kalórií)

1 kJ (kilojoule) = 1 000 joulov

1 MJ (megajoule) = 1 000 kJ alebo 1 000 000 joulov

1 kilokalória (kcal) = 4,184 kilojoulov (kJ)

Toto je základné východisko. Prejdime teraz k potravinám a ich energetickej hodnote, nutrienty sú zoradené od najenergetickejšieho po živinu s najmenším obsahom energie: [1] [4]   

1. Tuky – 9 kcal (37 kJ)/g
2. Alkohol* – 7 kcal (29 kJ)/g
3. Bielkoviny – 4 kcal (17 kJ)/g
4. Sacharidy – 4 kcal (17 kJ)/g

* Alkohol bol do zoznamu zaradený, pretože jeho konzumáciou sa zvýši energetický príjem, avšak nejde o nutrient, pretože má negatívny vplyv na fyzický rast, vývin a regeneráciu.

Príjem energie zo stravy by mal byť v rovine, aby sa predišlo nárastu hmotnosti a obezite. Určite poznáte všeobecne zaužívané tvrdenie, že príjem a výdaj energie by sa mali rovnať. Pri prepočte na jedno jedlo by energetická hodnota mala predstavovať 1 až 1,4 kcal/g, teda 4,2 až 6,3 kJ/g. Riziko nárastu telesnej hmotnosti a obezity vzniká v prípade, že jedlo má obsah energie nad 2,5 kcal/g. Nedokážete si to predstaviť? Váš obed pozostáva z viacerých potravín, ktoré majú odlišný obsah nutrientov, a preto aj energetickú hodnotu. Obed môže tvoriť napríklad mäso, príloha a šalát s hmotnosťou 500 g. Je však rozdiel, ak týchto 500 g predstavuje 200 g mäsa, 150 g hranoliek a 150 g šalátu, alebo 200 g mäsa, 50 g hranoliek a 250 g šalátu. Výsledné chody budú mať odlišnú energetickú hodnotu. Organizmus využíva energiu z jedla na už spomínané procesy, pre lepšiu predstavu môžeme tvrdiť, že 1 kcal je množstvo tepla potrebného pre nárast teploty 1 litra vody o 1 °C. [2] [4]

Mohli by vás zaujímať tieto produkty:

Denný energetický výdaj a jeho časti

Chcete zredukovať svoju hmotnosť alebo ju aspoň udržať a nepriberať? Nech už sú vaše ciele akékoľvek, túžite dosiahnuť žiadaný pomer medzi príjmom a výdajom energie. Presnejšie povedané, potrebujete poznať denný výdaj energie, na základe ktorého si viete prispôsobiť príjem energie z jedla alebo upraviť aj samotný výdaj.

Celkový denný výdaj energie je známy v anglickom jazyku pod skratkou TDEE (Total Daily Energy Expenditure). Predstavuje celkový počet kalórií, ktoré spálite počas dňa a určujú ho 4 zložky [5]:

1. Rýchlosť bazálneho metabolizmu (Basal Metabolic Rate)
2. Termický efekt jedla (Thermic Effect of Food)
3. Termogenéza aktivity bez cvičenia (Non-Exercise Activity Thermogenesis)
4. Termický efekt aktivity (cvičenia) (Thermic Effect of Activity)

Matematicky zobrazené, celkový denný výdaj energie sa rovná súčtu týchto 4 zložiek. [5]

TDEE = BMR + TEF + NEAT + TEA

Bazálny metabolizmus vyrába energiu pre fungovanie základných životných funkcií, napríklad dýchania a transportu krvi v ľudskom tele. Funguje, aj keď momentálne nič nerobíte a odpočívate večer pred TV. Do bazálneho metabolizmu však nepatrí fyzická aktivita, ktorú počas dňa vykonáme, ani trávenie potravy. Rýchlosť bazálneho metabolizmu predstavuje kalórie, ktoré telo pre tieto potreby spáli. [5] [6]

Termický efekt jedla predstavuje kalórie, ktoré telo spáli už počas spracovania potravy. Ľudský organizmus potrebuje energiu aj na štiepenie a spracovanie jedla. Makronutrienty majú odlišný termický efekt – bielkoviny (20 – 35%), sacharidy (5-15%) a tuky (0 – 5%). Čo tieto percentá predstavujú? Skúste si to predstaviť napríklad na 100 kalóriách uvedených nutrientov. Počas trávenia 100 kalórií bielkovín sa pri trávení spáli 20 – 35 kalórií, pri tukoch a sacharidoch je to samozrejme menej. Ak do stravovania zahrniete zložky bohaté na proteín, zvýšite tým termický efekt jedla a počet kalórií, o ktoré sa organizmus postará už pri trávení. [7]

Termogenéza aktivity bez cvičenia je časť kalórií, ktoré počas dňa spálite rôznymi činnosťami mimo cvičenia, spánku a jedenia. Do tejto kategórie patrí bežná chôdza počas dňa, venčenie psa alebo aj nakupovanie. Táto zložka sa môže u ľudí veľmi líšiť, pretože manuálne pracujúci ľudia budú mať hodnotu výrazne vyššiu než ľudia so sedavým zamestnaním. Termogenéza bez cvičenia môže zohrávať dôležitú rolu pri regulácii telesnej hmotnosti. Vedcom však zatiaľ nie je známy mechanizmus, ktorý reguluje tento typ termogenézy. Nezabúdajte na fakt, že aj žehlenie, chôdza do schodov alebo bežná denná aktivita má vplyv na metabolizmus. [5] [8]

Termický efekt aktivity je presným opakom termogenézy bez cvičenia, ide o časť kalórií, ktoré telo spáli pri cvičení. Patria sem všetky typy tréningov, napríklad silové cvičenie, kardio tréning alebo CrossFit. [5]

Spôsoby výpočtu energetického výdaja

Existuje niekoľko vzorcov, ktorým možno vyrátať energetický výdaj. Patria medzi ne vzorce Harris-Benedict alebo Mifflin-St Jeor pre výpočet rýchlosti bazálneho metabolizmu, ktorých výsledky viete použiť s Katch-McArdle multiplikátorom.

Harris-Benedict vzorec

Vzorec Harris-Benedict je jeden z najznámejších spôsobov ako vypočítať bazálny energetický výdaj. Harris-Benedictové vzorce boli vytvorené v roku 1919 na základe štúdie, ktorú publikovali James Arthur Harris a Francis Gano Benedict. Vznikli za účelom vytvorenia štandardov bazálneho energetického výdaja a pre porovnanie s energetickým výdajom ľudí trpiacich rôznymi chorobami, napríklad cukrovkou. Vzorce sú jednou z najbežnejších metód a boli používané až do roku 1990, kedy bol publikovaný nový vzorec Mifflin St Jeor. Vzorce Harris-Benedict majú už viac než 100 rokov a ich dáta boli upravené v roku 1984 pre zlepšenie presnosti. Je však ohromné uvedomiť si, že rýchlosť bazálneho metabolizmu bola skúmaná už na začiatku predošlého storočia. [9] [10]

Súčasťou vzorcov Harris-Benedict je telesná hmotnosť, výška, vek a pohlavie. Dokážete si vďaka nimi jednoducho vyrátať rýchlosť svojho bazálneho metabolizmu za deň, a tým zistiť, koľko kalórií potrebujete denne prijať pre udržanie hmotnosti. Hodnoty BMR môžete následne použiť pre výpočet celkového denného výdaja energie. [10] [11]

BMR (u muža) = 66,47 + (13,75 x hmotnosť v kg) + (5,003 x výška v cm) – (6,755 x vek v rokoch)

BMR (u ženy) = 655,1 + (9,563 x hmotnosť v kg) + (1,85 x výška v cm) – (4,676 x vek v rokoch)

Ak ste teda 30-ročná žena s výškou 165 cm a váhou 55 kg, vzorec bude vyzerať nejak takto:

BMR = 655,1 + (9,563 x 55) + (1,85 x 165) – (4,676 x 30)

655,1 + 525,954 + 305,25 – 140,28 = 1346,024 kcal

BMR je teda 1346,024 kalórií za deň. Toľko spáli vaše telo kalórií vďaka bazálnemu metabolizmu za deň. Minimálny počet kalórií, ktoré potrebujete denne prijať pre zdravé fungovanie organizmu je 1346 kalórií. Skúste si aj vy vypočítaj svoju rýchlosť bazálneho metabolizmu. [5]

Použitím výsledku Harris-Benedict vzorcov získate hodnotu BMR, a tú viete vynásobiť Katch-McArdle multiplikátorom pre výpočet celkového denného výdaja energie. Pre možnosť prerátať svoj celodenný výdaj energie uvádzame štandardné Katch-McArdle multiplikátory, a tiež ich upravenú verziu od Michaela Matthewsa. [5] [12]

1,2 = sedavý (minimálne alebo žiadne cvičenie)

1,375 = mierna aktivita (1 – 3 dní počas týždňa ľahké cvičenie alebo šport)

1,55 = stredná aktivita (3 – 5 dní počas týždňa priemerné cvičenie alebo šport)

1,725 = vysoká aktivita (6 – 7 dní počas týždňa ťažké cvičenie alebo šport)

Zdroje definujú aj multiplikátor s hodnotou 1.9, ale odlišným definovaním aktivity.

1,9 = extrémne vysoká aktivita (ťažký tréning, ťažká manuálna práca, tréning 2x denne) [5]

1,9 = extra aktivita (6 – 7 dní počas týždňa ťažké cvičenie alebo šport a fyzická práca) [12]

Váš celodenný energetický výdaj vypočítate násobením multiplikátora s rýchlosťou bazálneho metabolizmu.

TDEE = BMR x Katch-McArdle multiplikátor

TDEE = 1346,024 x 1,375 (v prípade, že ste žena, ktorá cvičí napríklad 2x do týždňa)

TDEE = 1850,783 kalórií. 

Michael Matthews však uvádza aj upravené multiplikátory. Autor nevychádza z výskumu, ale z praxe s tisíckami ľudí. Podľa neho môže dôjsť k nadhodnoteniu množstva spaľovanej energie. Použitím štandardných multiplikátorov sa môže stať, že sa dostanete do príliš malého kalorického deficitu a veľkého prebytku pri naberaní. Výsledkom bude menší úbytok tuku počas rysovania a nadmerný prírastok tuku v objemovej fáze. Upravené multiplikátory podľa Matthewsa poskytnú lepší východiskový bod. Ich použitie je rovnaké ako pri štandardných multiplikátoroch. [12]

1,15 = sedavý (minimálne alebo žiadne cvičenie)

1,2 až 1,35 = mierna aktivita (1 – 3 h cvičenia alebo športu do týždňa)

1,4 až 1,55 = stredná aktivita (4 – 6 h cvičenia alebo športu do týždňa)

1,6 až 1,75 = vysoká aktivita (7 – 9 h cvičenia alebo športu do týždňa)

1,8 až 1,95 = extra vysoká aktivita (10 a viac h cvičenia alebo športu do týždňa)

Použitie štandardných alebo upravených multiplikátorov pre výpočet výdaja energie je na vás a vašom rozhodnutí.

Vzorec Mifflin-St Jeor

Vzorec známy ako Mifflin-St Jeor je rovnako ako Harris-Benedict určený k výpočtu energetického výdaja. Prvýkrát bol vydaný v štúdii týchto pánov v roku 1990, a vtedy bol považovaný za aktuálnejšiu verziu vzorca Harris-Benedict a tiež vhodnejší pre moderný životný štýl. Rozdiel v hodnotách medzi novým a starším modelom je približne 5 %, s vyššou presnosťou v Mifflin-St Jeorovom vzorci. Pre porovnanie uvádzame vzorec pre muža a ženu, ale aj príklad [10]:

BMR (u muža) = (10 x hmotnosť v kg) + (6,25 x výška v cm) – (5 x vek v rokoch) + 5

BMR (u ženy) = (10 x hmotnosť v kg) + (6,25 x výška v cm) – (5 x vek v rokoch) – 161

Podobne ako pri vzorci Harris-Benedict, aj v Mifflin-St Jeor môžete následne použiť k prepočtu TDEE použitím Katch-McArdle multiplikátorov.

Chcete si vypočítať svoj denný energetický výdaj podľa vzorca Mifflin-St Jeor, ale nechce sa vám pracne počítať na kalkulačke? Použite našu online BMR kalkulačku.

Štúdia z roku 2005 skúmala literatúru z dôvodov overenia presnosti prediktívnych vzorcov. V závere uvádza, že medzi najčastejšie používané vzorce v klinickej praxi sú vzorce [13]:

• Harris-Benedict
• Mifflin-St Jeor
• Owen
• World Health Organization/Food and Agriculture Organization/United Nations University [WHO/FAO/UNU]

Zo spomenutých vzorcov bol najpresnejší Mifflin-St Jeor a mal najužší rozsah chýb. Mifflin-St Jeor predikoval rýchlosť odpočinkového metabolizmu v rozsahu 10 % od meranej hodnoty u viac neobéznych i obéznych ľudí než iné vzorce. [13]

Ako ste si určite všimli, okrem Harris-Benedict a Mifflin-ST Jeor existujú aj iné vzorce pre výpočet výdaja energie. Patria medzi ne napríklad Katch-McArdle, Katch-McArdle (Hybrid), Cunningham alebo revidovaná verzia Harris-Benedict z roku 1984. Na internete nájdete kalkulačky, ktoré to prerátajú za vás a postačí iba vložiť svoje osobné parametre. Výsledky zmieňovanej štúdie z roku 2005 však poukazujú na fakt, že ide iba o prediktívne vzorce. Môžu sa teda do istej miery vzďaľovať od reálnej hodnoty. [14]

Všetko, čo potrebujete vedieť o výpočte bazálneho metabolizmu

Výsledné hodnoty môžu predstavovať smerodajný údaj, ale ťažko povedať, či to na vás bude 100 % sedieť. Veríme, že niektoré zo vzorcov vyskúšate a pomôžu vám splniť vaše fitness ciele, a zároveň získať vysnívanú postavu. Chcete, aby sa o týchto vzorcoch na výpočet rýchlosti bazálneho metabolizmu dozvedeli aj vaši priatelia? Neváhajte a podporte článok zdieľaním.

Zdroje:

[1] Energy intake and expenditure – https://www.nutrition.org.uk/nutritionscience/obesityandweightmanagement/energy-intake-and-expenditure.html?start=1

[2] Jennifer R. Scott - How to Boost Your Energy Expenditure – https://www.verywellfit.com/what-is-energy-expenditure-3496103

[3] CHAPTER 3: CALCULATION OF THE ENERGY CONTENT OF FOODS - ENERGY CONVERSION FACTORS – http://www.fao.org/3/Y5022E/y5022e04.htm

[4] Macronutrients – http://opkp.si/en_GB/cms/help/assistance-in-working-with-open/macronutrients

[5] Robert Schinetsky - What is My TDEE (Total Daily Energy Expenditure)? – https://steelfitusa.com/2018/10/calculate-tdee/

[6] Calculate Your Basal Metabolic Rate (BMR) – https://www.bodybuilding.com/fun/bmr_calculator.htm

[7] Mike Roussell - Ask The Macro Manager: What Is The Thermic Effect Of Food – https://www.bodybuilding.com/fun/ask-the-macro-manager-what-is-thermic-effect.html

[8] Levine JA - Non-exercise activity thermogenesis (NEAT). – https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12468415

[9] Frankenfield DC, Muth ER, Rowe WA - The Harris-Benedict studies of human basal metabolism: history and limitations. – https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9550168

[10] Alastair Hazell - BMR Formula (Basal Metabolic Rate) – https://www.thecalculatorsite.com/articles/health/bmr-formula.php

[11] Physical Activity and Controlling Weight – https://www.k-state.edu/paccats/Contents/PA/PDF/Physical%20Activity%20and%20Controlling%20Weight.pdf

[12] Michael Matthews - This Is the Best TDEE Calculator on the Web (2020) – https://legionathletics.com/tdee-calculator/

[13] Frankenfield D, Roth-Yousey L, Compher C - Comparison of predictive equations for resting metabolic rate in healthy nonobese and obese adults: a systematic review. – https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15883556

[14] SCIENTIFIC MACRO CALCULATOR – https://bodyofscience.co.uk/pages/macro-calculator