Базальний метаболізм та загальні добові витрати енергії

Базальний метаболізм (BMR) — це енергія, яку організм витрачає у стані повного спокою для підтримки життєво важливих функцій, і зазвичай він становить найбільшу частку загальних добових витрат енергії (TDEE) — суми всієї енергії, яку людина витрачає за день. Разом вони описують витратну сторону енергетичного балансу та є величинами, які нутриціологія використовує для оцінки потреби в енергії.

Definition

Базальний метаболізм — це швидкість витрати енергії бадьорою людиною у стані фізичного та психічного спокою, в умовах термонейтрального середовища та у післяабсорбтивному стані; загальні добові витрати енергії — це загальна кількість енергії, яку людина витрачає протягом 24 годин, що включає базальний/спокійний метаболізм, термічний ефект їжі та енергетичні витрати на фізичну активність.

Scope

Ця тема визначає BMR та тісно пов'язаний з ним рівень метаболізму у стані спокою, окреслює компоненти загальних добових витрат енергії та пояснює, як вимірюється кожен з них і що зумовлює відмінності між людьми. Це довідкова фізіологія; вона описує вимірювання та детермінанти, а не встановлює цільові показники енергії для будь-якої особи.

Core questions

• Що входить до базального метаболізму і чим він відрізняється від рівня метаболізму у стані спокою?
• Які компоненти входять до загальних добових витрат енергії?
• Що визначає, скільки енергії людина витрачає у стані спокою?
• Як вимірюються витрати енергії в лабораторії та у людей у повсякденному житті?

Key concepts

• Базальний метаболізм
• Рівень метаболізму у стані спокою / витрати енергії у стані спокою
• Загальні добові витрати енергії
• Термічний ефект їжі
• Витрати енергії на активність
• Термогенез нетренувальної активності (NEAT)
• Безжирова маса як основний детермінант метаболізму у стані спокою
• Непряма калориметрія та подвійно мічена вода

Mechanisms

Загальні добові витрати енергії традиційно поділяються на три компоненти: базальний (або спокійний) метаболізм, термічний ефект їжі та енергетичні витрати на фізичну активність, причому остання включає як цілеспрямовані вправи, так і термогенез нетренувальної активності від спонтанних рухів та постави (Levine, 2002). Базальний метаболізм відображає енергетичні потреби органів і тканин тіла у стані спокою; оскільки його основним детермінантом є метаболічно активна безжирова маса, більші та більш багаті на м'язову масу тіла мають вищий абсолютний BMR. Рівень метаболізму у стані спокою вимірюється за допомогою непрямої калориметрії, яка визначає вироблення тепла на основі споживання кисню та виділення вуглекислого газу, тоді як загальні витрати у людей у повсякденному житті вимірюються за допомогою подвійно міченої води.

Clinical relevance

BMR та TDEE забезпечують концептуальну основу для оцінки потреби в енергії при оцінці харчування та для інтерпретації змін ваги з точки зору енергетичного балансу. Ця тема є описовим довідковим матеріалом про те, як розподіляються та вимірюються витрати, і не встановлює рекомендацій щодо споживання енергії для окремих осіб.

Epidemiology

З урахуванням розміру та складу тіла, загальні добові витрати енергії відносно стабільні протягом значної частини дорослого життя і вищі на одиницю маси у маленьких дітей, зі зниженням у пізнішому віці (Pontzer, 2021). У межах індивідуальних показників цілеспрямована втрата ваги знижує витрати енергії понад те, що очікується від самої зміни маси тіла (Leibel, 1995; Rosenbaum, 2010).

History

Оцінка базального метаболізму сягає ранньої калориметрії двадцятого століття, яка пов'язувала вироблення тепла з площею поверхні тіла та лежала в основі перших рівнянь прогнозування потреби в енергії. Непряма калориметрія зробила рівень метаболізму у стані спокою рутинно вимірюваним, а валідація подвійно міченої води у людей наприкінці двадцятого століття дозволила кількісно визначити загальні витрати у повсякденному житті, що призвело до створення великих багатолабораторних наборів даних, які описують витрати протягом усього життя (Pontzer, 2021).

Debates

Який внесок термогенезу нетренувальної активності у витрати енергії та регуляцію ваги?

Спонтанні, нетренувальні рухи значно варіюють між людьми і можуть становити значну частку добових витрат енергії на активність; наскільки вони адаптуються у відповідь на переїдання або недоїдання, і наскільки вони пояснюють відмінності у прирості ваги, залишається активним питанням.

Key figures

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

Seminal works

• leibel-1995
• pontzer-2021

Frequently asked questions

Яка різниця між базальним метаболізмом та рівнем метаболізму у стані спокою?

Базальний метаболізм вимірюється за суворих умов — бадьорий, але повністю відпочилий, у термонейтральному приміщенні та у післяабсорбтивному (голодному) стані. Рівень метаболізму у стані спокою вимірюється за менш жорстких умов і зазвичай трохи вищий, але ці два терміни часто використовуються як взаємозамінні на практиці.

Чому базальний метаболізм так сильно відрізняється між людьми?

Найбільшим окремим детермінантом є безжирова (м'язова) маса, оскільки м'язи та органи є метаболічно активною тканиною. Тому розмір тіла, вік та стать зумовлюють значну частину варіацій, з додатковими незначними впливами інших фізіологічних факторів.