Zapotrzebowanie kaloryczne

Z czego składa się zapotrzebowanie kaloryczne?

Dobowy wydatek energetyczny można podzielić na trzy składowe: podstawową przemianę materii (PPM), termogenezę poposiłkową, czyli koszt trawienia i przyswajania pożywienia, oraz wydatek na aktywność fizyczną. PPM jest największą z nich i daje się oszacować z wysokości i masy ciała, wieku oraz płci. Termogenezę poposiłkową przyjmuje się jako 10% całkowitego wydatku u osób jedzących przeciętną dietę mieszaną i pozostających w bilansie energetycznym. Aktywność fizyczna jest głównym czynnikiem, który różnicuje zapotrzebowanie energetyczne między ludźmi. Mechanizmy poszczególnych składowych opisują hasła Metabolizm i Podstawowa przemiana materii.

Współczynnik aktywności fizycznej (PAL) to iloraz całkowitego wydatku energetycznego i PPM. Wspólna konsultacja ekspertów Organizacji Narodów Zjednoczonych do spraw Wyżywienia i Rolnictwa, Światowej Organizacji Zdrowia i Uniwersytetu Narodów Zjednoczonych (FAO/WHO/UNU) z 2004 roku podzieliła styl życia na trzy kategorie: siedzący lub o lekkiej aktywności z PAL 1,40–1,69, umiarkowanie aktywny lub aktywny z PAL 1,70–1,99 i bardzo aktywny z PAL 2,00–2,40. Wartość 1,4 odpowiada średniemu PAL osoby przebywającej w komorze oddechowej. U osób, które nie są sportowcami, PAL sięga najwyżej 2,5, a zawodowi sportowcy wytrzymałościowi osiągają około 4,0 i utrzymują taki poziom przez kilka tygodni.

Jak kalkulator oblicza zapotrzebowanie kaloryczne?

Kalkulator zapotrzebowania kalorycznego dla osób trenujących łączy w pięciu krokach wzór na PPM, współczynnik aktywności poza treningiem i wydatek treningów wyliczony z równoważnika metabolicznego.

1. Podstawowa przemiana materii. Przy znanym procencie tkanki tłuszczowej z masy ciała wylicza się masę beztłuszczową i stosuje wzór Cunninghama: PPM = 500 + 22 × masa beztłuszczowa (kg), wynik w kcal na dobę³; jednostki według zestawienia wzorów w pracy z 2014 roku⁴. Bez pomiaru składu ciała stosuje się wzór Mifflina i St Jeora, oparty na masie ciała, wzroście, wieku i płci⁵. Autorzy wyprowadzili go z danych 498 zdrowych osób w wieku 19–78 lat. Pochodzenie i dokładność obu wzorów opisuje hasło Wzory na zapotrzebowanie energetyczne.
2. Dzień bez treningu. PPM mnoży się przez PAL opisujący aktywność poza treningiem. Wartości 1,40 dla pracy głównie siedzącej i 1,70 dla dnia z dużą ilością ruchu są dolnymi granicami dwóch pierwszych kategorii FAO/WHO/UNU.
3. Wydatek treningu. Podstawą jest równoważnik metaboliczny (MET). Według Kompendium aktywności fizycznych dla dorosłych z 2024 roku 1 MET odpowiada w przybliżeniu 1,0 kcal na kilogram masy ciała na godzinę, wysiłek umiarkowany mieści się w przedziale 3,0–5,9 MET, a intensywny zaczyna się od 6,0 MET². Wydatek w kilokaloriach daje iloczyn czasu treningu w godzinach, wartości MET i masy ciała. Od wartości MET odejmuje się 1 MET, bo spoczynek jest już ujęty w PPM. Tak samo postępuje obecna definicja dostępności energii, która od wydatku wysiłku odejmuje udział przemiany spoczynkowej i aktywności pozatreningowej⁶.
4. Dzień treningowy i średnia tygodniowa. Tygodniowy wydatek treningów dzieli się na dni treningowe i dodaje do zapotrzebowania z dnia bez treningu. Średnia tygodniowa uwzględnia liczbę dni treningowych i wolnych.
5. Cel i zaokrąglenie. Przy utrzymaniu masy ciała wynik zostaje bez zmian, przy redukcji i budowie masy ciała koryguje się go według zasad z osobnej sekcji. Wynik zaokrągla się do 10 kcal, ponieważ błąd wzorów u sportowców sięga setek kilokalorii⁷.

W przykładzie obliczenia mężczyzna ma 30 lat, 80 kg masy ciała i 180 cm wzrostu, a zawartości tkanki tłuszczowej nie zmierzono. PPM ze wzoru Mifflina i St Jeora wynosi u niego 10 × 80 + 6,25 × 180 − 5 × 30 + 5 = 1 780 kcal na dobę; jednostkę wyniku podaje to samo zestawienie z 2014 roku. Przy pracy siedzącej dzień wolny wymaga 1 780 × 1,40, czyli około 2 490 kcal. Cztery intensywne treningi po 60 minut, liczone przy 6,0 MET, dają tygodniowo 4 × 1 × (6,0 − 1) × 80 = 1 600 kcal, czyli 400 kcal na każdy dzień treningowy. Zapotrzebowanie w dniu treningowym wynosi więc około 2 890 kcal, a średnia z tygodnia około 2 720 kcal.

Czy w dniu treningowym zapotrzebowanie kaloryczne jest większe?

Wydatek energetyczny aktywności zależy od czasu jej trwania, intensywności i masy ciała. Dlatego zapotrzebowanie tej samej osoby zmienia się z dnia na dzień razem z planem treningowym. W przykładzie z poprzedniej sekcji dzień treningowy wymaga o 400 kcal więcej niż dzień wolny, a średnia tygodniowa leży pomiędzy tymi wartościami. Średnia tygodniowa przyjęta dla każdego dnia zawyża więc zapotrzebowanie w dni wolne i zaniża je w dni treningowe.

Międzynarodowy Komitet Olimpijski (MKOl) zaleca, by edukacja żywieniowa młodych sportowców kładła nacisk na sposób jedzenia wspierający zdrowie, prawidłowy wzrost i wymagania uprawianego sportu⁸. Autorzy Kompendium aktywności fizycznych zastrzegają, że wartości MET mogą służyć jako punkt wyjścia, ale nie oddają dokładnego wydatku konkretnej osoby. Na przemianę spoczynkową i koszt wysiłku wpływają różne czynniki. Kompendium dla dorosłych obejmuje wiek 19–59 lat; dla osób od 60 lat opracowano osobne, ponieważ ich przemiana spoczynkowa jest niższa.

Jak liczy się zapotrzebowanie kaloryczne przy redukcji i na masę?

Zapotrzebowanie przy redukcji wynika z definicji dostępności energii: spożycie równe 30 kcal na każdy kilogram beztłuszczowej masy ciała plus wydatek treningu danego dnia daje dostępność energii na granicy uznawanej zwykle za niską. Obliczenie redukcji nie schodzi poniżej tej granicy.

Dostępność energii według obecnej definicji jest różnicą między spożyciem energii a wydatkiem energetycznym wysiłku, w przeliczeniu na beztłuszczową masę ciała, czyli energią pozostającą na wszystkie funkcje fizjologiczne poza wysiłkiem. Badania u młodych, szczupłych kobiet, które nie trenowały, wyznaczyły próg około 30 kcal na kilogram beztłuszczowej masy ciała na dobę, poniżej którego zaburza się równowaga hormonalna. Istnienie określonych progów u kobiet pozostaje przedmiotem sporu, a u mężczyzn nie jest znane. Za niską przyjmuje się zwykle dostępność energii do 30 kcal/kg beztłuszczowej masy ciała. Konsensus Międzynarodowego Komitetu Olimpijskiego (MKOl) z 2023 roku opisuje względny niedobór energii w sporcie (REDs) jako zespół szkodliwych skutków dla zdrowia i wyników sportowych u kobiet i mężczyzn narażonych na niską dostępność energii⁹.

W jednym z badań 10 dni umiarkowanego deficytu energii, przy spożyciu równym 80% szacowanego zapotrzebowania, znamiennie obniżyło syntezę białek mięśniowych¹⁰. U osób szczuplejszych wolniejsze tempo redukcji może lepiej chronić beztłuszczową masę ciała; w badaniu na ten temat tygodniowy ubytek 0,7% masy ciała dał lepszy wynik niż 1,4%. U kulturystów przygotowujących się do zawodów proponowano tempo 0,5–1,0% masy ciała tygodniowo. Szerzej opisują to hasła Deficyt energetyczny i Dostępność energii.

Przegląd zaleceń dla kulturystów poza sezonem startowym z 2019 roku proponuje nadwyżkę około 10–20% ponad zapotrzebowanie i przyrost około 0,25–0,5% masy ciała tygodniowo u zawodników początkujących i średnio zaawansowanych¹¹. Zawodnikom zaawansowanym autorzy zalecają mniejszą nadwyżkę i wolniejszy przyrost masy. Autorzy badania wysoko wytrenowanych sportowców uznali, że nadwyżka 200–300 kcal na dobę może być bardziej odpowiednia niż 500 kcal, by ograniczyć ryzyko zbędnego przyrostu tkanki tłuszczowej.

Jak sprawdzić, czy zapotrzebowanie kaloryczne policzono dobrze?

Stała masa ciała przy spożyciu zgodnym z obliczeniem oznacza, że spożycie pokrywa wydatek, bo masa ciała stabilizuje się, gdy organizm osiąga bilans energetyczny. W eksperymencie z Minnesoty mężczyźni z prawidłową masą ciała przez 24 tygodnie pozostawali na półgłodówce, a ich masa ciała spadła średnio z 69 do 53 kg. Pod koniec tego okresu osiągnęli nowy bilans energetyczny, a ich masa ustaliła się na niższym poziomie.

Z dnia na dzień masa ciała także się waha. Przegląd zaleceń dla kulturystów proponuje oceniać średnią tygodniową zmianę masy ciała z pomiarów codziennych albo kilku w tygodniu, żeby ograniczyć błąd wynikający z dziennych wahań. Autorzy przeglądu zalecają też dostosowywać spożycie energii do zmian składu ciała.

Jak dokładne są wzory na zapotrzebowanie kaloryczne?

Wzór szacuje przemianę materii, a nie ją mierzy. W badaniu 22 kobiet i 28 mężczyzn uprawiających sport wszystkie porównywane wzory znamiennie zaniżały spoczynkową przemianę materii zmierzoną kalorymetrią pośrednią. Najlepszy wzór miał średni błąd kwadratowy 110 kcal u kobiet i 284 kcal u mężczyzn. Wśród wioślarzy i kajakarzy kadry Niemiec wzory znamiennie zaniżały przemianę spoczynkową mężczyzn wytrzymałościowców o dużej masie ciała, ale nie kobiet¹². Autorzy uznali, że u sportowców z dużą masą beztłuszczową wzory mogą się nie nadawać do szacowania zapotrzebowania i potrzebny może być pomiar albo wzór opracowany dla tej grupy.

Błąd powstaje także w samym obliczeniu. Źródła opisują cztery jego przyczyny:

• podwójne liczenie spoczynku: wydatek wysiłku brutto zawiera przemianę spoczynkową i aktywność pozatreningową, które przy wydatku netto się odejmuje;
• traktowanie wartości MET jak pomiaru, choć nie oddają one dokładnego wydatku konkretnej osoby;
• stosowanie wzoru poza grupą, na której powstał: wzór Mifflina opracowano dla wieku 19–78 lat, a Kompendium dla dorosłych dla wieku 19–59 lat;
• ocena wyniku z pojedynczego ważenia zamiast średniej tygodniowej.

Dla kogo kalkulator zapotrzebowania kalorycznego się nie nadaje?

Kalkulator nie podaje wyniku osobom poniżej 18 lat, kobietom w ciąży i karmiącym piersią ani osobom chorym; ich zapotrzebowanie ustala się indywidualnie, z dietetykiem.

Dane, na których Westerterp opisał granice PAL, nie obejmowały osób poniżej 18 lat, uczestników interwencji dotyczących spożycia energii lub aktywności fizycznej, w tym wyników sportowych, kobiet w ciąży i karmiących piersią ani osób chorych. Przemiana spoczynkowa zmienia się w ciągu życia, a w okresie dojrzewania gwałtownie, dlatego dla dzieci i młodzieży opracowano osobne kompendium aktywności fizycznych. U młodych sportowców jedzenie ma według MKOl wspierać zarówno wymagania sportu, jak i prawidłowy wzrost.

Obliczenie wzorem nie wykrywa niskiej dostępności energii. Do rozpoznawania REDs konsensus MKOl z 2023 roku wprowadził narzędzie oceny klinicznej w drugiej wersji, oparte na łącznym nasileniu i ocenie ryzyka. Przy bardzo dużym obciążeniu treningowym, gdy średni PAL przekracza 2,5, wynik wychodzi poza zakres opisany u osób niebędących sportowcami.

Najczęstsze pytania

Ile kalorii wychodzi w przykładowym obliczeniu dla trenującego mężczyzny o masie 80 kg?

Około 2 720 kcal średnio w tygodniu: około 2 490 kcal w dniu wolnym i około 2 890 kcal w dniu treningowym. To wynik przykładu dla mężczyzny w wieku 30 lat, o wzroście 180 cm, z pracą siedzącą i czterema intensywnymi treningami po 60 minut tygodniowo.

Jak liczy się wydatek energetyczny treningu?

Mnoży się czas treningu w godzinach przez wartość MET pomniejszoną o 1 i przez masę ciała, a wynik wychodzi w kilokaloriach. Odejmowany 1 MET to spoczynek, który PPM już obejmuje, a sam 1 MET to według Kompendium aktywności fizycznych dla dorosłych z 2024 roku w przybliżeniu 1,0 kcal na kilogram masy ciała na godzinę.

Czym jest współczynnik aktywności fizycznej PAL?

To całkowity wydatek energetyczny podzielony przez PPM. U osób spoza sportu nie przekracza 2,5, a u zawodowych sportowców wytrzymałościowych dochodzi do około 4,0.

Jaka nadwyżka kalorii jest zalecana przy budowie masy mięśniowej?

Około 10–20% ponad zapotrzebowanie, z przyrostem około 0,25–0,5% masy ciała tygodniowo – tak przegląd zaleceń dla kulturystów poza sezonem startowym z 2019 roku proponuje zawodnikom początkującym i średnio zaawansowanym. U zaawansowanych autorzy zalecają mniejszą nadwyżkę i wolniejsze tempo przyrostu.

Zobacz też: Metabolizm, Podstawowa przemiana materii, Całkowita przemiana materii.

Artykuły: Jak obliczyć zapotrzebowanie kaloryczne.