BMR-laskuri: perusaineenvaihdunta (Mifflin–St Jeor)

Mikä on perusaineenvaihdunta?

Perusaineenvaihdunta (BMR) tarkoittaa energiaa, jonka keho käyttää täydellisessä levossa pelkästään ylläpitääkseen toimintojaan: hengittämiseen, veren pumppaamiseen, lämpimänä pysymiseen, solujen korjaamiseen ja aivojen toimintaan. BMR-laskuri arvioi päivittäisen energiankulutuksen neljän lähtötiedon perusteella: sukupuoli, ikä, pituus ja paino. Tämä laskuri käyttää Mifflin–St Jeor -yhtälöä ja ilmoittaa tuloksen kilokaloreina vuorokaudessa (kcal/vrk) sekä kilojouleina vuorokaudessa (kJ/vrk).

Tulos on väestöä koskeva tilastollinen arvio, ei yhden henkilön mittaustulos. Todellinen mittaus edellyttää epäsuoraa kalorimetriaa, jossa rekisteröidään henkilön käyttämä happi ja uloshengittämä hiilidioksidi valvotuissa lepo-olosuhteissa.

BMR-kaava

Laskuri käyttää Mifflinin, St Jeorin ja heidän kollegoidensa julkaiseman yhtälön versiota vuodelta 1990. Paino syötetään kilogrammoina, pituus senttimetreinä ja ikä vuosina, ja tulos ilmoitetaan muodossa kcal/vrk.

Miehet:

$BMR = 10 \times \text{paino (kg)} + 6.25 \times \text{pituus (cm)} - 5 \times \text{ikä (v)} + 5$

Naiset:

$BMR = 10 \times \text{paino (kg)} + 6.25 \times \text{pituus (cm)} - 5 \times \text{ikä (v)} - 161$

Versiot ovat muuten identtiset, mutta viimeinen vakio on miehillä plus 5 ja naisilla miinus 161. Molemmat vakiot ovat peräisin samasta 1990 tutkimuksesta, eikä laskuri ekstrapoloi niiden ulkopuolelle.

Ennen yhtälön soveltamista tehdään kaksi muunnosta. Imperiaalinen pituus muunnetaan senttimetreiksi kaavalla (jalat × 12 + tuumat) × 2,54, ja paunat muunnetaan kilogrammoiksi kaavalla paunat × 0,45359237. Molemmat muuntokertoimet ovat määritelmän mukaan täsmällisiä vuoden 1959 kansainvälisen jaardi- ja naulasopimuksen nojalla. Kilojouleina ilmoitettu luku on sama energia SI-yksiköissä, koska 1 kilokaloria on täsmälleen 4,184 kilojoulea (NIST:n julkaisu 811).

Yksi nimitykseen liittyvä seikka: elintarvikkeen pakkausmerkinnöissä ”kalori” tarkoittaa kilokaloria. 2 000 kalorin ruokavalio tarkoittaa 2 000 kilokaloria, joten tässä ilmoitettu kcal-luku käyttää samaa asteikkoa kuin pakkausmerkinnät.

BMR:n laskeminen

1. Syötä paino kilogrammoina ja pituus senttimetreinä. Muunna tarvittaessa paunat ja jalat tai tuumat ensin.
2. Kerro paino kilogrammoina luvulla 10.
3. Kerro pituus senttimetreinä luvulla 6,25.
4. Kerro ikä vuosina luvulla 5.
5. Laske kaksi ensimmäistä tuloa yhteen, vähennä kolmas ja lisää miehellä 5 tai vähennä naisella 161.

Saat tuloksen kilojouleina kertomalla kcal-luvun luvulla 4,184.

Laskuesimerkki

Metrinen esimerkki. Mies, jonka ikä on 30 vuotta, pituus 175 cm ja paino 70 kg.

$10 \times 70 = 700$ $6.25 \times 175 = 1093.75$ $5 \times 30 = 150$ $BMR = 700 + 1093.75 - 150 + 5 = 1648.75$

Laskuri näyttää tulokseksi 1 649 kcal/vrk. Kilojouleina se on 1648,75 × 4,184 = 6898,37 eli näytössä 6 898 kJ/vrk.

Imperiaalinen esimerkki. Nainen, jonka ikä on 45 vuotta, pituus 5 jalkaa 4 tuumaa (1,63 m) ja paino 150 naulaa (68 kg).

Ensin muunnokset: 5 × 12 + 4 = 64 tuumaa, ja 64 × 2,54 = 162,56 cm. Sitten 150 × 0,45359237 = 68,0388555 kg, jonka laskuri näyttää muodossa 68,04 kg.

$10 \times 68.0388555 = 680.388555$ $6.25 \times 162.56 = 1016$ $5 \times 45 = 225$ $BMR = 680.388555 + 1016 - 225 - 161 = 1310.39$

Laskuri näyttää tulokseksi 1 310 kcal/vrk, ja 1310,388555 × 4,184 = 5482,67 eli näytössä 5 483 kJ/vrk.

Laskenta tehdään pyöristämättömillä luvuilla, ja pyöristys tehdään vain lopuksi. Jos laskutoimituksen tekee käsin pyöristettyjen pituus- ja painoarvojen perusteella, näytössä oleva tulos voi poiketa yhdellä numerolla.

Mitä luku kattaa ja mitä se ei kata

BMR kattaa vain päivittäisen energiankulutuksen lepo-osuuden. Se ei sisällä kävelyä, työntekoa, liikuntaa eikä ruoan sulattamiseen kuluvaa energiaa. Päivittäinen kokonaisenergiankulutus (TDEE) tarkoittaa koko määrää, ja se arvioidaan yleensä kertomalla BMR fyysisen aktiivisuuden tasokertoimella. Tämä kertolasku on erillinen laskutoimitus, jota tämä sivu ei tee.

Mifflin–St Jeor -tutkimuksessa mitattiin lepoaineenvaihduntaa (RMR), ei tiukasti ottaen perusaineenvaihduntaa. Perusaineenvaihdunnan mittaus edellyttää yön yli kestänyttä paastoa ja täydellistä lepojaksoa, yleensä heräämisen yhteydessä; lepoaineenvaihdunta mitataan väljemmissä olosuhteissa, ja tulos on muutaman prosentin suurempi. Nimitys BMR on yleinen, ja tämä sivu käyttää sitä, mutta yhtälö ennustaa RMR-arvon.

Arvion rajoitukset

• Yhtälö sovitettiin 498 terveen aikuisen aineistoon, jonka ikä vaihteli 19–78 vuoden välillä. Sitä ei validoitu lapsille, nuorille, raskauden aikana eikä tätä vanhemmille aikuisille. Laskuri merkitsee ikäalueen 19–78 ulkopuolisen iän huomautuksella.
• Frankenfieldin ja kollegoiden vuonna 2005 tekemässä systemaattisessa katsauksessa yhtälö ennusti mitatun lepoaineenvaihdunnan enintään 10 prosentin tarkkuudella noin 82 prosentilla aikuisista, jotka eivät olleet lihavia, ja noin 70 prosentilla lihavista aikuisista. Yksilöllinen virhe voi ylittää 20 prosenttia.
• Lähtötietoihin kuuluu koko kehon paino, ei rasvaton massa. Lihakset kuluttavat levossa enemmän energiaa kuin rasva, joten saman painon kohdalla arvio on yleensä liian suuri henkilöllä, jolla on paljon kehon rasvaa, ja liian pieni hyvin lihaksikkaalla henkilöllä.
• Tarkkuus heikkenee pituuden ja painon ääripäissä, joilla tutkimusaineistossa oli vähän henkilöitä.
• Koska yhtälö on suora, hyvin pieni kehon koko yhdistettynä korkeaan ikään voi johtaa nollaan tai sitä pienempään tulokseen. Laskuri ilmoittaa tällöin virheestä sen sijaan, että näyttäisi luvun, jota yhtälö ei voi perustellusti tuottaa.

Usein kysyttyä

Mikä on normaali BMR? Raja-arvoa ei ole. BMR seuraa tiiviisti kehon kokoa, joten suuremmalla keholla on suurempi BMR, ja kahden henkilön vertaaminen on mielekästä vain heidän pituutensa, painonsa, ikänsä ja sukupuolensa yhteydessä. Edellä olevat kaksi esimerkkiä, 1 649 ja 1 310 kcal/vrk, osoittavat, kuinka paljon tavalliset aikuisten arvot voivat erota toisistaan.

Miksi miehille ja naisille saadaan eri tulokset? Julkaistussa yhtälössä on kummallekin oma kerroinsarjansa, jotka eroavat toisistaan vain viimeisen vakion osalta. Tutkimusväestössä miehillä oli keskimäärin enemmän rasvatonta massaa samalla pituudella ja painolla, ja kaksi vakiota huomioivat tämän eron.

Onko BMR sama kuin kalorit, jotka henkilö kuluttaa vuorokaudessa? Ei. BMR kattaa vain lepo-osuuden. Päivittäiseen kokonaiskulutukseen kuuluvat myös liikkuminen, liikunta ja ruoansulatus, joten kokonaismäärä on suurempi.

Miten Mifflin–St Jeor vertautuu Harris–Benedictin yhtälöön? Harris–Benedict, joka julkaistiin ensimmäisen kerran vuonna 1919 ja jota tarkistettiin vuonna 1984, on vanhempi yhtälö. Frankenfieldin katsauksessa, joka julkaistiin vuonna 2005, verrattiin useita ennusteyhtälöitä, ja siinä pääteltiin, että Mifflin–St Jeor osui todennäköisimmin 10 prosentin päähän mitatusta lepoaineenvaihdunnasta sekä ei-lihavilla että lihavilla aikuisilla.

Miksi kilojouleja näytetään kilokalorien lisäksi? Kilojoule on energian SI-yksikkö, ja monien maiden elintarvikemerkinnöissä ilmoitetaan kJ-arvo. Muunnos on täsmällinen: 1 kcal = 4,184 kJ.

Mitä tapahtuu, jos syötetty ikä on alueen 19–78 ulkopuolella? Yhtälö antaa silti tuloksen, ja laskuri näyttää sen huomauttaen, että ikä jää sen väestön ulkopuolelle, jonka perusteella yhtälö sovitettiin. Arvioon liittyy tällöin enemmän epävarmuutta.

Viitteet

• Mifflin MD, St Jeor ST, Hill LA, Scott BJ, Daugherty SA, Koh YO. Uusi ennusteyhtälö terveiden henkilöiden lepoenergiankulutukselle. American Journal of Clinical Nutrition. 1990;51(2):241-247. doi:10.1093/ajcn/51.2.241
• Frankenfield D, Roth-Yousey L, Compher C. Terveiden, ei-lihavien ja lihavien aikuisten lepoaineenvaihdunnan nopeuden ennusteyhtälöiden vertailu: systemaattinen katsaus. Journal of the American Dietetic Association. 2005;105(5):775-789. doi:10.1016/j.jada.2005.02.005
• National Institute of Standards and Technology. Guide for the Use of the International System of Units (SI), NIST Special Publication 811, 2008 edition, Appendix B.