Bilans energetyczny człowieka (BMI) – co to jest i jak wpływa na zdrowie?

Bilans energetyczny (BMI) to pojęcie, które nabrało szczególnego znaczenia w naszych czasach. Światowa Organizacja Zdrowia wskazuje bowiem, że od 1975 r. odsetek ludzi otyłych na świecie wzrósł trzykrotnie! W 2016 r. 39% dorosłych ludzi miało nadwagę, a 13% było otyłych. Sytuacja wśród dzieci nie jest również optymistyczna – 41 milionów maluchów do lat 5 i 340 milionów młodzieży w wieku 5-19 lat cierpi na otyłość. Wszystko to ma natomiast związek z nieprawidłowym bilansem energetycznym, który stał się prawdziwym signum temporis.

1. Równowaga metaboliczna
2. Kalorie, czyli jak liczymy bilans energetyczny organizmu?
3. Kaloria kalorii nierówna?
4. Bilans energetyczny, czyli jak uzyskać optymalną wagę ciała
5. Znaczenie kliniczne bilansu energetycznego
6. Bilans energetyczny dla każdego?
7. Bilans energetyczny człowieka (BMI) - czas na dietę i ruch!

Sama koncepcja bilansu energetycznego w najprostszym ujęciu może być zilustrowana przykładem portfela. Z jednej strony wkładamy do niego zarobione pieniądze, z drugiej wydajemy na potrzebne zakupy. Kto wydaje za dużo, jest w długach, co w przełożeniu na fizjologię człowieka oznacza chudnięcie; kto zarabia krocie, a jest skąpy, może cieszyć się grubym portfelem. Niestety, o ile nadmiar środków finansowych rzadko bywa powodem do zmartwień, o tyle nadwaga czy otyłość uznawane są obecnie są czołową przyczynę najgroźniejszych chorób cywilizacyjnych XXI w. - choroby serca, cukrzyca oraz nowotwory odpowiadają za zdecydowaną większość przedwczesnych zgonów.

Równowaga metaboliczna

Aby mówić o gospodarowaniu energią w kontekście organizmu ludzkiego niezbędne jest zrozumienie istoty metabolizmu. Wszystko co robimy – od oddychania i myślenia, po chodzenie i mówienie, wymaga energii, bowiem obejmuje m.in. pracę mięśni, które nie są w stanie działać bez „paliwa”. Samo serce pompując nieustannie krew, potrzebuje do tego energii. Dla człowieka źródłem tej energii jest pożywienie złożone przede wszystkim z węglowodanów, białek i tłuszczów – wszystkie te składniki są przetwarzane i wykorzystywane bądź do budowy i odnowy tkanek lub enzymów; bądź do pracy mięśni oraz organów. Idealna sytuacja to taka, w której wartość energetyczna skonsumowanych pokarmów jest równa energetycznemu zapotrzebowaniu. Wówczas nie tyjemy, ani nie chudniemy, a organizm, pod warunkiem prawidłowej wagi ciała, działa w sposób optymalny.

Kalorie, czyli jak liczymy bilans energetyczny organizmu?

Aby policzyć energię „zjedzoną” i porównać ją z energią wydatkowaną wprowadzono pojęcie kalorii, a dokładniej kilokalorii. Jest jednostka odpowiadająca ciepłu, które trzeba spożytkować na ogrzanie 1 kilograma wody o 1 stopień C. W przeliczeniu na dżule, będące fizycznymi jednostkami pracy, 1 kcal równa się 4184 J.

Istnieje możliwość określenia kalorycznej wartości każdego pokarmu – w wielkim skrócie można podać, że 1 g białka to 4 kcal, 1 g węglowodanów to także 4 kcal, zaś 1 g tłuszczu to aż 9 kcal. Te trzy podstawowe składniki rozbijane są w procesie trawienia na substancje proste – odpowiednio: aminokwasy, cukry oraz kwasy tłuszczowe oraz glicerol. W takiej postaci trafiają bezpośrednio do komórek i mogą być wykorzystywane do procesów fizjologicznych.

Zgodnie z obowiązującym prawem, każdy produkt spożywczy powinien być dziś być oznaczony wartością energetyczną – na etykiecie znajdziemy liczbę kilokalorii / kilodżuli w przeliczeniu na 100 g produktu, a także ilości białka, tłuszczów i węglowodanów. Z drugiej strony, potrafimy już również określić ile energii spożywa dany organizm w stanie spoczynku, a ile kosztuje go każda inna aktywność. Każda niewykorzystana liczba kalorii odkładana jest w organizmie w formie najbardziej skoncentrowanej, czyli komórek tłuszczowych.

Kaloria kalorii nierówna?

Aby zarządzanie bilansem energetycznym nie było zbyt łatwe, naukowcy wgłębiając się w tajniki ludzkiego metabolizmu, odkryli, że zamiana energii w pożywieniu na życie i ruch nie jest wcale taka prosta. Okazuje się bowiem, że dwoje ludzi może spożyć w trakcie jednego posiłku dokładnie tą samą liczbę kalorii, ale z różnym skutkiem. Dla przykładu kalorie obecne w słodzonych napojach gazowanych są uważane za znacznie bardziej obciążające niż te w chlebie pszennym, a to za sprawą oddziaływania na system insulinowy człowieka. Tzw. „puste kalorie” pochodzące z cukrów prostych, a przede wszystkim wysoce przetworzonych syropów, oprócz dodatkowego balastu energetycznego powodują bowiem choroby serca oraz cukrzycę. Określenie zapotrzebowania na kalorie dla konkretnego człowieka nie jest takie proste – stąd najczęściej posługujemy się uśrednionymi wartościami, biorąc pod uwagę kryteria takie jak wiek, płeć, tryb życia, wzrost, stan zdrowotny oraz poziom dziennej aktywności fizycznej. W rzeczywistości nawet czynniki genetyczne mogą wpływać na sposób metabolizmu pożywienia, nie mówiąc już o pogodzie czy przyjmowaniu leków lub suplementów. Dla oszacowania ogólnego poziomu kalorii, jakie musisz zjeść, aby pokryć wszystkie potrzeby ciała i nie przytyć wystarczą jednak ogólne zalecenia przyjęte przez dietetyków na lata 2015-2020.Zgodnie z nimi kobiety powinny konsumować od 1600 do 2400 kcal dziennie, zaś mężczyźni w granicach 2000 – 3000 kcal. Bardziej szczegółowe wytyczne mówią, że:

• Niemowlęta powinny konsumować do 1000 kcal dziennie.
• Dzieci w wieku 2-3 lat potrzebują 1000-1400 kcal w zależności od stopnia ruchliwości.
• Dziewczynki w wieku 4-8 lat potrzebują od 1200 do 1800 kcal, a chłopcy w tym samym wieku od 1400 do 2000 kcal. Górna granica przedziałów dotyczy osób o bardzo aktywnym stylu życia, np. związanym z intensywnym uprawianiem sportów.
• Analogicznie młodzież w wieku 9-13 lat powinna spożywać od 1600 do 2200 kcal dla dziewcząt i od 1800 do 2600 kcal dla chłopców; natomiast w wieku 14-18 lat od 1800 do 2400 i od 2200 do 3200. Uprawiający intensywne sporty osiemnastolatek ma największe zapotrzebowanie energetyczne w przekroju demograficznym.
• Dorosłe kobiety potrzebują średnio 1800-2200 kcal dziennie, zaś mężczyźni od 2200 do ok. 3000.
• Po 50 roku życia zapotrzebowanie energetyczne spada 1600 – 2000 kcal dla kobiet i 2000 – 2800 kcal dla mężczyzn.

Aby dokładniej określić indywidualne zapotrzebowanie na kalorie można posłużyć się specjalnymi aplikacjami elektronicznymi, z których najdokładniejsze połączone są inteligentnymi wagami do pomiaru nie tylko wagi ciała, ale także poziomu wody, kości, mięśni czy tłuszczu w organizmie.

Bilans energetyczny, czyli jak uzyskać optymalną wagę ciała

Powiedzenie „jestem za gruby” to najczęściej subiektywna opinia, niekoniecznie mająca odzwierciedlenie w rzeczywistości. Aby uniknąć takich nieporozumień naukowcy stworzyli więc stosunkowo prosty model wyznaczania optymalnej wagi ciała, znany jako wskaźnik BMI ( z ang. Body Mass Index). Jest to raczej wskaźnik niż bezpośredni pomiar całkowitej tkanki tłuszczowej człowieka. BMI pokazuje przybliżoną zawartość tkanki tłuszczowej. Oznacza to, że wraz ze wzrostem wyniku BMI prawdopodobnie rośnie ilość tkanki tłuszczowej.

W najbardziej podstawowej postaci wylicza się go dzieląc wagę ciała w kilogramach przez wzrost w metrach podniesiony do drugiej potęgi.

Interpretacja wyników jest następująca (według WHO):

• niedowaga: BMI < 18.5
• prawidłowa waga: 18.6 < BMI < 24.9
• nadwaga: 25 < BMI < 29.9
• otyłość: BMI > 30

Znaczenie kliniczne bilansu energetycznego

Bilans energetyczny nie jest wystarczająco dokładne, aby użyć go jako narzędzia diagnostycznego. Dlatego BMI jest wykorzystywany przez pracowników służby zdrowia do oceny ryzyka zdrowotnego związanego z otyłością i nadwagą. Zbyt niska waga może zwiększyć ryzyko niedożywienia, osteoporozy i anemii. Z kolei osoby o wysokim bilansem energetycznym są narażone na:

• wysoki poziom cholesterolu we krwi lub inne zaburzenia lipidowe,
• cukrzycę typu 2,
• choroby serca,
• zawały,
• wysokie ciśnienie krwi,
• niektóre nowotwory,
• choroby pęcherzyka żółciowego,
• bezdech senny i chrapanie,
• przedwczesną śmierć,
• chorobę zwyrodnieniową stawów.

Dlatego jeżeli bilans energetyczny wskazuje na nadwagę lub otyłość, to z punktu widzenia zdrowia zdecydowanie warto jest schudnąć. Aby tego dokonać, należy tak zaplanować balans energetyczny, aby suma spożytych kalorii była niższa od aktualnych wydatków energetycznych.

Można to zrobić na kilka sposobów:

• Ograniczając liczbę spożywanych kalorii poprzez zmniejszenie jedzonych porcji.
• Zamieniając wysokokaloryczne pokarmy na niskokaloryczne, z zachowaniem podobnym ilości jedzenia.
• Eliminując elementy diety przynoszące dodatkowe kalorie bez uczucia sytości – przede wszystkim cukier, napoje gazowane, alkohol.
• Zwiększając wydatkowanie energetyczne poprzez uprawianie sportów i zwiększenie podstawowej aktywności fizycznej.

Bilans energetyczny dla każdego?

Dla większości ludzi bilans energetyczny może być stosowany w celu oszacowania optymalnej wagi. Ale bilans energetyczny nie dostarcza rzeczywistych informacji o składzie ciała, takich jak ilość mięśni, kości, tłuszczu i innych tkanek. Nie uwzględnia też wieku, płci, pochodzenia etnicznego ani masy mięśniowej u dorosłych.

U niektórych osób wskaźnik BMI jest dokładniejszy niż u innych osób. Na przykład osoby, które są bardzo umięśnione, mogą należeć do kategorii „nadwagi”, kiedy są naprawdę zdrowe i bardzo sprawne. Podobnie osoby starsze mogą znaleźć się w normalnej kategorii wagowej, podczas gdy mają małą masę mięśniową i wysoki procent tkanki tłuszczowej. Ponadto choroby sercowo-naczyniowe i wysokie ciśnienie krwi częściej występują u osób, które mają dodatkowy tłuszcz w okolicy brzucha i bioder, zwany tłuszczem trzewnym.

Co z bilansem energetycznym u dzieci i młodzieży? U dorosłych wartości BMI nie są powiązane z wiekiem i są takie same dla obu płci. Jednak pomiar BMI u dzieci i młodzieży jest nieco inny. Dziewczęta i chłopcy rozwijają się w różnym tempie i mają różne ilości tkanki tłuszczowej w różnym wieku. Z tego powodu pomiary bilansu energetycznego w dzieciństwie i okresie dojrzewania uwzględniają wiek i płeć.

Jeżeli chcemy ocenić, czy nasza waga jest prawidłowa, trzeba brać inne czynniki pod uwagę, takie jak stosunek talii do bioder, stosunek talii do wysokości oraz skład ciała, który mierzy tkankę tłuszczową i beztłuszczową masę ciała. Te systemy pomiarowe koncentrują się bardziej na ilości tłuszczu, jaki ma osoba i jej dystrybucji w ciele.

Wraz z bilansem energetycznym te dodatkowe środki mogą pomóc w dokładniejszym oszacowaniu ryzyka zdrowotnego związanego z wagą danej osoby.

Bilans energetyczny człowieka (BMI) - czas na dietę i ruch!

Z punktu widzenia racjonalnego odchudzania idealnie jest połączyć ograniczenie kalorii w diecie ze zwiększeniem wydatkowania energii za pomocą sportu i rekreacji. Naukowcy szacują, że aby schudnąć 1 kilogram trzeba stworzyć deficyt energetyczny o wartości ok. 7700 kcal. Oznacza to, że w ciągu tygodnia należy „obciąć” 1100 kcal dziennie – poprzez dietę i ruch - co nie jest zadaniem łatwym. Dla pocieszenia dodajmy jednak, że ludzie otyli, którzy swoją wagę zawdzięczają przejadaniu się, konsumują dziennie nawet 3700-4000 kcal! Jest to ilość, którą bardzo łatwo ukryć w fast-foodach i deserach, a którą można łatwo zredukować, wybierając dania oparte na warzywach, owocach, nabiale i produktach pełnoziarnistych.

Bibliografia

1. WHO; “Obesity and overweight”; who.int; 2019-07-09
2. David Benton, Hayley A. Young; “Reducing Calorie Intake May Not Help You Lose Body Weight ”; ncbi.nlm.nih.gov; 2019-07-09
3. J Galgani, E Ravussin; “Energy metabolism, fuel selection and body weight regulation”; ncbi.nlm.nih.gov; 2019-07-09
4. Rosie Fitzmaurice; “There's even more evidence to suggest you shouldn't only be counting calories to prevent weight gain and disease”; businessinsider.com; 2019-07-09
5. Christian Nordqvist; “How many calories should I eat a day?”; medicalnewstoday.com; 2019-07-09