อัตราการเผาผลาญพื้นฐานและพลังงานที่ใช้ทั้งหมดในแต่ละวัน

อัตราการเผาผลาญพื้นฐาน (BMR) คือพลังงานที่ร่างกายใช้ขณะพักผ่อนอย่างเต็มที่เพื่อรักษากระบวนการทำงานที่สำคัญของร่างกาย และโดยทั่วไปแล้วคิดเป็นสัดส่วนที่มากที่สุดของพลังงานที่ใช้ทั้งหมดในแต่ละวัน (TDEE) ซึ่งคือผลรวมของพลังงานทั้งหมดที่บุคคลใช้ในหนึ่งวัน ทั้งสองอย่างนี้อธิบายถึงด้านการใช้พลังงานของสมดุลพลังงาน และเป็นปริมาณที่วิทยาศาสตร์โภชนาการใช้ในการประมาณความต้องการพลังงาน

Definition

อัตราการเผาผลาญพื้นฐานคืออัตราการใช้พลังงานของบุคคลที่ตื่นตัวแต่พักผ่อนทั้งทางร่างกายและจิตใจ ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิเป็นกลางและอยู่ในภาวะหลังการดูดซึม (post-absorptive state); พลังงานที่ใช้ทั้งหมดในแต่ละวันคือพลังงานทั้งหมดที่บุคคลใช้ตลอด 24 ชั่วโมง ซึ่งประกอบด้วยการเผาผลาญพื้นฐาน/ขณะพัก ผลกระทบจากความร้อนของอาหาร และพลังงานที่ใช้ไปกับกิจกรรมทางกาย

Scope

หัวข้อนี้จะนิยาม BMR และอัตราการเผาผลาญขณะพักที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิด กำหนดองค์ประกอบของพลังงานที่ใช้ทั้งหมดในแต่ละวัน และอธิบายวิธีการวัดแต่ละส่วน รวมถึงปัจจัยที่ทำให้เกิดความแตกต่างระหว่างบุคคล เนื้อหานี้เป็นสรีรวิทยาอ้างอิง โดยอธิบายการวัดและปัจจัยกำหนดมากกว่าการกำหนดเป้าหมายพลังงานสำหรับแต่ละบุคคล

Core questions

• อัตราการเผาผลาญพื้นฐานประกอบด้วยอะไรบ้าง และแตกต่างจากอัตราการเผาผลาญขณะพักอย่างไร?
• องค์ประกอบของพลังงานที่ใช้ทั้งหมดในแต่ละวันมีอะไรบ้าง?
• อะไรเป็นตัวกำหนดปริมาณพลังงานที่บุคคลใช้ขณะพัก?
• การใช้พลังงานวัดได้อย่างไรในห้องปฏิบัติการและในบุคคลที่ใช้ชีวิตอิสระ?

Key concepts

• อัตราการเผาผลาญพื้นฐาน
• อัตราการเผาผลาญขณะพัก / การใช้พลังงานขณะพัก
• พลังงานที่ใช้ทั้งหมดในแต่ละวัน
• ผลกระทบจากความร้อนของอาหาร
• การใช้พลังงานจากกิจกรรม
• การสร้างความร้อนจากกิจกรรมที่ไม่ใช่การออกกำลังกาย (NEAT)
• มวลไร้ไขมันเป็นปัจจัยหลักในการกำหนดการเผาผลาญขณะพัก
• การวัดความร้อนทางอ้อมและน้ำติดฉลากสองชั้น

Mechanisms

พลังงานที่ใช้ทั้งหมดในแต่ละวันโดยทั่วไปแบ่งออกเป็นสามองค์ประกอบ ได้แก่ การเผาผลาญพื้นฐาน (หรือขณะพัก) ผลกระทบจากความร้อนของอาหาร และพลังงานที่ใช้ไปกับกิจกรรมทางกาย ซึ่งองค์ประกอบสุดท้ายนี้รวมถึงทั้งการออกกำลังกายโดยตั้งใจและการสร้างความร้อนจากกิจกรรมที่ไม่ใช่การออกกำลังกายจากการเคลื่อนไหวและท่าทางที่เกิดขึ้นเอง (Levine, 2002) การเผาผลาญพื้นฐานสะท้อนถึงความต้องการพลังงานของอวัยวะและเนื้อเยื่อของร่างกายขณะพัก; เนื่องจากมวลไร้ไขมันที่มีการเผาผลาญเป็นปัจจัยหลักในการกำหนด ดังนั้นร่างกายที่ใหญ่ขึ้นและมีมวลกล้ามเนื้อมากจะมี BMR สัมบูรณ์ที่สูงขึ้น การเผาผลาญขณะพักวัดโดยการวัดความร้อนทางอ้อม (indirect calorimetry) ซึ่งอนุมานการผลิตความร้อนจากการใช้ออกซิเจนและการปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ ในขณะที่การใช้พลังงานทั้งหมดในบุคคลที่ใช้ชีวิตอิสระวัดด้วยน้ำติดฉลากสองชั้น (doubly-labelled water)

Clinical relevance

BMR และ TDEE เป็นพื้นฐานแนวคิดสำหรับการประมาณความต้องการพลังงานในการประเมินโภชนาการและการตีความการเปลี่ยนแปลงน้ำหนักในแง่ของสมดุลพลังงาน หัวข้อนี้เป็นเนื้อหาอ้างอิงเชิงพรรณนาเกี่ยวกับวิธีการแบ่งส่วนและวัดการใช้พลังงาน และไม่ได้ระบุปริมาณพลังงานที่แนะนำสำหรับแต่ละบุคคล

Epidemiology

เมื่อพิจารณาขนาดและองค์ประกอบของร่างกายแล้ว พลังงานที่ใช้ทั้งหมดในแต่ละวันค่อนข้างคงที่ตลอดช่วงวัยผู้ใหญ่ส่วนใหญ่ และสูงกว่าต่อหน่วยมวลในเด็กเล็ก โดยจะลดลงในวัยสูงอายุ (Pontzer, 2021) ในแต่ละบุคคล การลดน้ำหนักโดยตั้งใจจะลดการใช้พลังงานเกินกว่าที่คาดการณ์จากการเปลี่ยนแปลงของมวลร่างกายเพียงอย่างเดียว (Leibel, 1995; Rosenbaum, 2010)

History

การประมาณการเผาผลาญพื้นฐานมีมาตั้งแต่การวัดความร้อนในต้นศตวรรษที่ 20 ซึ่งเชื่อมโยงการผลิตความร้อนกับพื้นที่ผิวของร่างกายและเป็นพื้นฐานของสมการทำนายความต้องการพลังงานชุดแรก การวัดความร้อนทางอ้อมทำให้การเผาผลาญขณะพักสามารถวัดได้เป็นประจำ และการตรวจสอบความถูกต้องของน้ำติดฉลากสองชั้นในมนุษย์ในช่วงปลายศตวรรษที่ 20 ทำให้สามารถวัดปริมาณการใช้พลังงานทั้งหมดในชีวิตประจำวันได้ ซึ่งนำไปสู่ชุดข้อมูลขนาดใหญ่จากหลายห้องปฏิบัติการที่อธิบายการใช้พลังงานตลอดช่วงชีวิต (Pontzer, 2021)

Debates

การสร้างความร้อนจากกิจกรรมที่ไม่ใช่การออกกำลังกายมีส่วนช่วยในการใช้พลังงานและการควบคุมน้ำหนักมากน้อยเพียงใด?

การเคลื่อนไหวที่เกิดขึ้นเองโดยไม่ใช่ออกกำลังกายมีความแตกต่างกันอย่างมากในแต่ละบุคคล และสามารถคิดเป็นสัดส่วนที่สำคัญของพลังงานกิจกรรมในแต่ละวัน คำถามที่ยังคงมีการศึกษาอยู่คือ การเคลื่อนไหวนี้ปรับตัวอย่างไรเมื่อได้รับอาหารมากเกินไปหรือน้อยเกินไป และอธิบายความแตกต่างในการเพิ่มน้ำหนักได้มากน้อยเพียงใด

Key figures

• James A. Levine
• Herman Pontzer
• Rudolph Leibel
• Michael Rosenbaum

Seminal works

• leibel-1995
• pontzer-2021

Frequently asked questions

อัตราการเผาผลาญพื้นฐานและอัตราการเผาผลาญขณะพักแตกต่างกันอย่างไร?

อัตราการเผาผลาญพื้นฐานวัดภายใต้เงื่อนไขที่เข้มงวด — ตื่นตัวแต่พักผ่อนอย่างเต็มที่ ในห้องที่มีอุณหภูมิเป็นกลาง และอยู่ในภาวะหลังการดูดซึม (อดอาหาร) อัตราการเผาผลาญขณะพักวัดภายใต้เงื่อนไขที่ยืดหยุ่นน้อยกว่าและโดยทั่วไปจะสูงกว่าเล็กน้อย แต่ในทางปฏิบัติมักใช้สองคำนี้แทนกันได้

เหตุใดอัตราการเผาผลาญพื้นฐานจึงแตกต่างกันมากในแต่ละบุคคล?

ปัจจัยที่ใหญ่ที่สุดคือมวลไร้ไขมัน (มวลกล้ามเนื้อ) เนื่องจากกล้ามเนื้อและอวัยวะเป็นเนื้อเยื่อที่มีการเผาผลาญ ดังนั้นขนาดร่างกาย อายุ และเพศจึงเป็นปัจจัยหลักที่ทำให้เกิดความแตกต่าง โดยมีอิทธิพลเพิ่มเติมเล็กน้อยจากปัจจัยทางสรีรวิทยาอื่นๆ