Jak vypočítat rychlost bazálního metabolismu a denní energetický výdej?

Existuje několik vzorců, díky kterým můžete vypočítat rychlost bazálního metabolismu a vypočítat svůj denní energetický výdej. Hodnota energetického výdeje během dne může být užitečným údajem pro vyhodnocení příjmu energie ze stravy a změnu životního stylu. Poznejte prediktivní vzorce, které vám prozradí, kolik energie spálí váš bazální metabolismus během dne.

Co je to energetický příjem a výdej

Lidský organismus potřebuje na své fungování přijmout energii ve formě jídla a nápojů, které přemění a využije na různé procesy, jako například [1]:

• fungování orgánů v těle
• kontrakci svalů
• udržení tělesné teploty
• růst

Každé jídlo nebo nápoj má svou energetickou hodnotu, kterou určitě dobře znáte z nutričních tabulek na obalu potravin. Hodnota této energie se uvádí v kaloriích, ale i joulech, přesněji kilojoulech. Co tato číselná hodnota označuje, je pro mnohé záhadou, a proto si vysvětlíme rozdíl mezi kaloriemi a jouly. [1] [2]

Jouly vs. kalorie

Zajímá vás, proč existují obě jednotky a jejich hodnoty jsou odlišné, přitom vyjadřují stejný údaj? Energie z jídla byla kdysi uváděna pouze v kaloriích, to však není koherentní jednotka termochemické energie. Jednotka joule (j) patří do mezinárodního systému jednotek (SI), a možná si ji pamatujete z hodin fyziky. Joule je energie vydaná při přenosu 1 kg na vzdálenosti 1 metru silou 1 Newton. Vzpomínáte si? Jednotka joule je používána pro výpočet lidské energie, proto by při výpočtu energetické hodnoty jídla měl být rovněž použit joule. Uvádění energie pouze v joulech je doporučeno již více než 30 let a pro spotřebitele, vědce i ,,nevědce“ je i po této době obtížné opustit starou jednotku. Na obalech produktů najdete hodnotu v kaloriích, joulech nebo kilojoulech. Je možné, že se kalorie časem přestanou používat, ale do té doby není na škodu znát mezi nimi rozdíl. [3]

Potraviny a jídlo mají odlišnou energetickou hodnotu, která závisí na obsahu makronutrientů. Odlišné jsou potraviny, ale liší se i příjem energie v případě člověka, protože každý z nás má jiné energetické požadavky, za což může několik faktorů [1] [2]:

• genetika
• pohlaví
• tělesná hmotnost
• velikost těla
• fyzická aktivita
• klima, ve kterém žijeme

Pro lepší porozumění obsahu energie v potravinách je nejlepší začít poměrem joulů a kalorií. [1]

1 kcal (kilokalorie) = 1 000 cal (kalorií)

1 kJ (kilojoule) = 1 000 joulů

1 MJ (megajoule) = 1 000 kJ nebo 1 000 000 joulů

1 kilokalorie (kcal) = 4,184 kilojoulů (kJ)

Toto je základní východisko. Přejděme nyní k potravinám a jejich energetické hodnotě, nutrienty jsou seřazeny od nejenergetičtějšího po živinu s nejmenším obsahem energie: [1] [4]

1. Tuky – 9 kcal (37 kJ)/g
2. Alkohol* – 7 kcal (29 kJ)/g
3. Bílkoviny – 4 kcal (17 kJ)/g
4. Sacharidy – 3,75 kcal (16 kJ)/g

* Alkohol byl do seznamu zařazen proto, že jeho konzumací se zvýší energetický příjem, avšak nejde o nutrient, protože má negativní vliv na fyzický růst, vývoj a regeneraci. [4]

Příjem energie ze stravy by měl být v rovině, aby se předešlo nárůstu hmotnosti a obezitě. Určitě znáte obecně zažité tvrzení, že příjem a výdej energie by se měl rovnat. Při přepočtu na jedno jídlo by energetická hodnota měla činit 1 až 1,4 kcal/g, tudíž 4,2 až 6,3 kJ/g. Riziko nárůstu tělesné hmotnosti a obezity vzniká v případě, že jídlo má obsah energie nad 2,5 kcal/g. Nedokážete si to představit? Váš oběd sestává z více potravin, které mají odlišný obsah nutrientů, a proto i energetickou hodnotu. Oběd může tvořit například maso, příloha a salát s hmotností 500 g. Je však rozdíl, pokud těchto 500 g představuje 200 g masa, 150 g hranolek a 150 g salátu, nebo 200 g masa, 50 g hranolek a 250 g salátu. Výsledné chody budou mít odlišnou energetickou hodnotu. Organismus využívá energii z jídla na již zmíněné procesy, pro lepší představu můžeme tvrdit, že 1 kcal je množství tepla potřebného pro nárůst teploty 1 litru vody o 1°C. [2] [4]

Mohly by vás zajímat tyto produkty:

Denní energetický výdej a jeho části

Chcete zredukovat svou hmotnost nebo si ji alespoň udržet a nepřibírat? Ať už jsou vaše cíle jakékoliv, toužíte dosáhnout žádaného poměru mezi příjmem a výdejem energie. Přesněji řečeno, potřebujete znát denní výdej energie, na jehož základě si můžete přizpůsobit příjem energie z jídla nebo upravit samotný výdej.

Celkový denní výdej energie je známý v anglickém jazyce pod zkratkou TDEE (Total Daily Energy Expenditure). Představuje celkový počet kalorií, které spálíte během dne a určují ho 4 složky [5]:

1. Rychlost bazálního metabolismu (Basal Metabolic Rate)
2. Termický efekt jídla (Thermic Effect of Food)
3. Termogeneze aktivity bez cvičení (Non-Exercise Activity Thermogenesis)
4. Termický efekt aktivity (cvičení) (Thermic Effect of Activity)

Matematicky zobrazeno, celkový denní výdej energie se rovná součtu těchto 4 složek. [5]

TDEE = BMR + TEF + NEAT + TEA

Bazální metabolismus vyrábí energii pro fungování základních životních funkcí, například dýchání a transport krve v lidském těle. Funguje, i když momentálně nic neděláte a odpočíváte večer u TV. Do bazálního metabolismu však nepatří fyzická aktivita, kterou během dne provedeme, ani trávení potravy. Rychlost bazálního metabolismu představuje kalorie, které tělo pro tyto potřeby spálí. [5] [6]

Termický efekt jídla představuje kalorie, které tělo spálí již během zpracování potravy. Lidský organismus potřebuje energii i na štěpení a zpracování jídla. Makronutrienty mají odlišný termický efekt – bílkoviny (20 – 35%), sacharidy (5-15%) a tuky (0 – 5%). Co procenta představují? Zkuste si to představit například na 100 kaloriích uvedených nutrientů. Během trávení 100 kalorií bílkovin se při trávení spálí 20 – 35 kalorií, u tuků a sacharidů je to samozřejmě méně. Pokud do stravování zahrnete složky bohaté na protein, zvýšíte tím termický efekt jídla a počet kalorií, o které se organismus postará už při trávení. [7]

Termogeneze aktivity bez cvičení je část kalorií, které během dne spálíte různými činnostmi mimo cvičení, spánku a jídla. Do této kategorie patří běžná chůze během dne, venčení psa nebo také nakupování. Tato složka se může u lidí lišit, protože manuálně pracující lidé budou mít hodnotu výrazně vyšší než lidé se sedavým zaměstnáním. Termogeneze bez cvičení může hrát důležitou roli při regulaci tělesné hmotnosti. Vědcům však zatím není znám mechanismus, který reguluje tento typ termogeneze. Nezapomínejte na fakt, že i žehlení, chůze do schodů nebo běžná denní aktivita má vliv na metabolismus. [5] [8]

Termický efekt aktivity je přesným opakem termogeneze bez cvičení, jde o část kalorií, které tělo spálí při cvičení. Patří sem všechny typy tréninků, například silové cvičení, kardio trénink nebo CrossFit. [5]

Způsoby výpočtu energetického výdeje 

Existuje několik vzorců, kterými lze vypočítat energetický výdej. Patří mezi ně vzorce Harris-Benedict nebo Mifflin-St Jeor pro výpočet rychlosti bazálního metabolismu, jejichž výsledky můžete použít s Katch-McArdle multiplikátorem.

Harris-Benedict vzorec

Vzorec Harris-Benedict je jeden z nejznámějších způsobů, jak vypočítat bazální energetický výdej. Harris-Benedictové vzorce byly vytvořeny v roce 1919 na základě studie, kterou publikovali James Arthur Harris a Francis Gano Benedict. Vznikly za účelem vytvoření standardů bazálního energetického výdeje a pro srovnání s energetickým výdejem lidí trpících různými nemocemi, například cukrovkou. Vzorce jsou jednou z nejběžnějších metod a byly používány až do roku 1990, kdy byl publikován nový vzorec Mifflin St Jeor. Vzorce Harris-Benedict mají již více než 100 let a jejich data byla upravena v roce 1984 pro zlepšení přesnosti. Je však ohromné uvědomit si, že rychlost bazálního metabolismu byla zkoumána již na začátku předešlého století. [9] [10]

Součástí vzorců Harris-Benedict je tělesná hmotnost, výška, věk a pohlaví. Dokážete si díky nim jednoduše vypočítat rychlost svého bazálního metabolismu za den, a tím zjistit, kolik kalorií potřebujete denně přijmout pro udržení hmotnosti. HodnotyBMR můžete následně použít pro výpočet celkového denního výdeje energie. [10] [11]

BMR (u muže) = 66,47 + (13,75 x hmotnost v kg) + (5,003 x výška v cm) – (6,755 x věk v letech)

BMR (u ženy) = 655,1 + (9,563 x hmotnost v kg) + (1,85 x výška v cm) – (4,676 x věk v letech)

Pokud jste tedy 30letá žena s výškou 165 cm a váhou 55 kg, vzorec bude vypadat nějak 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 tedy 1346,024 kalorií za den. Tolik spálí vaše tělo kalorií díky bazálnímu metabolismu za den. Minimální počet kalorií, které potřebujete denně přijmout pro zdravé fungování organismu, je 1346 kalorií. Zkuste si i vy vypočítat svou rychlost bazálního metabolismu. [5]

Použitím výsledku Harris-Benedict vzorců získáte hodnotu BMR, a tu můžete vynásobit Katch-McArdle multiplikátorem pro výpočet celkového denního výdeje energie. Pro možnost přepočítat svůj celodenní výdej energie uvádíme standardní Katch-McArdle multiplikátory, a také jejich upravenou verzi od Michaela Matthewse. [5] [12]

1,2 = sedavý (minimální nebo žádné cvičení)

1,375 = mírná aktivita (1 – 3 dní během týdne lehké cvičení nebo sport)

1,55 = střední aktivita (3 – 5 dní během týdne průměrné cvičení nebo sport)

1,725 = vysoká aktivita (6 – 7 dní během týdne těžké cvičení nebo sport)

Zdroje definují i multiplikátor s hodnotou 1.9, ale odlišným definováním aktivity.

1,9 = extrémně vysoká aktivita (těžký trénink, těžká manuální práce, trénink 2x denně) [5]

1,9 = extra aktivita (6 – 7 dní během týdne těžké cvičení nebo sport a fyzická práce) [12]

Váš celodenní energetický výdej vypočítáte násobením multiplikátoru s rychlostí bazálního metabolismu.

TDEE = BMR x Katch-McArdle multiplikátor

TDEE = 1346,024 x 1,375 (v případě, že jste žena, která cvičí například 2x týdně)

TDEE = 1850,783 kalorií.

Michael Matthews však uvádí i upravené multiplikátory. Autor nevychází z výzkumu, ale z praxe s tisíci lidmi. Podle něj může dojít k nadhodnocení množství spalované energie. Použitím standardních multiplikátorů se může stát, že se dostanete do příliš malého kalorického deficitu a velkého přebytku při nabírání. Výsledkem bude menší úbytek tuku během rýsování a nadměrný přírůstek tuku v objemové fázi. Upravené multiplikátory podle Matthewse poskytnou lepší výchozí bod. Jejich použití je stejné jako u standardních multiplikátorů. [12]

1,15 = sedavý (minimální nebo žádné cvičení)

1,2 až 1,35 = mírná aktivita (1 – 3 h cvičení nebo sportu do týdne)

1,4 až 1,55 = střední aktivita (4 – 6 h cvičení nebo sportu do týdne)

1,6 až 1,75 = vysoká aktivita (7 – 9 h cvičení nebo sportu do týdne)

1,8 až 1,95 = extra vysoká aktivita (10 a více h cvičení nebo sportu do týdne)

Použití standardních nebo upravených multiplikátorů pro výpočet výdeje energie je na vás a vašem rozhodnutí.

Vzorec Mifflin-St Jeor

Vzorec známý jako Mifflin-St Jeor je rovněž jako Harris-Benedict určený k výpočtu energetického výdeje. Poprvé byl vydán ve studii těchto pánů v roce 1990, a tehdy byl považován za novější verzi vzorce Harris-Benedict a také vhodnější pro moderní životní styl. Rozdíl v hodnotách mezi novým a starším modelem je přibližně 5%, s vyšší přesností v Mifflin-St Jeorovém vzorci. Pro srovnání uvádíme vzorec pro muže a ženu, ale i příklad [10]:

BMR (u muže) = (10 x hmotnost v kg) + (6,25 x výška v cm) – (5 x věk v letech) + 5

BMR (u ženy) = (10 x hmotnost v kg) + (6,25 x výška v cm) – (5 x věk v letech) – 161

Podobně jako u vzorce Harris-Benedict, i Mifflin-St Jeor, můžete následně použít k přepočtu TDEE použitím Katch-McArdle multiplikátorů.

Chcete si vypočítat svůj denní energetický výdej podle vzorce Mifflin-St Jeor, ale nechce se vám pracně počítat na kalkulačce? Použijte naši online BMR kalkulačku.

Studie z roku 2005 zkoumala literaturu z důvodů ověření přesnosti prediktivních vzorců. V závěru uvádí, že mezi nejčastěji používané vzorce v klinické praxi jsou vzorce [13]:

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

Ze zmíněných vzorců byl nejpřesnější Mifflin-St Jeor a měl nejužší rozsah chyb. Mifflin-St Jeor predikoval rychlost odpočinkového metabolismu v rozsahu 10% od měřené hodnoty u několika neobézních i obézních lidí než jiné vzorce. [13]

Jak jste si jistě všimli, kromě Harris-Benedict a Mifflin-ST Jeor existují i jiné vzorce pro výpočet výdeje energie. Patří mezi ně například Katch-McArdle, Katch-McArdle (Hybrid), Cunningham nebo revidovaná verze Harris-Benedict z roku 1984. Na internetu najdete kalkulačky, které to přepočtou za vás a stačí pouze vložit své osobní parametry. Výsledky zmiňované studie z roku 2005 však poukazují na fakt, že jde pouze o prediktivní vzorce. Mohou se tedy do jisté míry vzdalovat od reálné hodnoty. [14]

Výsledné hodnoty mohou představovat směrodatný údaj, ale těžko říct, jestli to na vás bude 100% sedět. Věříme, že některé ze vzorců vyzkoušíte a pomohou vám splnit vaše fitness cíle, a zároveň získat vysněnou postavu. Chcete, aby se o těchto vzorcích pro výpočet rychlosti bazálního metabolismu dozvěděli i vaši přátelé? Neváhejte a podpořte článek sdílením.

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