Zapotrzebowanie kaloryczne - jak je obliczyć? Od czego zależy?

Zapotrzebowanie kaloryczne to ilość kalorii, którą należy dostarczać do ustroju w celu zaspokojenia potrzeb energetycznych organizmu. To jedno z najważniejszych i podstawowych zagadnień dotyczących żywienia, które może być zależne od wielu różnych czynników, m.in. wysokości i masy ciała, wieku czy aktywności fizycznej. Jak obliczyć zapotrzebowanie kaloryczne? Od czego zależy zapotrzebowanie energetyczne? Jak działają kalkulatory zapotrzebowania kalorycznego?

Zapotrzebowanie kaloryczne - co to?

Zgodnie z definicją opracowaną przez ekspertów do spraw żywienia zapotrzebowanie energetyczne, znane również jako zapotrzebowanie kaloryczne, to "ilość energii zawarta w pobieranym pożywieniu, która równoważy jej wydatek zależny od wymiarów (masy i wysokości ciała) i składu ciała oraz od poziomu aktywności fizycznej, a równocześnie zapewnia utrzymanie organizmu przez długi czas w dobrym stanie zdrowia przy wykonywaniu wszystkich czynności ekonomicznie niezbędnych i społecznie uzasadnionych". W definicji nie brakuje również wzmianki, iż "w przypadku dzieci oraz kobiet ciężarnych i karmiących ilość ta pokrywa również potrzeby organizmu związane odpowiednio z budową nowych tkanek i wydzielaniem mleka".

Zapotrzebowanie kaloryczne stanowi więc ilość kalorii, którą należy dostarczać do ustroju wraz z codziennym pożywieniem, aby zadbać o właściwe funkcjonowanie organizmu. Tym samym, aby zapewnić odpowiednią podaż energii, należy zwrócić uwagę na fakt, iż:

• 1 g białka dostarcza do ustroju 4 kcal,
• 1 g węglowodanów zapewnia podaż 4 kcal,
• 1 g tłuszczu stanowi źródło 9 kcal,
• 1 g alkoholu etylowego zawiera 7 kcal.

Zapotrzebowanie energetyczne wyraża się najczęściej w postaci kilokalorii (kcal), które w skrócie nazywane są kaloriami, choć z naukowego punktu widzenia, nie jest to poprawne nazewnictwo. Niekiedy energetyczność pożywienia oraz zapotrzebowanie na kalorie wyraża się również w dżulach (J) oraz w kilodżulach (kJ).

Zapotrzebowanie kaloryczne, czyli całkowita przemiana materii, określana skrótem CPM to ilość kalorii zużywana przez organizm w ciągu doby, na którą składają się wartości, takie jak podstawowa przemiana materii PPM oraz ponadpodstawowa przemiana materii PPPM. Czym charakteryzują się poszczególne pojęcia i jaki mają wpływ na zapotrzebowanie energetyczne?

Zapotrzebowanie kaloryczne a przemiana materii

Całkowite zapotrzebowanie energetyczne, czyli CPM tworzą składowe, takie jak:

• PPM - podstawowa przemiana materii, zwana metabolizmem podstawowym (z ang. BMR – Basal Metabolic Rate), określa ilość energii niezbędną do zachowania podstawowych potrzeb życiowych, takich jak oddychanie czy praca narządów. Inaczej mówiąc, PPM to najniższy poziom przemian energetycznych, umożliwiający dostarczanie do ustroju energii niezbędnej do utrzymania podstawowych funkcji życiowych w prawidłowych warunkach bytowych.
• PPPM - ponadpodstawowa przemiana materii, która obejmuje wydatki energetyczne związane z życiem codziennym - pracą, nauką, aktywnością fizyczną, a także termogenezę poposiłkową, znaną również jako swoiste dynamiczne działanie pokarmu SDDP, czyli energię zużywaną przez organizm na przyswajanie pokarmów.

Polecane produkty ułatwiające zaspokojenie zapotrzebowania kalorycznego

Zapotrzebowanie na kalorie a metabolizm

Kilokalorie to dla wielu osób jedynie liczby - niektóre produkty mają dużo kalorii, inne potrawy mają ich mało. Ponieważ jednak konsumenci mogą zużywać energię na poziomie komórkowym w różnym stopniu, a mitochondria komórkowe, w których odbywają się procesy oddychania komórkowego, u jednych mogą pracować szybciej, niż u innych, często można spotkać się z pojęciami "szybkiego" lub "wolnego" metabolizmu.

Tempo metabolizmu organizmu to ogólne tempo utleniania komórkowego źródeł energii przez wszystkie narządy ustroju. Za żywieniowe źródła energii uznaje się węglowodany, tłuszcze, białka, alkohol oraz inne składniki, które mogą być utleniane w komórkach w obecności wdychanego przez płuca tlenu. Na skutek utleniania dietetycznych źródeł energii powstaje zaś energia wykorzystywana przez komórki ciała, a także produkty końcowe, takie jak dwutlenek węgla, woda czy mocznik, które są następnie wydalane z ustroju.

Całkowite tempo metabolizmu organizmu można ocenić poprzez monitorowanie tempa pobierania tlenu przez płuca. Ilość tlenu zużywanego przez ustrój, która jest proporcjonalna do ilości utlenionych źródeł energii z żywności, można oszacować na podstawie proporcji wytworzonego dwutlenku węgla i tempa produkcji mocznika - równowartość energetyczna tlenu może się zmieniać w zależności od charakteru utlenianych źródeł energii, jednak za średnią wartość można uznać 4,78 kcal na litr tlenu.

Istotnym aspektem jest również ilość wydalanych produktów końcowych metabolizmu - różnice w tempie oddychania i pojemności płuc zwykle nie są widoczne, jednak w rozliczeniu dobowym może okazać się, że niektórzy konsumenci mogą pobierać więcej tlenu w przeliczeniu na powierzchnię i masę ciała niż inni, co może skutkować wydychaniem większej ilości dwutlenku węgla i usuwaniem większej ilości mocznika wraz z moczem, ze względu na szybszy przebieg procesów utleniania.

Zapotrzebowanie energetyczne - od czego zależy?

Zapotrzebowanie kaloryczne zależy od wielu różnych czynników. Na zapotrzebowanie energetyczne ustroju ma wpływ m.in.:

• wiek,
• płeć,
• masa ciała,
• wysokość ciała,
• poziom aktywności fizycznej,
• stan fizjologiczny,
• etap rozwojowy,
• budowa ciała,
• zawartość masy mięśniowej i tkanki tłuszczowej,
• uwarunkowane genetycznie tempo metabolizmu,
• stan odżywienia,
• klimat,
• długość snu.

Jak obliczyć zapotrzebowanie kaloryczne? - Wartość PPM

Aby wyliczyć całkowite zapotrzebowanie kaloryczne organizmu, należy w pierwszej kolejności oszacować wartość podstawowej przemiany materii PPM, znanej również jako BMR czy metabolizm podstawowy. Przez lata do tego celu wykorzystywano wzór Harrisa-Benedicta, jednak obecnie uważa się, że wzór Mifflina stanowi dokładniejszą metodę oszacowania podstawowej przemiany materii.

• Wzór Harrisa-Benedicta
• dla kobiet: PPM = 655 + (9,6 × masa ciała w kg) + (1,8 × wysokość ciała w cm) - (4,7 × wiek w latach);
• dla mężczyzn: PPM = 66 + (13,7 × masa ciała w kg) + (5,0 × wysokość ciała w cm) - (6,8 × wiek w latach).
• Równanie Mifflin-St Jeor (zwane również wzorem Mifflina)
• dla mężczyzn: [9,99 x masa ciała (kg)] + [6,25 x wzrost (cm)] - [4,92 x wiek (lata)] + 5;
• dla kobiet: [9,99 x masa ciała (kg)] + [6,25 x wzrost (cm)] - [4,92 x wiek (lata)] - 161.

Jak obliczyć zapotrzebowanie energetyczne? - Wartość CPM

Powyższe wzory umożliwiają określenie wartości PPM. Aby jednak wyliczyć całkowitą przemianę materii CPM, należy uwzględnić również dobowy poziom aktywności fizycznej PAL, a niekiedy również poposiłkową termogenezę. Jak obliczyć całkowite zapotrzebowanie kaloryczne? Dobrym rozwiązaniem może okazać się wykorzystanie urządzenia monitorującego aktywność w ciągu dnia, choć pomocne mogą być również wartości szacunkowe, wyliczone ze wzorów.

Najczęściej stosowanym wzorem jest CPM = PPM x PAL, choć dostępne są równania uwzględniające także SDDP, takie jak np. CPM = PPM x PAL + (PPM x SDDP), gdzie zwykle przyjmuje się, iż poposiłkowa termogeneza wynosi 10% PPM.

Aby obliczyć całkowite zapotrzebowanie kaloryczne, należy dobrać odpowiednią wartość współczynnika aktywności fizycznej PAL, kierując się następującymi danymi:

• siedzący tryb życia, bez dodatkowych aktywności fizycznych - 1,2;
• niska aktywność (siedzący tryb życia i regularne wykonywanie ćwiczeń o niewielkiej intensywności) - 1,3-1,4;
• średnia aktywność (siedzący tryb życia i regularne wykonywanie ćwiczeń o umiarkowanej intensywności) - 1,5-1,6;
• wysoka aktywność (praca fizyczna lub praca siedząca i regularne uprawianie ćwiczeń o wysokiej intensywności) - 1,7-1,8;
• bardzo wysoka aktywność (wymagająca praca fizyczna, codzienne treningi, zawodowi sportowcy) - 1,9-2,2.

Kalkulator zapotrzebowania kalorycznego - jak go używać?

Samodzielne wyliczanie zapotrzebowania kalorycznego może być czasochłonne, a niekiedy może również przysparzać pewnych trudności. Wówczas dobrym rozwiązaniem mogą okazać się gotowe narzędzia, czyli cieszące się rosnącym zainteresowaniem konsumentów kalkulatory zapotrzebowania kalorycznego, określane również mianem kalkulatorów kalorii.

Kalkulator zapotrzebowania kalorycznego najczęściej zawiera krótki formularz, w którym należy podać niezbędne dane, takie jak wiek, masa i wysokość ciała oraz płeć i poziom aktywności fizycznej. Im więcej informacji należy podać w formularzu, tym bardziej precyzyjny może być uzyskany wynik, określający indywidualne, szacunkowe, dobowe zapotrzebowanie na kalorie.

Dietetyczny kalkulator umożliwia uzyskanie informacji o zapotrzebowaniu energetycznym, czyli ilości kalorii, którą należy dostarczać do ustroju, aby utrzymać aktualną masę ciała. Tym samym wyliczona wartość może stanowić istotny punkt odniesienia podczas planowania posiłków. Kalkulator kalorii może okazać się pomocny również podczas odchudzania czy też wówczas, gdy celem konsumenta jest zwiększenie masy ciała.

Kalkulator kalorii - czy warto go stosować?

Kalkulator zapotrzebowania kalorycznego może umożliwiać uzyskanie precyzyjnych, jak i bardzo orientacyjnych informacji o poziomie zapotrzebowania organizmu na kalorie. Wszystko zależy od ilości danych wykorzystanych do obliczeń, jak również od indywidualnych parametrów organizmu konsumenta.

Kalkulator zapotrzebowania energetycznego uwzględnia uśrednione wartości i nie bierze pod uwagę dodatkowych czynników, które mogą mieć wpływ na tempo metabolizmu. Tym samym dane uzyskane z dietetycznego kalkulatora kalorii powinny stanowić jedynie wskazówkę pomocną podczas ustalania dobowej podaży energii. Nie należy jednak ściśle kierować się uzyskanymi wyliczeniami - znacznie istotniejsze jest bowiem sugerowanie się obserwacją własnego ciała i wsłuchiwanie się w indywidualne potrzeby organizmu.

Zapotrzebowanie kaloryczne a wskaźnik NEAT oraz TEA

Znając wartości PPM oraz CPM, a tym samym zapotrzebowanie kaloryczne organizmu, bez trudu można oszacować wartość wskaźnika NEAT (non-exercise acitivity thermogenesis), który określa wydatek energetyczny związany z codzienną, spontaniczną aktywnością fizyczną, taką jak np. wchodzenie po schodach, sprzątanie, zabawy z dzieckiem, stanie czy gotowanie. NEAT nie uwzględnia snu oraz zaplanowanego wysiłku fizycznego w postaci regularnych treningów, lecz ma istotne znaczenie w utrzymaniu prawidłowej masy ciała. Wartość wskaźnika NEAT można wyliczyć za pomocą wzoru, biorąc pod uwagę rodzaj wykonywanej pracy:

• dla osób pracujących umysłowo: NEAT = wskaźnik BMR (PPM) x 0,3;
• dla osób pracujących fizycznie: NEAT = wskaźnik BMR (PPM) x 0,5.

Podczas określania dobowego zapotrzebowania kalorycznego, a także szacunkowego zużycia energetycznego, pomocny może okazać się również wskaźnik TEA, określający ilość kalorii spalanych podczas wykonywania treningu i uprawiania aktywności fizycznej, a także wskaźnik EPOC, skupiający się na różnicy w poborze tlenu przed i po treningu, który może ułatwić określenie wielkości obciążenia treningowego.

Dobowe zapotrzebowanie kaloryczne a zdrowa dieta

Oszacowanie indywidualnego zapotrzebowania energetycznego organizmu może ułatwić określenie ilości kalorii, którą należy dostarczać każdego dnia do ustroju w celu zapewnienia prawidłowego funkcjonowania organizmu, a tym samym może okazać się pomocne w opracowywaniu odpowiedniej, zdrowej i zbilansowanej diety.

Podaż energii należy dopasować do oczekiwanych rezultatów konsumenta - osoby, których celem jest odchudzanie, powinny uwzględnić odpowiedni deficyt kaloryczny, natomiast zawodnicy, którym zależy na zwiększeniu masy ciała, powinni wraz z codziennym jadłospisem, dostarczać do ustroju więcej kalorii niż wynika z wyliczonej za pomocą wzoru lub kalkulatora wartości.

Podczas wyliczania zapotrzebowania kalorycznego i opracowywania odpowiedniego jadłospisu kluczowy jest jednak rozsądek - dieta powinna być zbilansowana, dostarczająca do ustroju wszystkie niezbędna makro- i mikroskładniki.

Bibliografia:

1. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16277825/
2. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16277813/
3. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15674762/
4. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29326115/
5. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33279311/
6. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15883556/