Co naprawdę spala wysiłek: energia wydatkowana

Godzina umiarkowanego wysiłku to zwykle 300–500 kcal dla przeciętnego dorosłego. Ta liczba nie jest celem; to środek przedziału, który zależy od masy ciała, intensywności i równania użytego do oszacowania. Liczbą, którą ludzie najczęściej przeceniają, są kalorie spalane podczas ćwiczeń, a przeszacowanie jest na tyle duże, że wyjaśnia, dlaczego wiele wyliczonych deficytów nie istnieje. Ta strona wyprowadza tę liczbę z równań, które ją tworzą, podaje źródła i podaje przedział, a nie środek.

Równania stojące za liczbą

Wydatek energetyczny wysiłku szacuje się na podstawie równoważnika metabolicznego (MET), czyli stosunku tempa metabolizmu podczas pracy do tempa metabolizmu w spoczynku. Jeden MET to około 1 kcal na kilogram masy ciała na godzinę – uproszczenie, które sprawdza się dla 70 kg dorosłego w spoczynku i rozjeżdża się dla innych mas. Compendium of Physical Activities przypisuje wartości MET konkretnym aktywnościom; wydanie z 2011 roku jest obecnym odniesieniem. Arytmetyka jest następująca:

kilokalorie = MET × masa ciała (kg) × czas trwania (godziny)

Przykład: 70 kg dorosły, marsz z prędkością 3,5 mph (4,0 MET), 60 minut
kcal = 4,0 × 70 × 1,0 = 280 kcal

Te 280 kcal to liczba brutto. Obejmuje kalorie, które zostałyby spalone w spoczynku w ciągu tej godziny. Liczba netto, czyli ilość dodana przez aktywność, odejmuje około 1 MET:

kcal netto = (MET − 1) × masa ciała (kg) × czas trwania (godziny)
kcal netto = (4,0 − 1) × 70 × 1,0 = 210 kcal

To rozróżnienie ma znaczenie, ponieważ podstawowa przemiana materii nie zatrzymuje się podczas wysiłku. Dla 70 kg dorosłego godzina odpoczynku kosztuje około 70 kcal. Podawanie liczby brutto tak, jakby była dodatkowym spalaniem, zawyża efekt o tę wartość.

Tabela według aktywności i masy ciała

Wartości MET poniżej pochodzą z Compendium of Physical Activities z 2011 roku. Liczby kilokalorii są brutto, obliczone jako MET × masa × 1 godzina. Kolumna warunków pokazuje zestaw reguł lub wersję, która zmienia liczbę.

Dwa warunki w tej tabeli są często ignorowane. Po pierwsze, równanie jest liniowe względem masy ciała, więc 100 kg dorosły spala około 67% więcej niż 60 kg dorosły przy tej samej aktywności. Po drugie, Compendium z 2011 roku zrewidowało wiele wartości z wydania 2000; liczba skopiowana ze starszego źródła może różnić się o 10–15%.

Dlaczego odczyty maszyn i zegarków są zawyżone

Maszyny do ćwiczeń i urządzenia noszone na nadgarstku szacują spalone kalorie na podstawie tętna, przyspieszenia lub stałego równania. Badanie z 2017 roku w Journal of Personalized Medicine porównało Apple Watch, Fitbit Charge HR i inne z kalorymetrią pośrednią i wykazało błędy od około 10% do ponad 40%, przy czym większość urządzeń zawyżała. Badanie z 2018 roku w Journal of Sports Sciences dało podobne wyniki dla Apple Watch i Fitbit. Błąd nie jest losowy; zmierza w jednym kierunku. Rozsądne założenie robocze jest takie, że odczyt maszyny lub zegarka jest o 20–30% wyższy od zmierzonej wartości dla wysiłku aerobowego w stanie ustalonym, a błąd jest większy przy niższych intensywnościach i dla aktywności, na których urządzenie nie było kalibrowane.

Mechanizm jest prosty. Tętno rośnie pod wpływem ciepła, stresu, kofeiny i adrenaliny, nie tylko zużycia tlenu. Urządzenie, które utożsamia tętno z wydatkiem energetycznym, przypisze te wzrosty spalonym kaloriom. Urządzenia oparte na przyspieszeniu pomijają koszt energetyczny noszenia ładunku, marszu pod górę lub jazdy na rowerze pod oporem.

Kompensacja: część spalania, która nie dociera

Sesja treningowa nie dodaje swojego pełnego kosztu brutto do dziennego wydatku. Dwie reakcje to erodują. Pierwsza to zwiększone spożycie. Przegląd z 2009 roku autorstwa Kinga i współpracowników w International Journal of Obesity wykazał, że interwencje ruchowe często dają mniejszą utratę wagi, niż przewiduje wyliczony deficyt energetyczny, a kompensacyjne jedzenie jest jednym z wyjaśnień. Druga to zmniejszona spontaniczna aktywność. Badanie z 2016 roku autorstwa Pontzera i współpracowników w Current Biology wykazało, że łowcy-zbieracze Hadza wydatkowali podobną całkowitą energię dzienną co osiadli mieszkańcy Zachodu, mimo znacznie wyższej aktywności fizycznej, co sugeruje, że organizm reguluje w dół inne aktywności lub procesy metaboliczne. Efekt jest dyskutowany pod względem wielkości, ale kierunek jest spójny: dodatek netto do dziennego wydatku jest mniejszy niż brutto liczba ćwiczeń.

Praktyczny przedział: dla 70 kg dorosłego wykonującego 300 kcal wysiłku brutto dodatek netto do dziennego wydatku może wynosić 150–250 kcal po uwzględnieniu metabolizmu spoczynkowego, kompensacji i błędu urządzenia. To jeden skromny posiłek, nie pozwolenie na większy.

Deficyt, który nie istnieje

Częsty wzorzec to dodawanie kalorii z ćwiczeń do wyliczonego utrzymania i zjadanie ich z powrotem. Jeśli utrzymanie szacuje się na 2 300 kcal według równania Mifflin-St Jeor, a zegarek podaje 500 spalonych kcal, osoba zjada 2 800 kcal. Liczba z zegarka może być o 20–30% za wysoka, więc prawdziwe spalanie brutto wynosi 350–400 kcal. Odjęcie metabolizmu spoczynkowego za tę godzinę (około 70 kcal) daje netto 280–330 kcal. Jeśli kompensacja zmniejsza spontaniczną aktywność o 50–100 kcal, dodatek netto wynosi 180–280 kcal. Zjadanie z powrotem 500 kcal tworzy nadwyżkę 220–320 kcal, a nie deficyt.

Samo Mifflin-St Jeor ma błąd standardowy około 10% przy szacowaniu podstawowej przemiany materii u dorosłych. Dla wyliczonego utrzymania 2 300 kcal przedział wynosi około 2 070–2 530 kcal. Dodawanie niepewnej liczby ćwiczeń do niepewnej liczby utrzymania kumuluje błąd.

Co ludzie robią źle i dlaczego to naturalne

Błąd polega na traktowaniu odczytu ćwiczeń jako pomiaru, a nie oszacowania. Jest to naturalne, ponieważ urządzenie prezentuje precyzyjną liczbę, często co do kalorii, a liczba pojawia się na tym samym ekranie co czas i tętno, które są mierzone. Precyzja sugeruje dokładność, której równanie bazowe nie zapewnia. Drugim naturalnym błędem jest porównywanie liczby brutto ćwiczeń z etykietą żywności. Sesja 300 kcal i przekąska 300 kcal nie są równoważne w bilansie energetycznym, ponieważ liczba ćwiczeń obejmuje metabolizm spoczynkowy, a liczba przekąski nie obejmuje kosztu energetycznego trawienia, który wynosi około 5–10% spożycia dla mieszanych posiłków.

Trzeci błąd to założenie, że spalanie jest stałe podczas diety. Gdy masa ciała spada, koszt energetyczny tej samej aktywności spada wraz z nią, ponieważ równanie jest liniowe względem kilogramów. 100 kg dorosły, który traci 20 kg, spali około 20% mniej kalorii przy tym samym spacerze. Utrzymanie również spada wraz z masą, z tego samego powodu. Deficyt, który wynosił 500 kcal na początku, może wynosić 300 kcal po utracie 10 kg, nawet jeśli spożycie i aktywność się nie zmieniły.

Przykład obliczeniowy: utrata 10 kg w ciągu sześciu miesięcy

Ten przykład modeluje zmianę utrzymania i kosztu ćwiczeń w miarę spadku masy. Używa Mifflin-St Jeor dla podstawowej przemiany materii i szacunku opartego na MET dla ćwiczeń. To arytmetyka, nie recepta.

Punkt startowy: 90 kg dorosły, umiarkowanie aktywny
Mifflin-St Jeor (mężczyzna): RMR = 10 × 90 + 6,25 × 175 − 5 × 40 + 5 = 1 799 kcal
Współczynnik aktywności 1,55: utrzymanie = 1 799 × 1,55 = 2 788 kcal

Ćwiczenie: 60 min marszu z prędkością 3,5 mph (4,0 MET)
Brutto = 4,0 × 90 × 1,0 = 360 kcal
Netto po odjęciu spoczynkowego = (4,0 − 1) × 90 × 1,0 = 270 kcal

Po utracie 10 kg: 80 kg
RMR = 10 × 80 + 6,25 × 175 − 5 × 40 + 5 = 1 699 kcal
Utrzymanie = 1 699 × 1,55 = 2 633 kcal

Ten sam spacer przy 80 kg:
Brutto = 4,0 × 80 × 1,0 = 320 kcal
Netto = (4,0 − 1) × 80 × 1,0 = 240 kcal

Zmiana utrzymania: 2 788 − 2 633 = 155 kcal
Zmiana kosztu netto ćwiczeń: 270 − 240 = 30 kcal
Całkowita redukcja wydatku dla tego samego dnia: 185 kcal

Deficyt 500 kcal przy 90 kg staje się około 315 kcal przy 80 kg, jeśli spożycie i aktywność się nie zmienią. Dlatego utrata wagi zwalnia, nawet gdy zachowanie się nie zmienia.

Liczba, którą warto zapamiętać

Dla przeciętnego dorosłego godzina umiarkowanego wysiłku to 300–500 kcal brutto, 200–400 kcal netto po odjęciu metabolizmu spoczynkowego, a mniej po uwzględnieniu kompensacji. Odczyty maszyn i zegarków są zwykle o 20–30% za wysokie. Compendium of Physical Activities (2011) jest źródłem wartości MET; Mifflin-St Jeor jest źródłem podstawowej przemiany materii, z błędem standardowym około 10%. Każda liczba, która nie podaje swojego równania lub przedziału, nie nadaje się do planowania.

Ta strona ma charakter wyłącznie informacyjny i nie stanowi porady medycznej. Jeśli niepokoi Cię Twój stosunek do jedzenia lub ćwiczeń, albo jeśli ograniczasz spożycie lub nadmiernie ćwiczysz, skontaktuj się z pracownikiem ochrony zdrowia. W Stanach Zjednoczonych linia pomocowa National Eating Disorders Association jest dostępna pod numerem 1-800-931-2237. W Wielkiej Brytanii linia pomocowa Beat to 0808 801 0677.

Często zadawane pytania

Ile kalorii spala wysiłek? Dla 70 kg dorosłego godzina umiarkowanego wysiłku to około 300–500 kcal brutto, obliczone jako MET × masa ciała w kilogramach × godziny. Compendium of Physical Activities podaje wartości MET. Netto po odjęciu metabolizmu spoczynkowego odejmij około 1 MET, co dla tego dorosłego wynosi około 70 kcal.

Czy kalorie spalane podczas marszu są takie same jak podczas biegu? Nie. Bieg z prędkością 6 mph to około 9,8 MET, a marsz z prędkością 3,5 mph to około 4,0 MET, więc bieg spala około 2,5 razy więcej na godzinę dla tej samej osoby. Stosunek utrzymuje się przy różnych masach ciała, ponieważ równanie jest liniowe względem kilogramów.

Dlaczego mój zegarek mówi, że spaliłem więcej niż maszyna? Urządzenia noszone na nadgarstku szacują na podstawie tętna i przyspieszenia, a badania wykazały błędy 10–40%, zwykle zawyżające. Maszyny używają stałych równań, które mogą nie pasować do Twojej masy ciała lub aktywności. Żadne z nich nie jest pomiarem zużycia tlenu, które jest metodą referencyjną.

Ile kalorii spalonych dziennie pochodzi z ćwiczeń? Dla większości dorosłych planowany wysiłek dodaje 100–400 kcal do dziennego wydatku po uwzględnieniu metabolizmu spoczynkowego i kompensacji. Całkowity dzienny wydatek jest zdominowany przez podstawową przemianę materii, która stanowi około 60–70% całości, oraz przez spontaniczną aktywność, a nie przez sesje ćwiczeń.

Czy kalorie z ćwiczeń liczą się do deficytu? Mogą, ale dodatek netto jest mniejszy niż liczba brutto. Kompensacja poprzez zwiększone spożycie i zmniejszoną spontaniczną aktywność eroduje część spalania, a błąd urządzenia je zawyża. Używanie przedziału 50–70% odczytu jako dodatku netto jest bardziej konserwatywną liczbą do planowania.