הכל על מדידת הוצאת אנרגיה יומית

שיתוף ב facebook
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב telegram
שיתוף ב email
שיתוף ב print

במאמר הבא נדבר על כל מה שקשור לחישוב הוצאה אנרגטית גם ברמה האישית וגם ברמה המחקרית.

טל בן משה

שיתוף ב facebook
שתף
שיתוף ב twitter
Twitter

מי מאיתנו לא היה רוצה לדעת כמה קלוריות הוא מוציא ביום? חישוב מדויק שכזה יכול לעזור לנו לקבוע כמה קלוריות אנחנו צריכים לצרוך בהתאם למטרות שלנו. במשך הזמן נתקלנו בלא מעט דברים שגויים ומבלבלים שקשורים לנושא הזה, אז בואו נעשה סדר קטן. נתחיל מהמרכיבים העיקריים של ההוצאה האנרגטית שלנו:

חילוף חומרים בסיסי (BMR) – זהו הרכיב העיקרי בהוצאה האנרגטית שלנו. חילוף החומרים הבסיסי מהווה כ 60-70% מסך ההוצאה האנרגטית היומית והיחס משתנה בהתאם לאורח החיים. אצל אנשים פעילים חלקו היחסי יהיה קטן יותר ולהפך כאשר מתייחסים לאנשים שאינם פעילים. חילוף החומרים הבסיסי הוא בעצם שיקלול התהליכים המתקיימים בגוף לצרכי קיום ושמירה על הומאוסטזיס. האיברים הפנימיים שלנו תורמים רבות לכך, להלן כמות האנרגיה היומית שגוף צורך (קלוריות/ק״ג גודל איבר): 

שומן - 4.5 קלוריות/ק״ג

שריר - 13 קלוריות/ק״ג

כבד - 200 קלוריות/ק״ג

מוח - 240 קלוריות/ק״ג

לב - 400 קלוריות/ק״ג

כליות - 440 קלוריות/ק״ג

אחר - (עור, עצמות וכו׳) 12 קלוריות/ק״ג

חשוב לציין שמדידת חילוף חומרים בסיסי נעשת תחת תנאים מאוד מגבילים ותחת צום מוחלט. מדידה קצת יותר מתירנית ויכולה להכיל את רכיב ה TEF שנדבר עליו בהמשך נקראת גם חילוף חומרים במנוחה או RMR. ההבדל בין המדידות יכול להגיע ל 10% וכמו כן יש לנו מדידה נוספת שהיא חילוף החומרים בזמן שינה או SMR.

האפקט התרמי של המזון (TEF) – ההגדרה של רכיב זה היא ההוצאה האנרגטית של הגוף מעבר ל BMR (כאשר אנחנו לא פעילים). ה TEF שלנו מהווה כ 8-15% מסך ההוצאה האנרגטית היומית שלנו, הוא משתנה בתגובה למאקרונוטריינטים שצרכנו (חלבון, פחמימה, שומן, אלכוהול) ומבטא את צרכי האנרגיה של הגוף לצורך עיכול ותהליכים מטבוליים שונים. 
כאמור, מאקרונוטריינטים שונים משפיעים על ה TEF בצורה שונה והמחקר מצא טווחים די מקובלים להשפעה של כל אחד מהם. להלן כמות האנרגיה שהגוף צורך:

חלבון - 20-35%

פחמימה - 5-15%

שומן - 2-3%

אלכוהול - 10-30%

לדוגמא: נניח וצרכנו 100 קלוריות מחלבון, מתוכן 20-35 קלוריות ישמשו לתהליכי עיכול/מטבוליזם.

פעילות גופנית שאיננה יזומה (NEAT) – רכיב זה מתייחס לכל פעילות יומיומית שלנו שאיננה מוגדרת כספורט או אימון. לדוגמא: לעיסה, הליכה לעבודה, עלייה במדרגות, שמירה על יציבה, תזזיתיות ועוד׳. זהו ללא ספק אחד מהרכיבים החשובים ביותר ובעל השונות הגדולה ביותר בין בני אדם. כמות ההוצאה האנרגטית יכולה לנוע בטווחים של 15-50% מסך ההוצאה האנרגטית היומית. ככל הנראה ישנו רכיב גנטי משמעותי בכל הנושא הזה, ישנם אנשים שפשוט זזים יותר מאנשים אחרים וקיים קשר ישיר בין כמות ה NEAT לבין השמנה/הרזייה. המחקר מצא שונות אדירה בין בני אדם שיכולה להגיע אף ל 2000 קלוריות במצבים מסוימים (תלוי עיסוק).

פעילות גופנית יזומה – אין צורך להסביר יותר מדי, רכיב זה מתייחס לכל פעילות גופנית שאנו מבצעים ויכול לנוע בין 15-30% מסך ההוצאה האנרגטית היומית בהתאם לסוג הפעילות והכמות. במקרים קיצוניים רכיב זה יכול להיות גבוה יותר.

אמצעים למדידה של הוצאה אנרגטית יומית:

יש לנו לא מעט דרכים למדידה של הוצאה אנרגטית יומית. אף אחת מהשיטות איננה מדויקת ב 100%. ישנן שיטות טובות יותר וטובות פחות, נוחות יותר ונוחות פחות וכאלה שמודדות רק רכיבים מסוימים. הבנה של האמצעים השונים יכולה לעזור לנו בניתוח איכותיות של מחקר מדעי.

אמצעים למדידה של הוצאה אנרגטית יומית:

יש לנו לא מעט דרכים למדידה של הוצאה אנרגטית יומית. אף אחת מהשיטות איננה מדויקת ב 100%. ישנן שיטות טובות יותר וטובות פחות, נוחות יותר ונוחות פחות וכאלה שמודדות רק רכיבים מסוימים. הבנה של האמצעים השונים יכולה לעזור לנו בניתוח איכותיות של מחקר מדעי.

1

קלורימטריה ישירה (Direct Calorimetry) – זוהי מדידה ישירה של החום שהגוף שלנו פולט. הנבדק שוהה בתוך תא אטום ומבודד ומכשור מתוחכם מודד את הפקת החום של הנבדק. ההנחה הקיימת היא שסך כל התהליכים שקורים בגוף מומרים בסופו של דבר לחום אשר ניתן למדידה. לקלורימטריה ישירה יש לא מעט חסרונות שקשורים למורכבות המדידה והמבנה של התא. ישנה מוגבלות בפעילות שניתן לבצע בתוך התא שבו אנו נמצאים. כמו כן, תלוי את מי שואלים, ייתכן ומדידה בקלורימטריה ישירה איננה השיטה המדויקת ביותר. זו איננה השיטה המועדפת למדידה של הוצאה אנרגטית.

2

קלורימטריה עקיפה (Indirect Calorimetry) – שיטה זו איננה מודדת את הפקת החום בצורה ישירה אלא דרך מדידה של שחלוף גזים. הנוסחה הקלאסית קובעת שניתן למדוד את ההוצאה האנרגטית שלנו לפי 3.9 קלוריות X שימוש בחמצן [ליטר] + 1.11 X הפקת פחמן דו חמצני [ליטר] ודרך הנוסחה הזאת לדעת את כמות הקלוריות שהגוף שלנו מוציא. כמו כן, על ידי שיטה זו ניתן לדעת את היחס בין מקורות האנרגיה שבהם הגוף משתמש (RQ). קלורימטריה עקיפה הינה השיטה הנפוצה ביותר והיא לרוב מתחלקת ל 2 חלקים מרכזיים:

א. חדר מטבולי (Whole Room Respiratory Chamber) – חדר זה נכנס לשימוש מחקרי בבני אדם בשנות ה 70 המאוחרות ונכון להיום משמש כסטנדרט הזהב בכל מה שקשור למדידה של הוצאה אנרגטית יומית. חדרים מטבוליים יכולים למדוד הוצאה אנרגטית יומית למשך מספר ימים שבהם הנבדק שוהה בתוך החדר המטבולי. מערכות מיוחדות מנטרות את שיחלוף הגזים כל הזמן. כמו כן, ניתן לבצע פעילות גופנית בתוך החדר המטבולי ולמעשה הנבדק חי חיים רגילים ככל שניתן בתוך החדר. חדר מטבולי הוא כלי מחקרי חשוב ביותר שכן ניתן לבצע בו מניפולציות מחקריות שונות על הנבדקים ולמדוד ערכים שחשובים לנו. חשוב לשים לב שלחדר המטבולי יש יתרונות כמו יכולת מדידה של הוצאה אנרגטית יומית כוללת אך בו בעת קיימים חסרונות שכן קשה להפיק את היחס בין המרכיבים השונים של סך ההוצאה האנרגטית. אין תמימות דעים בנוגע לדרך שבא ניתן למדוד TEF לדוגמא. מאחר שהנבדק סגור בתוך חדר, יש תוקף חיצוני נמוך בין המדידה בתא למדידה בחיים האמיתיים שכן אין אותה תזוזה ואין את אותה פעילות גופנית כמובן.

ב. עגלה מטבולית (Metabolic Cart) – זוהי ככל הנראה השיטה המוכרת והנפוצה ביותר למדידת חילוף החומרים במנוחה (RMR). שיטה זו משתמשת במסכה, פומית או ברדס אשר הנבדק מחובר אליה. המכשיר מודד את הרכב הגזים ודרך ונותן לנו תוצאה מוערכת של קצב חילוף החומרים תוך 5-30 דקות של שימוש במכשיר. חשוב לציין שכיום ישנם מכשירים שנותנים תוצאה כבר לאחר דקה או שתיים. היתרון הגדול של המכשירים הללו הוא זמן המדידה המהיר יחסית, הניידות ובכך שהן הרבה יותר ידידותיות למשתמש אך החסרונות זהים לאלו אשר קיימים בחדר הנשימה המטבולי והשימוש מוגבל לזמן קצר הרבה יותר ולכן לא ניתן לבצע את אותן מניפולציות מחקריות.

3

מים כפולי סימון (Doubly Labeled Water) – שיטה זו נכנס לשימוש מחקרי בבני אדם בפעם הראשונה בשנת 1982. השיטה נחשבת לסטנדרט הזהב בכל מה שנוגע להוצאה אנרגטית בתנאי חיים אמיתיים. השיטה מבוססת על שתיית 2 איזוטופים מיוחדים שקצב הפירוק שלהם נמדד על ידי בדיקת שתן ודרך נוסחאות מסוימות ניתן לדעת את ההוצאה האנרגטית היומית. ״מנה אחת״ מספיק לשבועיים-שלושה של מדידות. נכון להיום, DLW זו השיטה היחידה והטובה ביותר למדידה מדויקת של הוצאה אנרגטית יומית בתנאי חיים אמיתיים וניתן למדוד איתה את ההוצאה האנרגטית של פעילות גופנית ו NEAT ובעצם בעת שילוב עם שיטות מדידה אחרות ניתן לחלק ולדעת את ההוצאה האנרגטית שלנו לכל מרכיביה השונים. החסרונות העיקריים של שיטה זו נסבים סביב מחירה היקר וחוסר תמימות דעים בנוגע לאופי החישובים של הנתונים שמתקבלים ובכך יכול להיות סיכון למהימנות המדידה.

4

רישום פעילות וניתוח תנועה – השיטות הנ״ל אינן שיטות מדידה ישירות ולכן הן זמינות וקלות לתפעול יחסית. רישום פעילות כשמו כן הוא, הנבדק או החוקר מבצעים רישום של הפעילות שמבצע הנבדק ובהתאם לכך מנבאים את ההוצאה האנרגטית של הנבדק לפי נוסחאות מקובלות. ניתוח תנועה מתבצע על ידי מד צעדים (Pedometer) או מד תאוצה (Accelerometer). המכשירים הנ״ל מזהים תנועה במרחב ועל ידי נוסחאות מיוחדות ניתן לנסות לחזות את ההוצאה האנרגטית שלנו. כאמור, היתרון הגדול בשיטות הנ״ל הן הנוחות, הזמינות והפשטות והחסרון הגדול הוא שהן אינן מדויקות. הסטיות עלולות להיות גדולת מאוד בחלק מהמקרים.

5

 מד דופק – דופק הוא כלי מקובל להערכת עצימות של פעילות גופנית ומכאן ניתן להבין את האטרקטיביות שבשימוש מד דופק לשם הערכה של הוצאה אנרגטית. אנחנו יודעים שקיימת קורלציה מסוימת בין דופק לבין תצרוכת חמצן (VO2) וההנחה היא שמהיחס בין 2 המשתנים הנ״ל ניתן להסיק על ההוצאה האנרגטית שלנו. רעיונות לחוד ומציאות לחוד שכן יש שונות גדולה בין תצרוכת החמצן לבין הדופק ולכן לא באמת ניתן להסיק בקלות על ההוצאה האנרגטית של נבדק בודד למרות שמד דופק מנבא הוצאה אנרגטית בצורה לא רעה כשמסתכלים על ממוצע קבוצתי. כמו כן, מד דופק מתקשה לזהות תנועות קטנות שאינן מלוות בשינויים משמעותיים.

6

נוסחאות מתמטיות – במשך השנים פותחו לא מעט נוסחאות מתמטיות שאמורות לעזור לנו להעריך את ההוצאה האנרגטית שלנו. המוכרות ביותר הן ככל הנראה Harris Benedict והנוסחה של Cunningham. הבעיה בנסחאות הללו היא שהן מראש הוגדרו להערכה של BMR ולא לסך ההוצאה הקלורית היומית. בכדי שנעריך את ההוצאה האנרגטית היומית עלינו לכפול את ה BMR בפקטור מסוים שיכול לנוע מ 1.1 ועד 3.0. אותו פקטור מייצג את רמת הפעילות שלנו (PAL). הממוצע הוא 1.4-1.5. ז״א בכדי להעריך את ההוצאה האנרגטית היומית שלנו עלינו לדעת את ה BMR ולאחר מכן לכפול את התוצאה ב 1.4-1.5. אנשים עם פעילות יומיומית גדולה צריכים לכפול במספר גדול יותר. מכאן ניתן גם להבין את הבעיה בנוסחאות הללו, לא רק שאנחנו מבצעים הערכה של ה BMR, אנחנו גם מבצעים הערכה של רמת הפעילות היומית שלנו. מקור לטעות על גבי מקור לטעות נוסף והסטיות כמובן יכולות להיות בהתאם.

7

סנכרון משקל + תזונה – זוהי אולי השיטה הפרקטית ביותר אולם היא לא המדויקת ביותר. ההנחה היא שאם נדע את כמות הקלוריות שאנחנו צורכים ביום מסוים ואם נדע את המשקל שלנו נוכל להסיק על ההוצאה האנרגטית היומית שלנו. איך עושים זאת? פשוט מחשבים את כמות הקלוריות שצרכנו ביום מסוים למשך שבועיים ובנוסף לכך נשקלים כל בוקר באותו מצב (אחרי שירותים עם בגדים מינימליים) ולאחר שבועיים מבצעים ממוצע של המשקל שנצפה אל מול הממוצע של ההכנסה הקלורית שלנו. אם המשקל שלנו נשאר אותו דבר בין שבוע 1 לשבוע 2 או בין השבועיים הללו לבין מדידות מוקדמות אז נוכל להגיד בביטחון רב שההכנסה הקלורית שלנו זהה להוצאה הקלורית שלנו ובכך לדעת את ההוצאה האנרגטית שלנו. החסרונות של השיטה הן שהיא לא מתחשבת במאגרי האנרגיה בגוף, ז״א קילו שומן (משקל גוף) מכיל משמעותית יותר אנרגיה מאשר חלבון/פחמימה (שריר/גליקוגן), נוזלים עדיין יכולים לשחק תפקיד ותנודות של משקל גוף הן דבר תדיר ולא תמיד אפשר להסיק ממוצע קצר טווח. בגדול זוהי השיטה הטובה ביותר לפרקטיקה אבל בכדי לדעת את ההוצאה האנרגטית המדויקת שלנו היא ״מספיק טובה״. ברמת הממוצע הקבוצתי הדיוק שלה מעולה ועולה בקנה אחד עם DLW ברמה האינדיבידואלית קיימות סטיות שלעתים יכולות להיות גדולות.

מסקנות

מדידה מדויקת של הוצאה אנרגטית היא תהליך מורכב עד מורכב מאוד. חשוב לשים לב לרכיבים השונים של ההוצאה האנרגטית היומית שלנו. לא מעט אנשים נתפסים על מרכיב ה RMR ומתקשים להבין שזהו רכיב אחד נחמד ותו לא. המדידה שלו חשובה הרבה יותר ברמה המחקרית לשם הבנת תהליכים מסוימים אבל בפרקטיקה, הוצאה אנרגטית יומית כוללת היא הפקטור המרכזי והמשמעותי ביותר. רוב האנשים נמצאים באותו טווח מנובא של RMR גם ככה. 
מרכיב חשוב ביותר הוא מרכיב ה NEAT או הפעילות הגופנית הלא יזומה שאנחנו מבצעים. כמו שציינתי לפני, ככל הנראה יש כאן מרכיב גנטי חזק והייתי אומר ש״נטייה להשמנה״ יכולה להיות מוסברת לא רע על ידי השאלה ״האם בנאדם איקס מוציא יותר אנרגיה בפעילות יומיומית״. יש לנו מחקרים שמראים קורלציות ברורות בין NEAT גבוה לבין ״הגנה״ מפני עלייה במשקל. 
על מרכיב הפעילות הגופנית כמובן שאין מה לדבר, מבחינתנו זה פשוט חובה.

לכל מי שמתעניין בעולם המחקר – שימו לב להבדלים בין כלי המדידה השונים. כאשר אנו נתקלים במחקר עם ״שיטות״ טובות ואיכותיות כמו DLW או שימוש בחדר מטבולי נוכל לתת משקל רב יותר לתוצאות שקיבלנו מהמחקר הנ״ל אל מול תוצאות ממחקרים שמדדו הוצאה אנרגטית על ידי כלים אחרים שפחות מדוייקים. זהו נושא מאוד מאוד חשוב שכן בשל העלות היקרה לא תמיד מחקרים מבוצעים בשיטות איכותיות אבל לעתים עדיין מקבלים חשיפה גבוהה.

שיתוף ב facebook
שתף
שיתוף ב twitter
Twitter

Admin