Kalkulator kalorii: dzienne zapotrzebowanie z TDEE

Czym jest kalkulator kalorii?

Kalkulator kalorii szacuje, ile energii z pożywienia człowiek zużywa w ciągu dnia, a następnie koryguje tę wartość zgodnie z wybranym tempem zmiany masy ciała. Narzędzie oblicza trzy liczby: podstawową przemianę materii (BMR), całkowity dzienny wydatek energetyczny (TDEE) oraz dzienny cel kaloryczny. Tempo zmiany masy ciała wprowadza użytkownik. Narzędzie przelicza to tempo na energię; nie sugeruje tempa, deficytu ani poziomu spożycia.

„Kalorie” podawane na etykietach żywności to kilokalorie (kcal). Jedna kilokaloria to energia potrzebna do podniesienia temperatury jednego kilograma wody o jeden stopień Celsjusza i dokładnie odpowiada 4,184 kilodżula.

Wzór na kalorie

Obliczenie przebiega w trzech krokach.

Krok 1: podstawowa przemiana materii. BMR to energia zużywana przez organizm w spoczynku, zanim zostanie uwzględniona jakakolwiek aktywność. Narzędzie korzysta z równania Mifflina–St Jeora, opublikowanego przez Mifflina i współpracowników w czasopiśmie American Journal of Clinical Nutrition w 1990 roku. Masa ciała jest podawana w kilogramach, wzrost w centymetrach, wiek w latach, a wynik w kcal na dzień.

$BMR_{men} = 10w + 6.25h - 5a + 5$

$BMR_{women} = 10w + 6.25h - 5a - 161$

Oba zestawy współczynników różnią się tylko ostatnią stałą: +5 lub −161.

Krok 2: całkowity dzienny wydatek energetyczny. TDEE to BMR pomnożone przez poziom aktywności fizycznej (PAL), czyli stosunek całkowitego wydatku energetycznego do wydatku energetycznego w spoczynku. Zależność TDEE = BMR × PAL pochodzi z raportu FAO/WHO/UNU Human Energy Requirements (Rzym 2001, opublikowanego w 2004 roku), rozdział 5.

$TDEE = BMR \times PAL$

Krok 3: korekta związana ze zmianą masy ciała. Tygodniowe tempo zmiany masy ciała przelicza się na dzienną różnicę energetyczną z wykorzystaniem opublikowanego przez Maxa Wishnofsky’ego w 1958 roku przelicznika energetycznego tkanki ciała: 3 500 kcal na funt masy ciała. Stosowana przez to narzędzie wartość metryczna, 7 700 kcal na kilogram, jest zaokrąglonym przeliczeniem tej liczby.

$\text{korekta dzienna} = \frac{\text{zmiana tygodniowa} \times \text{kcal na jednostkę}}{7}$

$\text{docelowa} = TDEE + \text{korekta dzienna}$

Tempo tygodniowe ma znak. Wartość zero oznacza, że cel jest równy TDEE. Wartość ujemna obniża cel, a dodatnia go podwyższa.

Mnożniki aktywności

Narzędzie oferuje pięć stałych mnożników, zgodnych ze skalą przedstawioną w książce Exercise Physiology McArdle’a, Katcha i Katcha.

Te pięć poziomów to konwencje, a nie pomiary. Nie odpowiadają też przedziałom FAO/WHO/UNU, które wynoszą od 1,40 do 1,69 dla siedzącego lub lekko aktywnego trybu życia, od 1,70 do 1,99 dla aktywnego trybu życia oraz od 2,00 do 2,40 dla bardzo aktywnego trybu życia. Dwa z pięciu poziomów, 1,2 i 1,375, znajdują się poniżej dolnej granicy poziomu siedzącego FAO, wynoszącej 1,40, a najwyższy poziom, 1,9, znajduje się poniżej przedziału dla bardzo aktywnego trybu życia. Zastosowanie 1,40 zamiast 1,2 zwiększa wynik o około 17 procent, a dzienny cel zmienia się wraz z nim, kcal za kcal.

Jak obliczyć dzienny cel kaloryczny

Przykład metryczny. Mężczyzna w wieku 30 lat, o wzroście 175 cm i masie ciała 70 kg, umiarkowanie aktywny, z wybranym tempem −0,5 kg tygodniowo.

$BMR = 10(70) + 6.25(175) - 5(30) + 5 = 1{,}648.75$

$TDEE = 1{,}648.75 \times 1.55 = 2{,}555.56$

$\text{korekta dzienna} = \frac{-0.5 \times 7{,}700}{7} = -550$

$\text{docelowa} = 2{,}555.56 - 550 = 2{,}005.56$

Narzędzie wyświetla 1 649 kcal/dzień dla BMR, 2 556 kcal/dzień dla TDEE, −550 kcal/dzień korekty oraz 2 006 kcal/dzień celu. Tygodniowa różnica energetyczna wynosi −0,5 × 7 700 = −3 850 kcal tygodniowo.

Przykład w systemie imperialnym. Kobieta w wieku 35 lat, o wzroście 5 stóp 4 cale (1,63 m) i masie ciała 150 funtów (68 kg), lekko aktywna, z wybranym tempem −1 funta (-0,45 kg) tygodniowo. Wzrost i masę ciała najpierw przelicza się, ponieważ równanie wykorzystuje centymetry i kilogramy: 64 cala × 2,54 = 162,56 cm, a 150 funtów × 0,45359237 = 68,04 kg.

$BMR = 10(68.04) + 6.25(162.56) - 5(35) - 161 = 1{,}360.39$

$TDEE = 1{,}360.39 \times 1.375 = 1{,}870.53$

$\text{korekta dzienna} = \frac{-1 \times 3{,}500}{7} = -500$

$\text{docelowa} = 1{,}870.53 - 500 = 1{,}370.53$

Narzędzie wyświetla 1 360 kcal/dzień dla BMR, 1 871 kcal/dzień dla TDEE oraz 1 371 kcal/dzień celu.

Wyświetlane wartości są zaokrąglane do całych kilokalorii, a wzrost i masa ciała podane w wierszach wzoru są zaokrąglane do dwóch miejsc po przecinku. Obliczenia wykonywane są na wartościach niezaokrąglonych, dlatego ręczne powtórzenie obliczenia może dać różnicę o jeden w ostatniej cyfrze.

Ograniczenia szacunku

Każdy z trzech kroków obarczony jest własnym błędem, a błędy te się kumulują.

• Równanie BMR jest dopasowaniem populacyjnym. Równanie Mifflina–St Jeora opracowano na podstawie 498 zdrowych dorosłych w wieku od 19 do 78 lat. Nie zostało zwalidowane dla dzieci, młodzieży, kobiet w ciąży ani dorosłych starszych niż osoby z tego przedziału. Przegląd systematyczny Frankenfielda i współpracowników z 2005 roku wykazał, że równanie przewidywało zmierzoną spoczynkową przemianę materii z dokładnością do 10 procent u około 82 procent dorosłych bez otyłości i u około 70 procent dorosłych z otyłością. Indywidualny błąd może przekraczać 20 procent.
• Wykorzystuje całkowitą masę ciała, a nie masę beztłuszczową. Mięśnie zużywają w spoczynku więcej energii niż tkanka tłuszczowa, dlatego równanie zwykle zawyża wynik u osób z dużym udziałem tkanki tłuszczowej, a zaniża go u osób bardzo umięśnionych o tej samej masie ciała.
• Szacuje spoczynkową przemianę materii, a nie ściśle podstawową przemianę materii. W badaniu z 1990 roku mierzono osoby w spoczynku, a nie w bardziej rygorystycznych warunkach podstawowych, które sugeruje określenie BMR. Narzędzie stosuje powszechną nazwę BMR, ale równanie szacuje spoczynkową przemianę materii.
• Mnożnik aktywności jest zwykle największym źródłem błędu. Badania z użyciem podwójnie znakowanej wody, śledzące zużycie energii u osób żyjących w naturalnych warunkach, wskazują na rzeczywiste poziomy aktywności od około 1,2 do 2,5. Osoba wybierająca własny poziom na podstawie krótkiego opisu zgaduje wartość, przez którą mnożony jest cały wynik.
• Reguła 3 500 kcal jest statycznym przybliżeniem pochodzącym z 1958 roku. Modele dynamiczne, takie jak model opublikowany przez Halla i współpracowników w czasopiśmie The Lancet w 2011 roku, pokazują, że rzeczywista zmiana masy ciała na jednostkę nierównowagi energetycznej jest mniejsza, niż przewiduje ta reguła, i z czasem maleje, gdy organizm się przystosowuje.
• Oba systemy jednostek nieznacznie się różnią. Dokładne przeliczenie 3 500 kcal na funt daje 7 716 kcal na kilogram, a nie 7 700. To samo tempo zmiany masy ciała daje więc różnicę około 0,2 procent między systemem metrycznym a imperialnym.

Często zadawane pytania

Jaka jest różnica między BMR a TDEE?

BMR to energia zużywana przez organizm w spoczynku, bez aktywności. TDEE to BMR pomnożone przez poziom aktywności, dlatego obejmuje wszystko, co człowiek robi w ciągu dnia. TDEE jest zawsze większą wartością.

Dlaczego cel jest równy TDEE, gdy tempo tygodniowe wynosi zero?

Składnik korekty to tempo tygodniowe pomnożone przez stałą energetyczną i podzielone przez 7. Tempo równe zero sprawia, że składnik ten wynosi zero, więc cel pozostaje równy TDEE.

Czy kaloria to to samo co kilokaloria?

Na etykietach żywności — tak. „Kaloria” zapisana na opakowaniu to kilokaloria, czyli 1 000 małych kalorii. To narzędzie wszędzie podaje kilokalorie (kcal).

Dlaczego dwa kalkulatory podają różne wyniki dla tej samej osoby?

Większość różnic wynika z zastosowanego równania BMR i skali aktywności. Równania Harrisa–Benedicta, Mifflina–St Jeora, Katcha–McArdle’a i Cunninghama dają różne wartości BMR, a skale aktywności różnią się między stronami. Pomnożenie tego samego BMR przez 1,2 zamiast 1,55 zmienia wynik o około 29 procent.

Czy kalkulator uwzględnia procentową zawartość tkanki tłuszczowej?

Nie. Równanie Mifflina–St Jeora wykorzystuje tylko masę ciała, wzrost, wiek i płeć. Równania takie jak Katcha–McArdle’a wykorzystują natomiast beztłuszczową masę ciała, której określenie wymaga pomiaru składu ciała.

Czy kalkulator może zwrócić cel poniżej zera?

Z punktu widzenia obliczeń jest to możliwe, jeśli wprowadzone tempo tygodniowe jest wystarczająco duże w stosunku do TDEE. Narzędzie wyświetla tę wartość i oznacza ją jako wynik, którego nie da się zrealizować przy jakimkolwiek spożyciu żywności.

Piśmiennictwo

• Mifflin MD, St Jeor ST, Hill LA, Scott BJ, Daugherty SA, Koh YO. A new predictive equation for resting energy expenditure in healthy individuals. Am J Clin Nutr. 1990;51(2):241-247.
• FAO/WHO/UNU. Human Energy Requirements. Report of a Joint FAO/WHO/UNU Expert Consultation, Rome 2001. FAO Food and Nutrition Technical Report Series No. 1, 2004, chapter 5.
• McArdle WD, Katch FI, Katch VL. Exercise Physiology: Nutrition, Energy, and Human Performance. Lippincott Williams & Wilkins.
• Wishnofsky M. Caloric equivalents of gained or lost weight. Am J Clin Nutr. 1958;6(5):542-546.
• Frankenfield D, Roth-Yousey L, Compher C. Comparison of predictive equations for resting metabolic rate in healthy nonobese and obese adults: a systematic review. J Am Diet Assoc. 2005;105(5):775-789.
• Black AE, Coward WA, Cole TJ, Prentice AM. Human energy expenditure in affluent societies: an analysis of 574 doubly-labelled water measurements. Eur J Clin Nutr. 1996;50(2):72-92.
• Hall KD, Sacks G, Chandramohan D, Chow CC, Wang YC, Gortmaker SL, Swinburn BA. Quantification of the effect of energy imbalance on bodyweight. Lancet. 2011;378(9793):826-837.