BMR: Co faktycznie szacują równania

Podstawowa przemiana materii (BMR) to tempo wydatku energetycznego organizmu w całkowitym spoczynku, na jawie, w środowisku termicznie neutralnym i w stanie poabsorpcyjnym — zwykle dwanaście godzin po ostatnim posiłku. Jest to największy pojedynczy składnik dziennego wydatku energetycznego dla większości dorosłych, zwykle 60–70% całości. Reszta to aktywność, termiczny efekt pożywienia, a u niektórych osób adaptacyjna termogeneza.

Żadne równanie nie mierzy BMR. Każde szacuje go na podstawie zmiennych, które są z nim skorelowane. Zmienne się różnią, współczynniki się różnią, a błędy się różnią. Wartość BMR bez równania nie jest wartością.

Trzy równania w obiegu

Mifflin-St Jeor (1990). Wyprowadzone z kalorymetrii pośredniej u 498 dorosłych, jest to równanie zalecane przez Academy of Nutrition and Dietetics dla dorosłych z otyłością i bez otyłości. Ma najmniejszy błąd standardowy z trzech — około 10% wartości przewidywanej w pierwotnej walidacji, co oznacza, że przewidywanie 2,000 kcal niesie przedział około 1,800–2,200.

Mężczyźni: BMR = 10 × masa(kg) + 6,25 × wzrost(cm) − 5 × wiek(lata) + 5 Kobiety: BMR = 10 × masa(kg) + 6,25 × wzrost(cm) − 5 × wiek(lata) − 161

Harris-Benedict (1919, zaktualizowane 1984). Pierwotne równanie wyprowadzono z 239 osób, głównie młodych mężczyzn, przy użyciu wczesnej kalorymetrii. Rewizja z 1984 dostosowała współczynniki. W nowoczesnych populacjach zawyża o około 5%, dlatego ma dziś głównie znaczenie historyczne. Błąd nie jest losowy: pierwotna kohorta była szczuplejsza i bardziej umięśniona niż współczesna populacja kliniczna, a masa beztłuszczowa jest głównym determinantem BMR.

Mężczyźni: BMR = 88,362 + 13,397 × masa(kg) + 4,799 × wzrost(cm) − 5,677 × wiek(lata) Kobiety: BMR = 447,593 + 9,247 × masa(kg) + 3,098 × wzrost(cm) − 4,330 × wiek(lata)

Katch-McArdle. To równanie używa beztłuszczowej masy ciała zamiast całkowitej masy:

BMR = 370 + 21,6 × beztłuszczowa masa ciała(kg)

Jest dokładniejsze niż Mifflin-St Jeor jeśli masa beztłuszczowa jest zmierzona prawidłowo — za pomocą DXA lub modelu czterokompartmentowego. Jeśli masa beztłuszczowa jest wyliczona z wagi bioelektrycznej lub szacowana z fałdów skórnych, błąd wejściowy propaguje się do wyniku, a równanie może być gorsze niż Mifflin-St Jeor. Równanie jest tak dobre, jak wartość tkanki tłuszczowej, która za nim stoi.

Przykład obliczeniowy dla wszystkich trzech

Rozrzut łatwiej zobaczyć w kaloriach niż opisać. Weźmy 40-letnią kobietę, 165 cm, 70 kg, ze zmierzoną beztłuszczową masą ciała 50 kg.

Mifflin-St Jeor:
  BMR = 10 × 70 + 6,25 × 165 − 5 × 40 − 161
      = 700 + 1031,25 − 200 − 161
      = 1370 kcal/dzień

Harris-Benedict (1984):
  BMR = 447,593 + 9,247 × 70 + 3,098 × 165 − 4,330 × 40
      = 447,593 + 647,29 + 511,17 − 173,2
      = 1433 kcal/dzień

Katch-McArdle (masa beztłuszczowa 50 kg):
  BMR = 370 + 21,6 × 50
      = 370 + 1080
      = 1450 kcal/dzień

Trzy wartości mieszczą się w przedziale 1,370–1,450 kcal, rozrzut 80 kcal — około 6% wartości środkowej. To różnica między równaniami, zanim doda się jakikolwiek błąd pomiaru. Mifflin-St Jeor jest tu najniższy; Harris-Benedict jest o około 4,6% wyższy; Katch-McArdle jest o około 5,8% wyższy. Kierunek jest zgodny ze znanym obciążeniem Harrisa-Benedicta i z tym, że masa beztłuszczowa tej kobiety jest nieco powyżej średniej dla jej wagi.

Złóżmy teraz, że wartość masy beztłuszczowej nie została zmierzona, ale oszacowana na podstawie odczytu z wagi 28% tkanki tłuszczowej. To daje masę beztłuszczową = 70 × (1 − 0,28) = 50,4 kg, a Katch-McArdle zwraca 370 + 21,6 × 50,4 = 1,459 kcal. Różnica od wartości opartej na DXA jest tu niewielka, ale impedancja bioelektryczna może się mylić o 5–8 punktów procentowych tkanki tłuszczowej, co przy tej wadze oznacza 3,5–5,6 kg masy beztłuszczowej, czyli 76–121 kcal w szacowanym BMR. Błąd wejściowy dominuje.

Dlaczego wartość zmienia się podczas diety

Szacowany BMR to migawka. Podczas ograniczenia energetycznego BMR spada z dwóch powodów. Pierwszy to utrata masy: mniej tkanki oznacza mniejszy koszt energetyczny, a współczynnik masy w Mifflin-St Jeor (10 kcal na kg) wychwytuje większość tego. Drugi to adaptacyjna termogeneza: obniżenie BMR ponad to, co przewiduje utrata masy, udokumentowane w Eksperymencie Głodowym w Minnesocie i we współczesnych badaniach nad utratą wagi na poziomie około 5–15% wartości przewidywanej.

Praktyczna konsekwencja jest taka, że wartość BMR obliczona na początku diety zawyża BMR na końcu. Jeśli powyższa kobieta straci 10 kg, jej BMR według Mifflin-St Jeor spadnie o około 100 kcal z samej utraty masy, a adaptacyjna termogeneza może zabrać kolejne 70–200 kcal. Linia nie jest prosta.

Druga konsekwencja: wartość 7,700 kcal na kilogram, często używana do przewidywania zmiany wagi, opisuje zawartość energii w tkance tłuszczowej, a nie masę ciała. Jest błędna na początku diety, gdy duża część utraty to woda i glikogen, i błędna później, gdy utrzymanie spadło. To uproszczenie w dwóch kierunkach jednocześnie.

Co ludzie mylą w BMR

Najczęstszy błąd to traktowanie wartości BMR jako celu. To nie jest cel. BMR to koszt utrzymania życia; to nie ilość do spożycia. Całkowity dzienny wydatek energetyczny (TDEE) to BMR pomnożony przez współczynnik aktywności, zwykle 1,2–1,9, i to jest wartość, względem której je się. Mylenie tych dwóch prowadzi do planu zbyt niskiego o 20–50%.

Drugi błąd to traktowanie wyniku kalkulatora jako pomiaru. To przewidywanie z przedziałem. Kalkulator BMR, który zwraca 1,370 kcal, mówi w efekcie: „gdzieś koło 1,370, prawdopodobnie w granicach 10%”. Przedział jest częścią użyteczną.

Trzeci błąd to porównywanie równań bez porównywania danych wejściowych. Katch-McArdle nie jest ogólnie lepszy od Mifflin-St Jeor; jest lepszy, gdy masa beztłuszczowa jest zmierzona, a gorszy, gdy jest zgadywana. Błąd jest naturalny, bo równanie wygląda na bardziej precyzyjne — ma człon masy beztłuszczowej — a precyzja formy nie jest precyzją wyniku.

Skąd pochodzi wartość i do czego służy

Szacowany BMR to punkt wyjścia do oszacowania TDEE, które jest punktem wyjścia do celu energetycznego. Każdy krok dodaje błąd. BMR według Mifflin-St Jeor ma błąd standardowy ~10%; współczynnik aktywności ma własny błąd, często większy; a oszacowanie spożycia pokarmu też ma błąd. Wartość TDEE zbudowana z tych elementów to hipoteza, a nie recepta.

Użyteczną praktyką jest obliczenie wartości, podanie przedziału, a następnie dostosowanie na podstawie obserwowanej zmiany wagi w ciągu dwóch do trzech tygodni. To jedyna pętla sprzężenia zwrotnego, która zamyka błąd.

Ta strona nie jest poradą medyczną. Jeśli jedzenie lub waga powodują cierpienie, albo jeśli występowała w przeszłości zaburzenie odżywiania, właściwą drogą jest klinicysta lub dietetyk. W USA dostępna jest linia pomocowa National Eating Disorders Association; w Wielkiej Brytanii Beat. Równanie BMR nie zastępuje żadnej z nich.