? Copyright by Wydawnictwo Naukowe PWN S.A., Warszawa 2026

Wszystkie prawa zastrzeżone.

Przedruk i reprodukcja w jakiejkolwiek postaci całości bądź części książki bez pisemnej zgody wydawcy są zabronione.

Autorzy i Wydawnictwo dołożyli wszelkich starań, aby wybór i dawkowanie leków w tym opracowaniu były zgodne z aktualnymi wskazaniami i praktyką kliniczną. Mimo to, ze względu na stan wiedzy, zmiany regulacji prawnych i nieprzerwany napływ nowych wyników badań dotyczących podstawowych i niepożądanych działań leków, Czytelnik musi brać pod uwagę informacje zawarte w ulotce dołączonej do każdego opakowania, aby nie przeoczyć ewentualnych zmian we wskazaniach i dawkowaniu. Dotyczy to także specjalnych ostrzeżeń i środków ostrożności. Należy o tym pamiętać, zwłaszcza w przypadku nowych lub rzadko stosowanych substancji.

Recenzent: prof. dr hab. n. med. Paweł Bogdański

Wydawca: Inga Miros

Redaktor prowadzący: Beata Bednarczuk

Redaktor merytoryczny: Monika Ślusarska

Korekta: Beata Bakoń, Zofia Ślusarska

Producent: Adam Krajewski

Skład wersji elektronicznej na zlecenie Wydawnictwo Naukowe PWN S.A.: Michał Latusek

Projekt okładki i stron tytułowych: Magdalena Kocińska O!Studio

eBook został przygotowany na podstawie wydania papierowego z 2026 r. (Wydanie I)

Warszawa 2026

PZWL Wydawnictwo Lekarskie

ISBN 978-83-01-24847-5

DOI: https://doi.org/10.53271/2025.104

Wydawnictwo Naukowe PWN S.A.

ul. G. Daimlera 2

02-460 Warszawa

pwn.pl

Księgarnia wysyłkowa:

tel. 42 680 44 88; infolinia: 801 33 33 88

e-mail: wysylkowa@pzwl.pl

Informacje w sprawie współpracy reklamowej: BR.PZWL@pwn.pl

Autorzy

dr n. med. Agnieszka Bielaszka

Zakład Technologii i Oceny Jakości Żywności

Katedra Dietetyki

Wydział Zdrowia Publicznego w Bytomiu

Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach

mgr Zuzanna Bielaszka

Paweł Antończak - Beauty Fit Centrum Zdrowia i Urody

dr n. med. Beata Całyniuk

Zakład Żywienia Człowieka

Katedra Dietetyki

Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach

dr hab. n. med. Mateusz Grajek

Zakład Zdrowia Publicznego

Wydział Zdrowia Publicznego w Bytomiu

Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach

dr n. med. Agata Kiciak

Zakład Technologii i Oceny Jakości Żywności

Katedra Dietetyki

Wydział Zdrowia Publicznego w Bytomiu

Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach

dr n. med. i n.o zdr. Izabella Krenzel

Wydział Nauk Medycznych im. prof. Zbigniewa Religi

Akademia Śląska w Katowicach

mgr Anna Przepiórkowska-Nowak

Copywriting Anna Przepiórkowska-Nowak

mgr Małgorzata Rusek

Poradnia dietetyczna "Małgorzata Rusek - dietetyk z pasją"

dr n. o zdr. Małgorzata Słoma-Krześlak

Zakład Żywienia Człowieka

Katedra Dietetyki

Wydział Zdrowia Publicznego w Bytomiu

Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach;

Wydział Zdrowia

Uniwersytet WSB Merito w Gdańsku

mgr farm. Rafał Sochacki

Wydział Nauk Medycznych i Nauk o Zdrowiu

Uniwersytet Vizja w Warszawie

mgr Marcin Szwajnoch

Benefit Systems SA w Warszawie

Przedmowa

Sięgając po ten podręcznik, wybierasz kierunek, który wymaga czegoś więcej niż tylko umiejętności zapamiętywania faktów. Dietetyka w XXI wieku nie jest już dyscypliną "układania talerza" ani redukowania liczby kalorii. To obszar nauki, który realnie wpływa na przebieg chorób przewlekłych, funkcje neuropsychiczne, reakcje immunologiczne i codzienne funkcjonowanie człowieka. Dzięki temu dietetyk staje się partnerem terapeutycznym - współodpowiedzialnym, współdecydującym i współtworzącym proces opieki.

Ten podręcznik powstał w odpowiedzi na współczesne realia edukacyjne. Studenci i młodzi specjaliści uczą się dziś inaczej niż poprzednie pokolenia, oczekując treści, która jest uporządkowana, konkretna, selektywna i możliwa do szybkiego przetworzenia. Proces ten odbywa się w środowisku szumu informacyjnego: równolegle przeglądasz metaanalizy, grafiki z mediów społecznościowych, case study z konferencji naukowych i opinie influencerów. Dlatego dziś kluczowa kompetencja to nie tylko "wiedzieć", ale przede wszystkim "umieć rozpoznać, co jest wiarygodne".

Wiedza naukowa - rzetelna, aktualna i precyzyjna - jest tu fundamentem. Sam fundament nie wystarczy, jeśli nie potrafimy na nim budować. Dlatego w tej publikacji znajdziesz nie tylko opis tego, co wiemy, lecz także wskazówki, jak tę wiedzę interpretować, gdzie ma ona znaczenie kliniczne oraz dlaczego określone zjawiska przekładają się na stan zdrowia pacjenta.

Ten podręcznik ma Ci pomóc łączyć fakty, a nie tylko je gromadzić. Ma inspirować do zadawania pytań, a nie jedynie podawać gotowe odpowiedzi. Ma wspierać pracę gabinetową i kliniczną, ucząc jednocześnie odpowiedzialności za komunikację z pacjentem - w świecie, w którym wiedza i pseudowiedza funkcjonują obok siebie, często z tą samą siłą wizualną.

Publikację opracowaliśmy z myślą o studentach i młodych profesjonalistach, jednak wierzymy, że okaże się wartościowym narzędziem również dla doświadczonych praktyków. Może służyć jako uporządkowane źródło, szybki przegląd aktualnych zaleceń lub inspiracja do reinterpretacji trudniejszych przypadków klinicznych.

Życzę inspirującej lektury i odwagi w stawianiu pytań. Pamiętajmy, że współczesna dietetyka jest dziedziną, w której pytania bywają ważniejsze niż gotowe odpowiedzi.

dr n. med. i n. o zdr. Małgorzata Słoma-Krześlak

Słowo wstępneProfesora Pawła Bogdańskiego

Podręcznik Vademecum dietetyki w praktyce pod redakcją dr Małgorzaty Słomy-Krześlak to ciekawa i nowoczesna propozycja dydaktyczna dla wszystkich specjalistów zajmujących się żywieniem, a zwłaszcza dla studentów dietetyki.

W dobie narastających cywilizacyjnych problemów zdrowotnych i chaosu informacyjnego przekazywanie wiarygodnych treści o żywieniu jest jednym z uznanych filarów profilaktyki i terapii zdrowotnej. W tym kontekście niezwykle ważną rolę odgrywa dietetyk. Specjaliści w obszarze żywienia mają realny wpływ na zdrowie jednostek i populacji - poprzez indywidualne poradnictwo, kształtowanie żywienia zbiorowego, a także działania w zdrowiu publicznym. Aby jednak podejmowane przez dietetyków działania były skuteczne i bezpieczne, potrzebujemy opartego na aktualnych dowodach naukowych procesu edukacji tej grupy zawodowej. Niniejszy podręcznik może stać się jednym z narzędzi wykorzystywanym w procesie edukacji współczesnego dietetyka.

W kolejnych tomach opracowania Czytelnik znajdzie przystępnie ujęte podstawy dotyczące żywności i żywienia człowieka, elementy technologii kulinarnych oraz opis funkcjonowania dietetyka w szeroko rozumianym systemie ochrony zdrowia - zarówno w ujęciu globalnym, jak i w ramach pracy zespołu interdyscyplinarnego. Poruszane są również aktualne tematy związane z medycyną stylu życia oraz współczesnymi trendami żywieniowymi.

Autorzy konsekwentnie akcentują praktyczne podejście do pracy i profesjonalizm w dietetyce. Opracowanie dostarcza aktualnych informacji dotyczących postępowania na różnych etapach życia oraz w zróżnicowanych sytuacjach społecznych i klinicznych. Istotną część publikacji (tom 2) stanowi tematyka związana z żywieniem zbiorowym, kluczowym w codziennej praktyce dietetyka. Autorzy wyraźnie akcentują także, że edukacja zdrowotna i promocja zdrowia są nieodłącznymi elementami tej pracy.

W kolejnych tomach nie zabraknie treści poświęconych stosowaniu określonych diet specjalnych oraz klasycznej dietetyce klinicznej, uporządkowanej według najważniejszych zagadnień zdrowotnych. Tematy zostały dobrane w taki sposób, aby odzwierciedlały najważniejsze wyzwania cywilizacyjne i epidemiologiczne - od chorób związanych z otyłością, przez zaburzenia płodności, schorzenia nowotworowe i zaburzenia psychiczne - a jednocześnie obejmowały stany szczególne oraz mniej typowe sytuacje kliniczne, które także mogą stanowić wyzwanie w praktyce.

Na podkreślenie zasługuje forma opracowania, która - obok nowoczesnych treści merytorycznych - odpowiada współczesnym wymaganiom edukacyjnym. Mimo znacznych rozmiarów, dzieło syntetycznie i przyjaźnie dla młodego pokolenia systematyzuje wiedzę. Całość uzupełniają ryciny, tabele i wykresy porządkujące materiał. Rozdziały zaopatrzone są również w podsumowania, które wydobywają najważniejsze fakty oraz ciekawostki. Atutem są również opisy przypadków, co znacząco wzmacnia kliniczne zastosowanie podręcznika i ułatwia przekładanie wiedzy na praktykę.

Vademecum dietetyki w praktyce jest więc rzetelnie przygotowanym, przejrzystym i praktycznym materiałem dydaktycznym. Z powodzeniem może być wykorzystany jako nowoczesne narzędzie nauczania dla studentów dietetyki i młodych specjalistów. Narzędzie, które oparte jest na aktualnym stanie wiedzy i dostosowane do sposobu przyswajania treści charakterystycznego dla młodego pokolenia.

Serdecznie polecam lekturę.

prof. dr hab. n. med. Paweł Bogdański

1Zapotrzebowanie energetyczne i makroskładnikiMałgorzata Słoma-Krześlak

Zawartość rozdziału

- Zapotrzebowanie energetyczne

- Energia, metabolizm i jednostki miar

- Ustrojowe magazyny energii

- Równoważniki energetyczne Atwatera w praktyce

- Całkowita przemiana materii

- Podstawowa i spoczynkowa przemiana materii

- Termiczny efekt pożywienia

- Wydatek energetyczny związany z aktywnością

- Metody szacowania podstawowej przemiany materii - krytyczny przegląd i porównanie wzorów

- Ocena aktywności fizycznej i obliczanie całkowitej przemiany materii

- Zastosowanie praktyczne i konteksty specjalne

- Makroskładniki

- Białka

- Tłuszcze

- Węglowodany

- Błonnik pokarmowy

- Witaminy i składniki mineralne

- Witaminy

- Składniki mineralne

1.1.Zapotrzebowanie energetyczne

1.1.1.Energia, metabolizm i jednostki miar

W kontekście fizjologii człowieka energia jest zdolnością do wykonywania pracy, niezbędną do podtrzymania wszystkich procesów życiowych. Procesy te, obejmujące zarówno syntezę złożonych związków (anabolizm), jak i ich rozkład (katabolizm), składają się na metabolizm, czyli przemianę materii. Wszystkim reakcjom metabolicznym towarzyszą przemiany energetyczne, które podlegają pierwszej zasadzie termodynamiki, znanej jako prawo zachowania energii. Zasada ta stanowi, że energia nie może być ani stworzona, ani zniszczona, a jedynie przekształcana z jednej formy w drugą. W organizmie energia chemiczna zmagazynowana w wiązaniach makroskładników odżywczych jest przekształcana w energię niezbędną do pracy mechanicznej (skurcz mięśni), transportu aktywnego, syntezy biochemicznej oraz w energię cieplną.

W naukach o żywieniu powszechnie stosowanymi jednostkami energii są kilokaloria (kcal) oraz, zgodnie z układem SI, kilodżul (kJ):

- kilokaloria (kcal) jest historyczną jednostką ciepła; jedna kilokaloria to ilość energii cieplnej potrzebna do podgrzania 1 litra (1 kg) wody o 1?C (z temperatury 14,5?C do 15,5?C) pod ciśnieniem 1 atmosfery. W powszechnym użyciu termin "kaloria" niemal zawsze odnosi się do kilokalorii;

- dżul (J) jest jednostką pracy w układzie SI; jeden dżul to praca wykonana przez siłę 1 niutona na drodze 1 metra.

Przeliczniki między tymi jednostkami są stałe i wynoszą:

1 kcal = 4,184 kJ; 1 kJ = 0,239 kcal; 1 MJ = 1000 kJ = 239 kcal

Kluczowe dla praktyki dietetycznej jest rozróżnienie między fizycznymi a fizjologicznymi równoważnikami energetycznymi. Równoważniki fizyczne, mierzone za pomocą bomby kalorymetrycznej, określają całkowitą energię wyzwalaną podczas spalania danej substancji poza organizmem (np. 1 g białka to 5,65 kcal). Wartości te nie odzwierciedlają jednak energii faktycznie dostępnej dla organizmu człowieka. Wynika to z faktu, że procesy trawienia i wchłaniania nie są w 100% wydajne, a część składników jest tracona z kałem. Ponadto metabolizm białek w organizmie nie prowadzi do ich całkowitego utlenienia do dwutlenku węgla i wody; końcowym produktem jest mocznik, którego wydalenie z moczem wiąże się z utratą części energii zawartej w białku. Z tego powodu w dietetyce stosuje się równoważniki fizjologiczne (współczynniki Atwatera), które uwzględniają strawność poszczególnych makroskładników oraz straty metaboliczne. Ta różnica nie jest jedynie akademicką ciekawostką - stanowi ona o istocie nieefektywności ludzkiego metabolizmu i jest pierwszym krokiem do zrozumienia, dlaczego proste sumowanie kalorii z etykiet produktów jest jedynie przybliżeniem rzeczywistej energii metabolicznej.

1.1.2.Ustrojowe magazyny energii

Organizm człowieka wyewoluował w środowisku, gdzie dostępność pożywienia była nieregularna, co wymusiło rozwój wysoce efektywnych systemów magazynowania energii. Energia jest gromadzona głównie w postaci triacylogliceroli (tłuszczu) w tkance tłuszczowej oraz glikogenu w mięśniach i wątrobie. Te dwa magazyny różnią się fundamentalnie pod względem pojemności, gęstości energetycznej i dostępności.

Tkanka tłuszczowa stanowi główny i niemal nieograniczony rezerwuar energetyczny. U zdrowego mężczyzny o masie 70 kg, ok. 13 kg triacylogliceroli zmagazynowanych w adipocytach dostarcza ponad 120 000 kcal. Tłuszcz jest idealnym materiałem zapasowym z dwóch powodów:

- wysoka gęstość energetyczna - utlenianie 1 g triacylogliceroli dostarcza ok. 9,3 kcal;

- hydrofobowość - tłuszcz jest magazynowany w formie bezwodnej (zawartość wody w tkance tłuszczowej to zaledwie 10-15%), co minimalizuje jego masę i objętość.

Glikogen jest wielocukrem zapasowym, stanowiącym bardziej ograniczone, ale znacznie szybciej dostępne źródło glukozy. Całkowity zapas glikogenu u dorosłego zwykle mieści się w przedziale 300-700 g (80-120 g w wątrobie i 200-600 g w mięśniach) i istotnie zależy od diety, poziomu wytrenowania oraz uwarunkowań osobniczych; u osób wytrenowanych wartości te mogą być wyższe. Glikogen jest podstawowym paliwem dla pracujących mięśni, zwłaszcza podczas wysiłków o wysokiej intensywności. Jego magazynowanie ma jednak istotne wady w porównaniu z tłuszczem:

- niska gęstość energetyczna: utlenianie 1 g glikogenu dostarcza jedynie 4,1 kcal;

- hydrofilowość: glikogen jest magazynowany w formie uwodnionej; każdy gram glikogenu wiąże ok. 2,7 g wody.

Ta fundamentalna różnica w sposobie magazynowania ma głębokie implikacje praktyczne. Szybkie zmiany masy ciała obserwowane na początku diety niskowęglowodanowej są w dużej mierze wynikiem utraty wody związanej z uszczupleniem zapasów glikogenu. Wyczerpanie ustrojowych zapasów glikogenu (ok. 710 g) pociąga za sobą utratę ok. 1917 g wody (710 g × 2,7 g/g), co daje łączny ubytek masy ponad 2,6 kg, który nie pochodzi z tkanki tłuszczowej. Zrozumienie tego mechanizmu jest kluczowe dla dietetyka w procesie edukacji pacjenta, ponieważ pozwala zarządzać oczekiwaniami i prawidłowo interpretować wahania masy ciała, zapobiegając demotywacji.

Gęstość energetyczna

Gęstość energetyczna (GE) to ilość energii przypadająca na masę produktu, wyrażana najczęściej w kcal/g (ewentualnie kcal/100 g). O gęstości energetycznej decyduje przede wszystkim zawartość tłuszczu (ok. 9 kcal/g), białka (ok. 4 kcal/g), węglowodanów (ok. 4 kcal/g) oraz wody (0 kcal/g). Produkty bogate w tłuszcz i/lub ubogie w wodę (np. czekolada) mają wyższą GE niż żywność o dużej zawartości wody i błonnika (np. większość warzyw).

Dlaczego to ważne? Manipulując GE posiłków, można zmieniać energię "na kęs", a więc wpływać na dzienne spożycie kalorii bez konieczności zmniejszania objętości jedzenia. W praktyce to jedna z najprostszych i najskuteczniejszych strategii wspierających kontrolę masy ciała.

Jak gęstość energetyczna wpływa na spożycie energii?

- Krótkoterminowe badania pokazują, że obniżenie GE posiłku prowadzi do niższego spożycia kalorii w tym posiłku.

- Jednak fizjologia łaknienia i zachowania żywieniowe powodują, że część osób częściowo kompensuje niższą GE późniejszym jedzeniem (np. większym podjadaniem w dalszej części dnia).

- Gdy dwa posiłki ważyły tyle samo, ale miały różną GE, po posiłku o niższej GE badani częściej zgłaszali większy głód, co sprzyjało późniejszej kompensacji (nie u wszystkich i zwykle niepełnej).

Poniżej w punktach przedstawiono wyniki przeglądu 31 badań dotyczących wpływu GE na spożycie energii.

- Silny, liniowy związek: im bardziej obniżano GE diety, tym bardziej spadało dobowe spożycie energii.

- Większy kontrast = większy efekt: im większa różnica GE między grupami/posiłkami, tym silniejszy spadek spożycia kalorii.

- Manipulacja wszystkimi pokarmami vs. częścią pokarmów: modyfikacja GE każdego podawanego produktu mocniej redukowała spożycie niż modyfikacja tylko części jadłospisu.

- Skala kompensacji: w badaniach, w których zmieniano GE niektórych, ale nie wszystkich posiłków, na każde 100 kcal "zaoszczędzone" w posiłkach o niższej GE, dobowe spożycie spadało średnio o ok. 77 kcal (czyli ok. 23 kcal było kompensowane).

- W tych samych badaniach badani zjadali ok. 326 kcal mniej podczas posiłków o niższej GE, ale zwiększali później spożycie ad libitum (nierzadko nieistotnie statystycznie) o ok. 35 kcal.

Wniosek praktyczny: GE działa - najlepiej, gdy systemowo obniża się GE całej diety, a nie pojedynczego posiłku. Kompensacja istnieje, ale przeciętnie nie "zjada" całej oszczędności.

Klasy gęstości energetycznej i przykłady

Na rycinie 1.1 przedstawiono klasy gęstości energetycznej.

Jak obniżać GE posiłków (bez utraty sytości)?

- Więcej wody i błonnika w talerzu: warzywa objętościowe (surówki, sałaty, warzywa gotowane), owoce w całej postaci (zamiast soków).

- Wymiana składników tłuszczowych: ograniczanie dużych porcji tłuszczu dodanego; zamiast sosów majonezowych - jogurtowe; zamiast smażenia - pieczenie, gotowanie, duszenie.

- Gęstość białka: porcja chudego białka w każdym posiłku (strączki, tofu, ryby, chude mięso, jaja) - sytość bez dużego wzrostu GE.

- Woda "w produkcie", nie w szklance: zupy kremy warzywne, owsianki na napojach/fermentowanych produktach mlecznych, potrawki; woda zwiększa objętość i obniża GE.

- Pełnoziarniste i ugotowane skrobie: ryż, kasze, ziemniaki po ugotowaniu mają niższą GE na 100 g niż "suche" porcje przeliczane z opakowania.

- Uwaga na "małe, tłuste dodatki": orzechy, oliwa, sery - zdrowe, ale wysokokaloryczne. Dawkować łyżkami/gramaturą, nie "na oko".

Najczęstsze pułapki:

- "płynne kalorie": napoje słodzone, soki, alkohol - choć bywa, że mają niską GE/g (dużo wody), to słabo sycą i są gorzej kompensowane niż kalorie ze stałej żywności;

- "zdrowe, ale kaloryczne": orzechy, masła orzechowe, pesto, granole - porcja "na oko" łatwo dodaje + 200-400 kcal;

- "light" ? niskokaloryczne: produkt "light" może mieć mniej tłuszczu, ale więcej cukru - realna GE może pozostać wysoka;

- tylko objętość bez białka: sałata + ogórek + pomidor nasyci krótko; dołóż białko i węglowodany złożone, by utrzymać sytość i uniknąć kompensacji.

Tabela 1.1

Zamiana "wysoka GE ? niższa GE"

Składnik/posiłek

Zamiast tego...

Wybierz to...

Dlaczego to działa

Smażenie na dużej ilości tłuszczu

Pieczenie, duszenie, air-fryer

Mniej tłuszczu w technologii

Mniej kcal przy tej samej objętości

Sos majonezowy

Jogurt + musztarda

Dressing jogurtowy

GE ?, białko/błonnik ?

Granola "na oko"

Odmierzona porcja + płatki owsiane

Owsianka na napoju sojowym + owoce

Woda/błonnik ?, GE ?, sytość ?

Sok owocowy

Cały owoc

Owoce jagodowe, cytrusy

Błonnik ?, lepsza kompensacja

"Zwykły" makaron + śmietana

Makaron pełnoziarnisty/ze strączków + sos pomidorowy

+ Warzywa objętościowe

Błonnik/woda ?, GE ?

Tłusty ser w dużej porcji

Połowa porcji + mozzarella light

+ Chude białko (tofu, drób)

Białko ?, GE ?

GE - gęstość energetyczna.

1.1.3.Równoważniki energetyczne Atwatera w praktyce

Do obliczania wartości energetycznej diety wykorzystuje się wspomniane fizjologiczne równoważniki energetyczne, znane jako współczynniki Atwatera. Uwzględniają one średnią strawność makroskładników w typowej diecie mieszanej (białka ok. 92%, tłuszcze ok. 95%, węglowodany ok. 98%) oraz straty energii z moczem w przypadku białek. Powszechnie przyjęte wartości, stanowiące podstawę obliczeń kaloryczności produktów spożywczych i diet, są następujące:

- 1 g białka dostarcza 4 kcal;

- 1 g węglowodanów (przyswajalnych) dostarcza 4 kcal;

- 1 g tłuszczu dostarcza 9 kcal;

- 1 g etanolu dostarcza 7 kcal;

- 1 g błonnika pokarmowego dostarcza 2 kcal;

- 1 g polioli (alkoholi cukrowych) dostarcza 2,4 kcal;

- 1 g kwasów organicznych dostarcza 3 kcal.

Należy podkreślić, że współczynniki te są uśrednionymi wartościami populacyjnymi, opracowanymi ponad sto lat temu. Nie uwzględniają one w pełni wpływu stopnia przetworzenia żywności, interakcji między składnikami czy indywidualnej wydajności mikrobiomu jelitowego na ekstrakcję energii. Badania wskazują, że energia netto pozyskana z żywności nieprzetworzonej (np. całych orzechów) jest niższa niż z jej wysoko przetworzonych odpowiedników (np. masła orzechowego) z powodu większych strat w kale i wyższego kosztu termicznego trawienia. Oznacza to, że choć współczynniki Atwatera są niezbędnym i praktycznym narzędziem, stanowią one pewne uproszczenie złożonej rzeczywistości metabolicznej. Koncepcja "energii metabolicznej netto" jest zatem bardziej precyzyjna i stanowi pomost do zrozumienia ograniczeń prostego modelu bilansu energetycznego.

1.1.4.Całkowita przemiana materii

Całkowita przemiana materii (CPM), w literaturze międzynarodowej określana również jako całkowity wydatek energetyczny (total daily energy expenditure - TDEE), reprezentuje sumę wszystkich wydatków energetycznych organizmu w ciągu doby. Zrozumienie jej składowych jest kluczowe do precyzyjnego oszacowania indywidualnego zapotrzebowania kalorycznego. Całkowita przemiana materii składa się z trzech głównych komponentów: podstawowej (lub spoczynkowej) przemiany materii, termicznego efektu pożywienia oraz wydatku energetycznego związanego z aktywnością fizyczną (tab. 1.2).

Tabela 1.2

Składowe całkowitej przemiany materii

PPM

60-75

Energia potrzebna do podtrzymania podstawowych funkcji życiowych w spoczynku (oddychanie, praca serca, utrzymanie temperatury ciała)

TEP

ok. 10

Energia zużywana na trawienie, wchłanianie i metabolizowanie składników odżywczych z pożywienia

Energia na aktywność fizyczną

15-30 (i więcej)

Energia wydatkowana na wszelki ruch. Dzieli się na planowany trening (EAT) i aktywność spontaniczną (NEAT). Jest to najbardziej zmienny składnik CPM

CPM - całkowita przemiana materii; PPM - podstawowa przemiana materii; TEP - termiczny efekt pożywienia.

1.1.5.Podstawowa i spoczynkowa przemiana materii

Podstawowa przemiana materii (PPM), czyli basal metabolic rate (BMR), to najniższy poziom wydatków energetycznych niezbędny do podtrzymania podstawowych funkcji życiowych organizmu w ściśle określonych, standaryzowanych warunkach. Warunki te obejmują:

- stan na czczo (12-14 godzin po ostatnim posiłku);

- po 8 godzinach snu;

- pozycja leżąca, w całkowitym spoczynku fizycznym;

- stan relaksu psychicznego;

- warunki komfortu cieplnego (temperatura ok. 24?C dla ubranej osoby).

Podstawowa przemiana materii stanowi największą część dobowego wydatku energetycznego, zazwyczaj 60-75% CPM. Energia ta jest zużywana na pracę narządów wewnętrznych (serce, płuca, mózg, wątroba, nerki), utrzymanie stałej temperatury ciała, napięcia mięśniowego oraz procesy komórkowe, takie jak synteza i rozpad białek czy transport jonów.

W praktyce klinicznej częściej mierzy się spoczynkową przemianę materii (SPM), czyli resting metabolic rate (RMR). Pomiar ten odbywa się w mniej restrykcyjnych warunkach niż PPM (np. nie jest wymagany 12-godzinny post), co czyni go łatwiejszym do wykonania. Wartości SPM są z tego powodu średnio o 10% wyższe niż PPM. W wielu kontekstach terminy te, choć formalnie różne, bywają używane zamiennie.

Głównym determinantem wielkości PPM jest beztłuszczowa masa ciała (free fat mass - FFM). Różne tkanki i narządy charakteryzują się odmienną aktywnością metaboliczną. Narządy wewnętrzne, takie jak wątroba, mózg, serce i nerki, mimo że stanowią zaledwie ok. 10% masy ciała, odpowiadają aż za 75% podstawowych wydatków energetycznych. Z kolei tkanka mięśniowa, stanowiąca ok. 40% masy ciała, zużywa w spoczynku jedynie ok. 20% PPM. Tkanka tłuszczowa, mimo że może stanowić znaczący odsetek masy ciała (20-30%), ma bardzo niską aktywność metaboliczną i odpowiada zaledwie za 5% PPM. Ta dysproporcja w metabolicznej aktywności tkanek jest fundamentalnym powodem, dla którego FFM jest znacznie lepszym predyktorem tempa metabolizmu niż całkowita masa ciała. Wyjaśnia to, dlaczego dwie osoby o tej samej masie ciała, ale różnym jego składzie, mogą mieć znacząco różne PPM. Osoba bardziej umięśniona będzie miała wyższą PPM niż osoba o tej samej masie ciała, ale z wyższą zawartością tkanki tłuszczowej. Jest to naukowa podstawa wyższości wzorów opartych na składzie ciała (np. Katch-McArdle) w ocenie sportowców i osób aktywnych fizycznie.

Inne czynniki wpływające na PPM to:

- wiek: PPM jest najwyższa w okresie niemowlęcym i dziecięcym, a po 21. roku życia systematycznie spada o ok. 2% na dekadę;

- płeć: mężczyźni mają średnio o 7-11% wyższą PPM niż kobiety, co wynika głównie z większej masy mięśniowej i mniejszej zawartości tkanki tłuszczowej;

- czynniki genetyczne i hormonalne: szczególnie istotny jest wpływ hormonów tarczycy (tyroksyny i trójjodotyroniny), które regulują tempo metabolizmu. Niedoczynność tarczycy może obniżyć PPM o 30-40%, a nadczynność podnieść nawet o 80%;

- stan fizjologiczny: PPM wzrasta w czasie ciąży (o 20-25% w II i III trymestrze), laktacji oraz w stanach chorobowych przebiegających z gorączką (wzrost o ok. 12% na każdy 1?C powyżej 37°C);

- stan odżywienia: długotrwałe niedożywienie i restrykcje kaloryczne prowadzą do obniżenia PPM w ramach adaptacji organizmu do deficytu energii.

13 sierpnia 2021 r. opublikowano wyniki obszernego badania dotyczącego całkowitej przemiany materii. Przeanalizowano zróżnicowany zbiór danych całkowitych wydatków energetycznych mierzonych metodą podwójnie oznakowanej wody u mężczyzn i kobiet w wieku od urodzenia do 95 lat. Najważniejsze ustalenia przedstawiono w punktach poniżej.

- Zależność od składu ciała. Podstawowy i całkowity wydatek energetyczny wzrastały wraz z beztłuszczową masą ciała, co wymagało uwzględnienia rozmiaru ciała, aby odizolować możliwy wpływ wieku, płci i innych czynników.

- Definicja wartości "skorygowanych". Przy analizie zmian związanych z wiekiem wartości korygowano o beztłuszczową i tłuszczową masę ciała: 100% oznacza poziom zgodny z oczekiwaniami wynikającymi z tych parametrów, 120% - wydatek o 20% wyższy od oczekiwanego itd.

- Wczesne dzieciństwo. Skorygowany wydatek szybko wzrasta u noworodków do ok. 50% powyżej wartości oczekiwanej, osiągając maksimum w okolicach 1. roku życia.

- Okres 1-20 lat. Między 1. a 20. rokiem życia całkowity i podstawowy wydatek energetyczny zwiększały się wraz z wiekiem równolegle ze wzrostem beztłuszczowej masy ciała, natomiast wartości skorygowane wykazywały stałą tendencję spadkową.

- Dorosłość. Całkowity i podstawowy wydatek energetyczny oraz beztłuszczowa masa ciała pozostawały względnie stabilne między 20. a 60. rokiem życia.

- Płeć. Nie stwierdzono niezależnego wpływu płci na całkowity wydatek energetyczny w modelach wielowymiarowych uwzględniających beztłuszczową i tłuszczową masę ciała, ani w analizach skorygowanego całkowitego wydatku.

- Starszy wiek. Około 60. roku życia całkowite i podstawowe wydatki oraz masy beztłuszczowa i tłuszczowa zaczynają się obniżać. Spadki te nie wynikają wyłącznie ze zmniejszenia masy ciała: skorygowany całkowity wydatek maleje średnio o -0,7 ?0,1% rocznie. U osób po 90. roku życia skorygowany całkowity wydatek jest o ok. 26% niższy niż u dorosłych w średnim wieku (co może wiązać się m.in. z mniejszą aktywnością dobową lub chorobami).

- Zmienność osobnicza. Nawet po kontrolowaniu beztłuszczowej i tłuszczowej masy ciała, płci oraz wieku utrzymuje się znaczna międzyosobnicza zmienność wydatków energetycznych.

Tabela 1.3

Narządy i tkanki a wydatek energetyczny

Narząd/tkanka

Wydatek energetyczny (kcal/kg/ dobę)

Udział w PPM dla mężczyzny 70 kg (%)

Serce

400

ok. 9

Nerki

400

ok. 8

Mózg

240

ok. 22

Wątroba

200

ok. 21

Mięśnie szkieletowe

13

ok. 22

Tkanka tłuszczowa

4,5

ok. 4

1.1.6.Termiczny efekt pożywienia

Termiczny efekt pożywienia (TEF), znany również jako swoiście dynamiczne działanie pożywienia (SDDP) lub diet-induced thermogenesis (DIT), to wydatek energetyczny związany z procesami trawienia, wchłaniania, transportu i metabolizowania składników odżywczych. Stanowi on ok. 10% całkowitej przemiany materii.

Wysokość TEF nie jest stała i zależy przede wszystkim od składu makroskładnikowego spożywanego posiłku:

- białko: wykazuje najwyższy efekt termiczny, zwiększając wydatek energetyczny o 20-30% wartości energetycznej spożytego białka;

- węglowodany: zwiększają wydatek energetyczny o 5-10%;

- tłuszcze: mają najniższy TEF, wynoszący zaledwie 0-3%.

Ta hierarchia ma istotne implikacje praktyczne. Manipulacja proporcjami makroskładników w diecie może w sposób znaczący wpłynąć na stronę "wydatków" w równaniu bilansu energetycznego. Dieta o wyższej zawartości białka, przy tej samej kaloryczności, będzie skutkowała większym całkowitym dobowym wydatkiem energetycznym niż dieta niskobiałkowa. Przykładowo w diecie 2000 kcal z 30% udziałem białka (150 g) sam TEF pochodzący z białka może wynieść 120-180 kcal (150 g × 4 kcal/g × 0,20-0,30). W diecie o tej samej kaloryczności, ale z 15-procentowym udziałem białka (75 g), TEF z białka wyniesie zaledwie 60-90 kcal. Ta różnica, rzędu 60-90 kcal dziennie, może przełożyć się na dodatkowy ubytek masy tkanki tłuszczowej o 2,8-4,4 kg w skali roku, co stanowi potężne narzędzie w projektowaniu skutecznych diet redukcyjnych. Ponadto TEF jest wyższy w przypadku żywności nieprzetworzonej w porównaniu z jej przetworzonymi odpowiednikami, co dodatkowo podkreśla znaczenie jakości diety.

1.1.7.Wydatek energetyczny związany z aktywnością

Wydatek energetyczny związany z aktywnością fizyczną (physical activity energy expenditure - PAEE) jest najbardziej zmiennym i najłatwiej modyfikowalnym składnikiem CPM. Może on stanowić od ok. 15% CPM u osób prowadzących siedzący tryb życia do ponad 50% u sportowców wyczynowych. Obejmuje energię zużywaną na wszelkie ruchy wykonywane przez mięśnie szkieletowe i można go podzielić na dwie kluczowe kategorie:

- treningowa aktywność fizyczna (exercise activity thermogenesis - EAT): to energia wydatkowana podczas zaplanowanych, ustrukturyzowanych sesji ćwiczeń, takich jak bieganie, trening siłowy czy pływanie;

- pozatreningowa termogeneza aktywności (non-exercise activity thermogenesis - NEAT): obejmuje całą pozostałą aktywność fizyczną, od czynności dnia codziennego (prace domowe, zakupy, spacer do pracy), przez utrzymywanie postawy ciała, aż po niezamierzone ruchy, takie jak gestykulacja czy wiercenie się.

W kontekście kontroli masy ciała często przecenia się rolę EAT, a nie docenia NEAT. Co więcej, organizm w warunkach deficytu kalorycznego wykazuje tendencję do kompensacji. Istnieją dwa modele opisujące wpływ EAT na CPM. Model addytywny zakłada, że dodanie 300 kcal wysiłku fizycznego po prostu zwiększa CPM o 300 kcal. Jednak coraz więcej dowodów wspiera model ograniczonego wydatku energetycznego (constrained energy expenditure), który sugeruje, że organizm w odpowiedzi na zwiększony EAT może kompensować, podświadomie redukując NEAT. W efekcie osoba, która spaliła 300 kcal podczas treningu, może nieświadomie mniej gestykulować, częściej korzystać z windy zamiast schodów i ogólnie być mniej ruchliwa przez resztę dnia, co zmniejsza NEAT np. o 150 kcal. W rezultacie netto wzrost CPM wynosi tylko 150 kcal, a nie 300 kcal. Zjawisko to, w połączeniu z adaptacyjnym obniżeniem PPM, jest jednym z głównych mechanizmów leżących u podstaw plateau w procesie odchudzania i podkreśla, że strategia "więcej cardio" jest często niewystarczająca. Skuteczniejsze podejście może polegać na świadomym zwiększaniu NEAT (np. poprzez monitorowanie liczby kroków) obok planowanego treningu.

Pozatreningowa termogeneza aktywności - niedoceniany regulator masy ciała

Pozatreningowa termogeneza aktywności to energia wydatkowana na wszystkie czynności poza snem, jedzeniem i zaplanowanym treningiem. Obejmuje szerokie spektrum ruchów - od pracy fizycznej i obowiązków domowych po tak subtelne aktywności jak utrzymywanie postawy ciała, gestykulacja, a nawet wiercenie się na krześle.

Choć pojedyncze czynności w ramach NEAT mają niewielki koszt energetyczny, ich suma w ciągu dnia może być ogromna i stanowić kluczowy czynnik różnicujący całkowity wydatek energetyczny między osobami o podobnej masie ciała i planie treningowym.

Przykłady aktywności NEAT:

- wybieranie schodów zamiast windy;

- spacerowanie podczas rozmowy telefonicznej;

- praca przy biurku na stojąco (lub stanie przy biurku i jednoczesne chodzenie na bieżni);

- wykonywanie prac domowych (sprzątanie, gotowanie, ogrodnictwo);

- zabawa z dziećmi lub zwierzętami;

- parkowanie samochodu dalej od celu i pokonanie reszty dystansu pieszo.

Pozatreningowa termogeneza aktywności jest niezwykle plastycznym komponentem CPM. W odpowiedzi na nadwyżkę kaloryczną organizm może spontanicznie zwiększyć NEAT (więcej się ruszamy, gestykulujemy), co stanowi mechanizm obronny przed przyrostem masy ciała. I odwrotnie - w warunkach deficytu kalorycznego NEAT ulega często znacznemu, podświadomemu obniżeniu, co jest formą oszczędzania energii i przyczynia się do spowolnienia tempa odchudzania. Na rycinie 1.2 przedstawiono metody zwiększenia NEAT.

1.1.8.Metody szacowania podstawowej przemiany materii - krytyczny przegląd i porównanie wzorów

Precyzyjne oszacowanie PPM jest fundamentem do obliczenia całkowitego zapotrzebowania energetycznego. Chociaż "złotym standardem" pomiaru PPM jest kalorymetria pośrednia, jej dostępność jest ograniczona. Z tego powodu w codziennej praktyce dietetycznej powszechnie stosuje się wzory predykcyjne. Na przestrzeni ostatniego stulecia opracowano wiele takich równań, które różnią się wymaganymi danymi wejściowymi, populacją, na której zostały opracowane, oraz - co najważniejsze - dokładnością. Wybór odpowiedniego wzoru jest kluczową kompetencją specjalisty ds. żywienia.

Równania antropometryczne (oparte na masie ciała, wzroście, wieku)

Równania te są najczęściej stosowane ze względu na łatwość pozyskania danych wejściowych: masy ciała, wzrostu, wieku i płci. Ich głównym ograniczeniem jest brak uwzględnienia składu ciała, co może prowadzić do niedokładności, zwłaszcza w populacjach o nietypowej budowie (np. sportowcy, osoby z otyłością).

Wzór Harrisa-Benedicta

Jest to najstarszy i najbardziej znany wzór, opublikowany po raz pierwszy w 1919 r. Oryginalne równania zostały opracowane na podstawie danych zebranych od zdrowych, młodych dorosłych na początku XX wieku.

- Wzór oryginalny (z 1919 r.) dla kobiet:PPM [kcal] = 655,1 + (9,563 × masa ciała [kg]) + (1,850 × wzrost [cm])-(4,676 × wiek [lata]).

- Wzór oryginalny (z 1919 r.) dla mężczyzn:PPM [kcal] = 66,5 + (13,75 × masa ciała [kg]) + (5,003 × wzrost [cm])-(6,775 × wiek [lata]).

W 1984 r. Roza i Shizgal dokonali rewizji wzoru, aby lepiej odzwierciedlał on współczesne populacje. Mimo to liczne badania wykazały, że obie wersje wzoru Harrisa-Benedicta mają tendencję do przeszacowywania PPM średnio o 5-15%, zwłaszcza u osób z nadwagą i otyłością. Jego historyczne znaczenie jest niepodważalne, jednak obecnie istnieją dokładniejsze alternatywy.

Wzór Mifflina-St Jeora

Opublikowany w 1990 r. wzór został opracowany na podstawie większej i bardziej zróżnicowanej grupy badanych, obejmującej zarówno osoby o prawidłowej masie ciała, jak i osoby z otyłością. Jest on obecnie uważany przez wiele towarzystw naukowych, w tym Academy of Nutrition and Dietetics, za najdokładniejszy wzór antropometryczny dla ogólnej populacji dorosłych.

- Wzór dla kobiet:PPM [kcal] = (10 × masa ciała [kg]) + (6,25 × wzrost [cm]) -(5 × wiek [lata]) - 161

- Wzór dla mężczyzn:PPM [kcal] = (10 × masa ciała [kg]) + (6,25 × wzrost [cm]) - (5 × wiek [lata]) + 5

Wzór ten jest rekomendowany jako narzędzie pierwszego wyboru w praktyce klinicznej, gdy pomiar składu ciała nie jest możliwy.

Równania oparte na składzie ciała

Równania te opierają się na założeniu, że FFM jest głównym predyktorem PPM. Są one teoretycznie najdokładniejsze, ponieważ bezpośrednio uwzględniają ilość metabolicznie aktywnej tkanki.

Wzór Katch-McArdle

Jest to jeden z najpopularniejszych wzorów w środowisku sportowym i fitness. Jego siła tkwi w prostocie i uniwersalności - jest identyczny dla obu płci, ponieważ różnice w PPM między kobietami a mężczyznami wynikają głównie z różnic w FFM, które są już uwzględnione w zmiennej wejściowej.

- Wzór Katch-McArdle: PPM [kcal] = 370 + (21,6 × FFM [kg])

Wzór ten wykazuje wysoką dokładność u osób aktywnych fizycznie i sportowców, u których znany jest procent tkanki tłuszczowej.

Wzór Cunninghama

Wzór Cunninghama, podobnie jak Katch-McArdle, wykorzystuje FFM jako jedyny predyktor. Wersja z 1980 r. jest nieco inna, ale to rewizja z 1991 r. zyskała największe uznanie i jest najczęściej cytowana. Co istotne, wzór Cunninghama z 1991 r. jest matematycznie identyczny ze wzorem Katch-McArdle. Praca Cunninghama z 1991 r. była szeroko zakrojoną metaanalizą i syntezą danych z wielu badań (łącznie 1482 uczestników), która potwierdziła i ugruntowała tę właśnie formułę.

- Wzór Cunninghama (z 1980 r.):

PPM [kcal] = 500 + (22 × FFM [kg])

- Wzór Cunninghama (z 1991 r.):

PPM [kcal] = 370 + (21,6 × FFM [kg])

Zarówno wzór Katch-McArdle, jak i Cunninghama (z 1991 r.) są uważane za wysoce dokładne dla szerokiego spektrum populacji, od osób szczupłych po otyłe, pod warunkiem precyzyjnego pomiaru FFM.

Teoretyczna wyższość wzorów opartych na FFM jest niepodważalna, jednak ich praktyczna użyteczność jest całkowicie uzależniona od dokładności metody pomiaru składu ciała. Błąd w ocenie procentu tkanki tłuszczowej bezpośrednio przekłada się na błąd w obliczeniu FFM, a co za tym idzie - na błąd w oszacowaniu PPM. Na przykład błąd w ocenie otłuszczenia o 5 punktów procentowych u osoby ważącej 80 kg prowadzi do błędu w FFM o 4 kg, co z kolei skutkuje błędem w obliczeniu PPM o ok. 86 kcal dziennie. Dlatego w sytuacji, gdy specjalista nie ma dostępu do wiarygodnych metod oceny składu ciała [jak dwuwiązkowa absorpcjometria rentgenowska (dual-energy X-ray absorptiometry - DXA) czy wysokiej klasy bioimpedancja elektryczna (bioelectrical impedance analysis - BIA)], bezpieczniejszym i potencjalnie dokładniejszym wyborem może być zastosowanie wzoru Mifflina-St Jeora niż opieranie się na wzorze KatchMcArdle z wykorzystaniem niedokładnego pomiaru fałdów skórno-tłuszczowych.

Pomiar składu ciała - warunek precyzyjnych obliczeń. Dokładność wzorów na PPM opartych na FFM, takich jak Katch-McArdle czy Cunninghama, jest nierozerwalnie związana z precyzją pomiaru składu ciała. Istnieje wiele metod oceny składu ciała, które można uszeregować pod względem dokładności i dostępności:

- metody referencyjne (laboratoryjne):

- DXA - uważana za kliniczny "złoty standard", dostarcza precyzyjnych danych o masie kostnej, masie tłuszczowej i beztłuszczowej masie ciała; jest jednak kosztowna i mało dostępna;

- ważenie hydrostatyczne i pletyzmografia powietrzna (BodPod) - metody oparte na pomiarze gęstości ciała. Bardzo dokładne, ale wymagające specjalistycznego sprzętu;

- metody stosowane w praktyce (terenowe):

- BIA - popularna, szybka i nieinwazyjna metoda. Dokładność zależy od klasy urządzenia (od prostych wag domowych po zaawansowane analizatory wieloczęstotliwościowe) oraz od ścisłego przestrzegania protokołu pomiarowego (odpowiednie nawodnienie, brak posiłku i wysiłku przed pomiarem);

- antropometria (pomiary fałdów skórno-tłuszczowych) - metoda tania i przenośna, ale jej dokładność jest silnie uzależniona od umiejętności i doświadczenia osoby wykonującej pomiar oraz od zastosowanego równania do przeliczenia grubości fałdów na procent tkanki tłuszczowej.

Wniosek dla praktyka. Wybierając wzór oparty na FFM, należy krytycznie ocenić jakość posiadanego pomiaru składu ciała. Kluczowe jest stosowanie tej samej metody i tych samych warunków pomiarowych przy kolejnych wizytach, aby wiarygodnie śledzić zmiany w kompozycji ciała pacjenta, nawet jeśli bezwzględna wartość pomiaru jest obarczona pewnym błędem.

Równania specjalistyczne i uproszczone

Poza powszechnie znanymi wzorami istnieją również równania opracowane dla specyficznych populacji lub jako uproszczone narzędzia do szybkiej estymacji.

Wzory Müllera

Grupa badawcza pod kierownictwem M.J. Müllera opracowała serię zaawansowanych równań, które cechują się wysoką precyzją, zwłaszcza w populacji osób z otyłością. Wzory te istnieją w wielu wariantach, uwzględniających różne zmienne: od podstawowych (masa ciała, wiek), przez bardziej złożone (dodatkowo wzrost, kategoria BMI), aż po najbardziej zaawansowane, bazujące na składzie ciała [FFM i masa tłuszczowa (fat mass - FM)]. Badania wykazały, że wzory Müllera oparte na danych z BIA znacząco poprawiają dokładność predykcji PPM u osób otyłych w porównaniu z wzorami nieuwzględniającymi składu ciała.

- Przykładowy wzór Müllera oparty na składzie ciała (wynik w MJ/dobę) dla mężczyzn:PPM [MJ] = (0,05192 × FFM [kg]) + (0,04036 × FM [kg]) + (0,01181 × wiek [lata]) + 0,869

Ze względu na swoją złożoność i specyficzność wzory te są rzadziej stosowane w ogólnej praktyce, ale stanowią cenne narzędzie w badaniach naukowych i w pracy z pacjentami z zaburzeniami metabolicznymi.

Sposób szacowania całkowitych wydatków energetycznych w zależności od płci i BMI zaproponowany przez amerykański Institute of Medicine, Food and Nutrition Board w 2005 r. przedstawiono w tabeli 1.4.

Tabela 1.4

Szacowanie całkowitych wydatków energetycznych w zależności od płci i BMI według metody zaproponowanej przez Institute of Medicine, Food and Nutrition Board, USA (2005)

Całkowite wydatki energetyczne (kcal/dobę)

Grupa osób

354 - (6,91 × A) + PA × (9,36 × W + 726 × H)

Kobiety ? 19. roku życia z BMI = 18,5-25

448 - (7,95 × A) + PA × (11,4 × W + 619 × H)

Kobiety ? 19. roku życia z BMI ? 25

662 - (9,53 × A) + PA × (15,91 × W + 539,6 × H)

Mężczyźni ? 19. roku życia z BMI = 18,5-25

1086 - (10,1 × A) + PA × (13,7 × W + 416 × H)

Mężczyźni ? 19. roku życia z BMI ? 25

A - wiek (lata); H - wzrost (m); PA - współczynnik aktywności fizycznej; W - masa ciała (kg).

Rekomendacje

Wybór odpowiedniego wzoru do szacowania PPM jest kluczową decyzją, która wpływa na cały dalszy proces planowania diety. Nie ma jednego, uniwersalnie najlepszego równania. Decyzja powinna być podyktowana charakterystyką pacjenta (wiek, płeć, poziom aktywności, skład ciała, stan zdrowia) oraz dostępnymi narzędziami pomiarowymi. W tabeli 1.5 zawarto syntetyczne podsumowanie i przewodnik ułatwiający wybór.

Tabela 1.5

Porównanie wzorów do szacowania PPM

Harrisa-Benedicta

1919 (rew. 1984)

Masa ciała, wzrost, wiek, płeć

Ogólna populacja (historycznie)

Powszechnie znany, prosty w użyciu

Tendencja do przeszacowywania PPM (5-15%), zwłaszcza u osób z otyłością. Opracowany na nieaktualnych danych populacyjnych

Ma głównie znaczenie historyczne. W większości przypadków wzór Mifflina-St Jeora jest dokładniejszy

Mifflina-St Jeora

1990

Masa ciała, wzrost, wiek, płeć

Ogólna populacja dorosłych, w tym osoby z otyłością

Wysoka dokładność dla szerokiego spektrum populacji. Uważany za standard w praktyce klinicznej, gdy skład ciała nie jest znany

Może być niedokładny dla sportowców o bardzo niskim poziomie tkanki tłuszczowej oraz dla osób starszych

Rekomendowany jako wzór pierwszego wyboru w ogólnej praktyce dietetycznej

Równania Oxford

2005

Masa ciała, wzrost, wiek, płeć

Ogólna populacja, z uwzględnieniem zróżnicowania etnicznego

Opracowane na dużej, nowoczesnej i zróżnicowanej etnicznie bazie danych. Wysoka dokładność

Mniej popularne i rzadziej implementowane w oprogramowaniu dietetycznym niż wzór Mifflina-St Jeora

Doskonała, nowoczesna alternatywa dla wzoru Mifflina-St Jeora, szczególnie w pracy z populacjami wieloetnicznymi

Katch-McArdle / Cunninghama (1991)

1982 / 1991

FFM

Osoby aktywne, sportowcy, osoby o znanym składzie ciała

Bardzo wysoka dokładność, gdy FFM jest precyzyjnie zmierzone. Uniwersalny dla obu płci

Dokładność jest całkowicie zależna od precyzji pomiaru składu ciała. Błąd w ocenie FFM prowadzi do błędu w PPM

Złoty standard dla sportowców i osób aktywnych, pod warunkiem dostępu do wiarygodnych metod pomiaru składu ciała (np. DXA, BIA)

Wzory Müllera

2004 +

Masa ciała, wzrost, wiek, płeć, FFM, FM, BMI

Główne zastosowanie w badaniach i klinice, szczególnie u pacjentów z otyłością

Bardzo wysoka precyzja w specyficznych populacjach, uwzględniają masę tkanki tłuszczowej jako zmienną

Złożone, często wymagają specjalistycznego oprogramowania. Rzadko stosowane w ogólnej praktyce

Narzędzie dla zaawansowanych użytkowników i badaczy, szczególnie cenne w dietoterapii otyłości

BIA (bioelectrical impedance analysis) - bioimpedancja elektryczna; BMI (body mass index) - wskaźnik masy ciała; DXA (dual-energy X-ray absorptiometry) - dwuwiązkowa absorpcjometria rentgenowska; FFM (free fat mass) - beztłuszczowa masa ciała; FM (fat mass) - tłuszczowa masa ciała; PPM - podstawowa przemiana materii.

1.1.9.Ocena aktywności fizycznej i obliczanie całkowitej przemiany materii

Po oszacowaniu PPM, kolejnym krokiem jest skwantyfikowanie wydatku energetycznego związanego z aktywnością fizyczną (PAEE), aby obliczyć CPM. Istnieją dwie główne metody, które pozwalają na uwzględnienie aktywności fizycznej: metoda oparta na równoważniku metabolicznym (metabolic equivalent of task - MET) oraz metoda wykorzystująca współczynnik aktywności fizycznej (physical activity level - PAL).

Równoważnik metaboliczny

Równoważnik metaboliczny jest jednostką używaną do wyrażenia intensywności wysiłku fizycznego. Z definicji 1 MET odpowiada spoczynkowemu zużyciu tlenu, które wynosi ok. 3,5 ml tlenu na kilogram masy ciała na minutę (3,5 ml O2 ? kg-1 ? min-1). W ujęciu energetycznym 1 MET jest równoważny wydatkowi energetycznemu w spoczynku, szacowanemu na 1 kcal na kilogram masy ciała na godzinę (1 kcal ? kg-1 ? h-1).

Każdej aktywności fizycznej można przypisać wartość MET, która określa, ile razy intensywniejszy jest dany wysiłek w porównaniu ze spoczynkiem (tab. 1.6). Na przykład spacer o wartości 3 MET oznacza, że organizm zużywa 3 razy więcej energii niż podczas siedzenia. Metoda MET pozwala na szczegółowe obliczenie kosztu energetycznego poszczególnych aktywności wykonywanych w ciągu dnia.

Tabela 1.6

Aktywność fizyczna a MET

Aktywność fizyczna

Wartość MET

Sen

0,9

Oglądanie telewizji, czytanie

1,0

Praca przy biurku

1,5

Spacer (ok. 5 km/godz.)

3,0-4,0

Lekkie prace domowe

3,5

Jazda na rowerze (rekreacyjnie)

3,5

Szybki marsz (ok. 6,5 km/godz.)

4,5

Tenis (rekreacyjnie)

5,0-7,0

Jogging (ok. 8 km/godz.)

8,0

Pływanie (szybkie)

7,0-10,0

Bieganie (ok. 10 km/godz.)

10,2

MET (metabolic equivalent of task) - równoważnik metaboliczny.

Współczynnik aktywności fizycznej

Współczynnik aktywności fizycznej to prostsza i częściej stosowana metoda szacowania CPM (tab. 1.7). Jest on zdefiniowany jako iloraz całkowitego dobowego wydatku energetycznego (CPM) i PPM. W praktyce, aby obliczyć CPM, mnoży się wcześniej oszacowaną wartość PPM przez odpowiedni PAL, który odzwierciedla uśredniony, całodobowy poziom aktywności fizycznej danej osoby:

CPM = PPM × PAL

Wartości PAL zostały skategoryzowane przez międzynarodowe organizacje, takie jak FAO/WHO/UNU. W tabelach 1.8 i 1.9 przedstawiono wartości PAL odpowiadające trybowi życia i różnym poziomom aktywności.

Europejski Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności (EFSA) w swoich rekomendacjach stosuje nieco uproszczone, uśrednione wartości PAL: 1,4 (mała aktywność), 1,6 (umiarkowana), 1,8 (aktywny) i 2,0 (bardzo aktywny).

W tabeli 1.10 zamieszczono klasyfikację poziomu aktywności fizycznej na podstawie danych z krokomierza.

Tabela 1.7

Współczynnik aktywności fizycznej

Płeć i masa ciała

Siedzący tryb życia (PA = 1,0)

Mała aktywność fizyczna

Aktywny tryb życia

Bardzo duża aktywność fizyczna

Kobiety (prawidłowa masa ciała)

1,0

1,12

1,27

1,45

Kobiety (nadwaga/otyłość)

1,0

1,16

1,27

1,44

Mężczyźni (prawidłowa masa ciała)

1,0

1,11

1,25

1,48

Mężczyźni (nadwaga/otyłość)

1,0

1,12

1,29

1,59

Tabela 1.8

Tryb życia i aktywność a współczynnik aktywności fizycznej

Tryb życia / poziom aktywności

PAL

Opis

Brak aktywności / osoba leżąca

1,2-1,39

Pacjent unieruchomiony w łóżku, minimalny ruch

Siedzący tryb życia / mała aktywność

1,40-1,69

Praca biurowa, brak regularnych ćwiczeń, większość czasu spędzana na siedząco

Umiarkowana aktywność

1,70-1,99

Praca fizyczna lub praca siedząca połączona z regularną, codzienną aktywnością fizyczną (np. 1 godzina joggingu)

Duża aktywność

2,00-2,40

Bardzo ciężka praca fizyczna (np. rolnik, górnik) lub codzienne, intensywne treningi sportowe

Ekstremalnie duża aktywność

> 2,40

Sportowcy wyczynowi w okresie intensywnych przygotowań, np. kolarze podczas Tour de France

PAL (physical activity level) - współczynnik aktywności fizycznej.

Tabela 1.9

Poziom aktywności a współczynnik aktywności fizycznej

Poziom aktywności

PAL

Opis

Brak aktywności

1,2

Pacjent leżący, osoba poruszająca się na wózku

Siedzący tryb życia

1,3-1,4

Praca biurowa, brak regularnej aktywności fizycznej

Niska aktywność

1,5-1,6

Praca siedząca + regularne spacery lub 1-2 lekkie treningi w tygodniu

Umiarkowana aktywność

1,7-1,8

Praca fizyczna lub praca siedząca + 3-4 intensywne treningi w tygodniu

Wysoka aktywność

1,9-2,1

Bardzo ciężka praca fizyczna lub codzienne, intensywne treningi

Bardzo wysoka aktywność

> 2,2

Sportowcy zawodowi, intensywne treningi 2 razy dziennie

Tabela 1.10

Klasyfikacja poziomu aktywności fizycznej na podstawie danych z krokomierza u zdrowych dorosłych

Liczba kroków w ciągu doby

Poziom aktywności fizycznej

< 5000

Siedzący tryb życia lub bardzo niska aktywność fizyczna

5000-7499

Niska aktywność fizyczna

7500-9999

Umiarkowana aktywność fizyczna

? 10 000

Wysoka aktywność fizyczna

> 12 500

Bardzo wysoka aktywność fizyczna

Metoda PAL jest doskonałym narzędziem do szacowania zapotrzebowania energetycznego dla grup populacyjnych oraz dla osób o stabilnym i przewidywalnym trybie życia. Jej ograniczeniem jest jednak uśrednianie aktywności w skali doby, co może być niedokładne dla osób, których poziom aktywności znacznie różni się między dniami roboczymi a weekendem czy między dniami treningowymi a dniami odpoczynku. W takich przypadkach bardziej precyzyjne może być zastosowanie metody sumowania wydatków energetycznych z wykorzystaniem MET lub zaplanowanie różnej kaloryczności diety na poszczególne dni (tzw. calorie cycling).

Warto podkreślić, że wybór PAL bywa subiektywny - pacjenci często przeszacowują swoją aktywność. Dlatego zaleca się dokładny wywiad i ewentualnie wykorzystanie ustrukturyzowanych kwestionariuszy aktywności (np. IPAQ) w celu walidacji deklaracji. U osób starszych aktywność należy dostosować do możliwości zdrowotnych, lecz nawet seniorom zaleca się przynajmniej 30 minut umiarkowanego ruchu dziennie (PAL nie mniejszy niż 1,39), a optymalnie ok. 1,75 dla zachowania masy ciała.

Bilans energetyczny to zależność między energią dostarczaną z pożywieniem a energią wydatkowaną przez organizm. Wyróżnia się trzy stany:

- bilans zrównoważony - gdy kalorie z pożywienia pokrywają dokładnie wydatki (ryc. 1.3). Skutkuje to utrzymaniem stałej masy ciała i kompozycji ciała. Ustrój znajduje się w równowadze: tempo procesów anabolicznych (budowy tkanek) odpowiada katabolicznym (rozpadu tkanek);

- bilans dodatni - gdy podaż energii przewyższa wydatek (ryc. 1.4). Nadmiar energii odkłada się w postaci przyrostu masy ciała (zarówno tkanki tłuszczowej, jak i beztłuszczowej, zależnie od bodźców). Taki stan jest pożądany np. u osób z niedowagą, dzieci w fazie wzrostu czy sportowców budujących masę mięśniową, jednak przewlekły bilans dodatni u osób nieaktywnych prowadzi do nadwagi i otyłości. Częste przyczyny dodatniego bilansu to nadmierna podaż wysoko kalorycznej żywności (zwłaszcza bogatej w cukry proste i tłuszcze) i jednoczesny niski poziom aktywności. Warto zaznaczyć, że przy ciągłym nadmiarze energii mogą pojawić się niekorzystne konsekwencje metaboliczne, np. insulinooporność (organizm "broni się" przed nadmiarem substratów);

- bilans ujemny - gdy podaż jest mniejsza niż wydatek (ryc. 1.5). Organizm czerpie wtedy brakującą energię z własnych zasobów - następuje redukcja masy ciała (utraty tkanki tłuszczowej, ale też części beztłuszczowej). Ujemny bilans jest pożądany przy odchudzaniu osób z nadwagą. Jednak należy go wprowadzać rozważnie - zbyt duży deficyt lub długotrwały niedobór energii może prowadzić do niedożywienia i poważnych problemów zdrowotnych.

Utrzymanie odpowiedniej kaloryczności diety nie musi być realizowane każdego dnia. Doskonale sprawdza się periodyzacja redukcji masy ciała, dzięki której pacjent ma większe szanse na długoterminowe utrzymanie redukcji oraz unikanie potencjalnych adaptacji metabolicznych. W praktyce może to mieć następującą postać:

- 3 tygodnie diety redukcyjnej, 1 tydzień diety normokalorycznej lub

- 10 dni diety redukcyjnej, 4 dni diety normokalorycznej.

Przerwy w okresie redukcji powinny być indywidualnie dostosowane do pacjenta. Ważne, aby w ich trakcie stosował on dietę na poziomie swojego całkowitego zapotrzebowania energetycznego, a nie dietę wysokoenergetyczną, która będzie nasilać insulinooporność.

Adaptacja do deficytu energii (w dół). Przy dłuższym utrzymywaniu ujemnego bilansu organizm uruchamia mechanizmy oszczędzające energię, określane jako adaptacyjna termogeneza lub potocznie "spowolnienie metabolizmu". Składają się na to:

- spadek PPM - w wyniku mniejszej masy ciała (to naturalne), ale również efektywnego hamowania tempa procesów. Udowodniono, że u osób odchudzających się PPM spada bardziej, niż wynikałoby to tylko z ubytku kilogramów - to metabolic adaptation właśnie. Na szczęście efekt ten, choć ekstremalny - rzędu kilkudziesięciu do kilkuset kcal dziennie - bywa tymczasowy (po okresie stabilizacji masy ciała częściowo ustępuje);

- zmniejszenie NEAT - osoba na diecie redukcyjnej często staje się mniej ruchliwa mimo woli. Można zaobserwować np. więcej siedzenia, drzemki, wolniejsze ruchy. To automatyczna odpowiedź organizmu próbującego zaoszczędzić energię. Dlatego czasem chudnięcie zwalnia - bo choć jesz mało, to i spalasz mniej przez spadek aktywności;

- zmiany hormonalne - obniża się stężenie hormonów "sytości" (stężenie leptyny zmniejsza się wraz z tkanką tłuszczową), a rośnie stężenie hormonu "głodu" (greliny). To powoduje wzmożony apetyt i skłonność do przejadania po zakończeniu diety;

- zwiększenie efektywności mięśni - mitochondria mogą wytwarzać energię "oszczędniej", z mniejszą produkcją ciepła, by jak najwięcej energii użyć do pracy (wykazano to w niektórych badaniach po odchudzaniu).

Sumarycznie adaptacja metaboliczna sprawia, że tempo chudnięcia maleje z czasem na diecie redukcyjnej. Dlatego redukując masę ciała, często trzeba dokonywać korekt (np. po utracie 5 kg przeliczyć zapotrzebowanie na nowo dla mniejszej masy i uwzględnić możliwe spowolnienie). Niektóre strategie - jak refeed (zaplanowane dni z wyższą podażą kalorii) czy diet break (przerwa od diety) - są stosowane, by zniwelować te efekty.

Ważne jest też, aby na początku nie zmniejszać liczby kalorii zbyt drastycznie, bo to szybciej uruchamia silne adaptacje. Lepiej chudnąć wolniej (0,5-1 kg/tydz.) niż za cenę zdrowia głodzić się dla 2-3 kg/tydz. U osób otyłych początkowo spadki masy ciała mogą być większe bez szkody (bo jest duża nadwyżka energetyczna do spalenia), ale im bliżej prawidłowej masy ciała, tym ostrożniej trzeba podchodzić do deficytu.

Diet breaks

Na początku stycznia 2024 r. opublikowano przegląd systematyczny z metaanalizą badań randomizowanych oceniających skuteczność planowanych przerw od deficytu energetycznego (intermittent dieting with breaks - INT-B) w porównaniu z ciągłą restrykcją energetyczną (CER).

- Materiał badawczy: 12 badań randomizowanych, łącznie 881 uczestników. Uwzględniono wyłącznie interwencje z przerwami od deficytu (od 2 dni do 2 tygodni); błędnie łączone w niektórych pracach schematy przerywanego postu (IF, ADF, 5/2) nie były częścią analiz, ponieważ stanowią odrębne strategie żywieniowe.

- Wyniki dotyczące składu ciała: zarówno INT-B, jak i CER prowadziły do porównywalnej poprawy wskaźników składu ciała: istotnego zmniejszenia masy ciała, masy tłuszczowej, odsetkowej zawartości tkanki tłuszczowej, BMI oraz obwodu talii. Nie wykazano istotnych różnic w zmianach FFM między podejściami.

- Adaptacje metaboliczne: mimo podobnych efektów dotyczących składu ciała, analizy wewnątrzgrupowe wskazały na mniejszy spadek spoczynkowej przemiany materii (RMR) po INT-B niż po CER, co sugeruje potencjalne złagodzenie adaptacji metabolicznych.

- Ograniczenia interpretacyjne: kluczowym ograniczeniem jest czas pomiaru RMR. Wykonanie pomiaru bezpośrednio po zakończeniu okresu deficytu (przy wciąż obniżonej podaży energii) może skutkować niższymi wartościami niż pomiar po krótkim okresie zwiększonej podaży energii przy utrzymanej masie ciała, co może zaburzać interpretację wyników.

- Implikacje praktyczne: diet breaks mogą mieć zastosowanie w praktyce (także z powodów psychologicznych), ale nie stanowią "game changera". Nie ma konieczności ich sztywnego planowania ani wprowadzania mimo braku wskazań. To narzędzie, które warto rozważyć w razie zastoju masy ciała, braku progresu czy w okresach zwiększonego obciążenia życiowego.

Dłuższe przerwy w odchudzaniu

W ostatnich latach wzrosło zainteresowanie strategią redukcji masy ciała obejmującą dłuższe, planowane przerwy od ciągłego deficytu energetycznego.

- Zakres przeglądu: 8 badań (796 uczestników), czas trwania interwencji 8-52 tygodni. Porównywano strategię z planowanymi przerwami z ciągłą restrykcją. W okresach przerw najczęściej zalecano utrzymanie masy ciała lub stosowanie "zwyczajowej diety".

- Efekty redukcji: średnia zmiana masy ciała w grupach z przerwami wyniosła -7,09 kg, a w grupach z ciągłym deficytem -7,00 kg - różnica nieistotna statystycznie.

- Utrzymanie efektów w obserwacji: w okresie follow-up odnotowano niewielką tendencję do lepszego utrzymania spadku masy ciała w grupach z przerwami (-6,91 kg vs. -6,19 kg). Na wynik tej analizy mogły istotnie oddziaływać dane z badania MATADOR, w którym 6-miesięczna obserwacja wykazała znacznie lepsze utrzymanie utraconej masy ciała w grupie z przerwami (-11,1 vs. -3,0 kg).

- Wnioski autorów: brak jednoznacznych dowodów, że zaplanowane przerwy są łatwiejsze do przestrzegania niż ciągła restrykcja, ale brak również dowodów na ich gorszą skuteczność. Dla części osób mogą być efektywną opcją. Najkorzystniejsze wyniki obserwowano przy dłuższych przerwach (? 2 tygodnie) oraz zaleceniu utrzymania masy ciała w okresie przerwy.

- Perspektywa praktyczna: w podejściu pragmatycznym przerwy mogą sprzyjać uczeniu się aktywnej kontroli masy ciała i wspierać długoterminowe utrzymanie efektów. Konieczne są jednak dalsze badania porównujące różne schematy przerw, aby sformułować wiążące rekomendacje.

1.1.10.Zastosowanie praktyczne i konteksty specjalne

Teoretyczna wiedza na temat składowych wydatku energetycznego i wzorów predykcyjnych nabiera pełnego znaczenia dopiero w momencie zastosowania jej w praktyce do stworzenia indywidualnych zaleceń. Proces ten wymaga nie tylko umiejętności obliczeniowych, lecz także zdolności do syntezy danych, krytycznej oceny i dostosowania strategii do specyficznych potrzeb pacjenta, uwzględniając jego cele, stan fizjologiczny i styl życia.

Zapotrzebowanie energetyczne w cyklu życia i stanach fizjologicznych

Zapotrzebowanie na energię nie jest stałe i ulega dynamicznym zmianom w zależności od etapu życia i stanu fizjologicznego organizmu.

- Dzieci i młodzież: w okresach intensywnego wzrostu zapotrzebowanie energetyczne jest relatywnie wysokie. Koszt energetyczny związany z samym procesem wzrostu u niemowląt w pierwszych miesiącach życia może stanowić aż 35% CPM. Udział ten spada do ok. 5% pod koniec pierwszego roku życia i utrzymuje się na poziomie 1-2% aż do zakończenia okresu dojrzewania. Polskie normy żywienia precyzyjnie określają zapotrzebowanie dla poszczególnych grup wiekowych, uwzględniając masę ciała i zróżnicowany poziom aktywności fizycznej.

- Ciąża: zapotrzebowanie energetyczne wzrasta w celu pokrycia kosztów rozwoju płodu, łożyska, macicy oraz budowy rezerw tkanki tłuszczowej matki. Zgodnie z aktualnymi polskimi normami, dodatkowe zapotrzebowanie wynosi:

- I trymestr: + 70 kcal/dobę;

- II trymestr: + 260 kcal/dobę;

- III trymestr: + 500 kcal/dobę.

- Laktacja: produkcja mleka jest procesem wysoce energochłonnym. W pierwszych 6 miesiącach wyłącznego karmienia piersią, dodatkowe zapotrzebowanie energetyczne kobiety szacuje się na ok. 500 kcal/dobę. Część tej energii (ok. 170 kcal/dobę) jest mobilizowana z zapasów tkanki tłuszczowej zgromadzonych podczas ciąży.

- Osoby starsze: Obserwuje się stopniowy spadek PPM. Jest to głównie wynikiem sarkopenii, czyli postępującej utraty masy mięśniowej, która jest tkanką metabolicznie aktywną. Beztłuszczowa masa ciała może zmniejszyć się o 10% między 25. a 60. rokiem życia i o kolejne 10% do 75. roku życia. Zazwyczaj towarzyszy temu również spadek spontanicznej aktywności fizycznej. W rezultacie całkowite zapotrzebowanie energetyczne osób w podeszłym wieku jest niższe niż u młodszych dorosłych o tej samej masie ciała.

Adaptacje metaboliczne w trakcie redukcji masy ciała

Podczas długotrwałego deficytu kalorycznego organizm uruchamia szereg mechanizmów adaptacyjnych, mających na celu oszczędzanie energii i przeciwdziałanie dalszej utracie masy ciała. Zjawisko to, nazywane adaptacyjną termogenezą lub adaptacją metaboliczną, jest główną przyczyną występowania tzw. plateau redukcyjnego oraz zwiększonego ryzyka efektu jo-jo po zakończeniu diety.

Adaptacja metaboliczna objawia się obniżeniem CPM w stopniu większym, niż wynikałoby to jedynie z redukcji masy ciała. Obejmuje ona wszystkie składowe CPM:

- spadek PPM/SPM - obniżenie spoczynkowego tempa metabolizmu, częściowo niezależne od utraty beztłuszczowej masy ciała; to efekt zmian hormonalnych, m.in. spadku poziomu hormonów tarczycy i leptyny;

- spadek TEF - mniejsza ilość spożywanego pokarmu naturalnie obniża termiczny efekt pożywienia;

- spadek PAEE - najbardziej znaczący komponent adaptacji.

- EAT - zmniejszona masa ciała obniża koszt energetyczny wykonywania tych samych ćwiczeń (np. lżejsza osoba spala mniej kalorii podczas biegu na tym samym dystansie);

- NEAT - organizm w deficycie podświadomie ogranicza wszelką spontaniczną aktywność - mniej gestykulujemy, częściej wybieramy pozycję siedzącą, odczuwamy większe zmęczenie. Ten spadek NEAT może być bardzo znaczący i w dużym stopniu niwelować wygenerowany deficyt.

Zrozumienie tych mechanizmów jest kluczowe dla skutecznego prowadzenia terapii odchudzającej. Strategie przeciwdziałające adaptacji metabolicznej obejmują m.in. stosowanie diet o wysokiej zawartości białka (maksymalizacja TEF), włączenie treningu siłowego (ochrona FFM i PPM), świadome utrzymywanie wysokiego poziomu NEAT (np. liczenie kroków) oraz planowane przerwy w diecie (tzw. diet breaks) w celu normalizacji hormonalnej i psychologicznej regeneracji.

Na koniec warto wspomnieć, że bilans energetyczny to nie wszystko - liczy się również jakość diety. Niemniej jednak, w kontekście masy ciała, to bilans decyduje o kierunku zmian. Często powtarzamy: "nie da się wytrenować złej diety", bo nawet duża aktywność nie pomoże, jeśli ktoś stale jest na dodatnim bilansie i je dużo ponad swoje potrzeby. Z drugiej strony osoby ograniczające kalorie poniżej zapotrzebowania muszą uważać, by dieta nadal dostarczała wszystkich niezbędnych składników (białka, witamin, mikroelementów); w przeciwnym razie pojawią się niedobory mimo pozornie właściwej kaloryczności.

Oszacowanie zapotrzebowania energetycznego jest procesem złożonym, wymagającym zarówno solidnej wiedzy teoretycznej, jak i umiejętności praktycznych. Prawidłowo przeprowadzona kalkulacja stanowi punkt wyjścia do skutecznej interwencji dietetycznej, jednak zawsze powinna być traktowana jako estymacja, którą należy weryfikować i modyfikować na podstawie indywidualnej odpowiedzi pacjenta - monitorowania zmian masy i składu ciała, wyników sportowych oraz ogólnego samopoczucia.

1.1.11.Pytania kontrolne

1. Wyjaśnij, dlaczego fizjologiczny równoważnik energetyczny białka (4 kcal/g) jest niższy niż jego fizyczny równoważnik energetyczny (5,65 kcal/g), odnosząc się do procesów metabolicznych w organizmie.

2. Porównaj tkankę tłuszczową i glikogen jako magazyny energii, uwzględniając ich pojemność, gęstość energetyczną i stopień uwodnienia. Jakie ma to praktyczne znaczenie na początku diety redukcyjnej?

3. Dwie kobiety w tym samym wieku (35 lat), o tej samej masie ciała (65 kg) i wzroście (168 cm) mają różne PPM. Jedna jest entuzjastką treningu siłowego (20% tkanki tłuszczowej), a druga prowadzi siedzący tryb życia (35% tkanki tłuszczowej). Wyjaśnij, która z nich będzie miała wyższe PPM i dlaczego, odwołując się do metabolicznej aktywności poszczególnych tkanek.

4. Na czym polega zjawisko "ograniczonego wydatku energetycznego" (constrained energy expenditure)? Opisz, jak może ono wpłynąć na efekty odchudzania u osoby, która zwiększyła objętość treningów, nie zmieniając diety.

5. Dla jakiej populacji wzór Mifflina-St Jeora jest uważany za najbardziej odpowiedni, a dla jakiej wzór Katch-McArdle? Uzasadnij swój wybór.

6. Jaka jest główna wada praktyczna stosowania wzorów opartych na FFM?

7. Mężczyzna o masie 80 kg przez 30 minut biega w tempie, któremu odpowiada wartość 10 MET. Oblicz całkowity (brutto) oraz dodatkowy (netto) koszt energetyczny tego treningu.

8. Czym różni się metoda szacowania CPM z użyciem współczynnika PAL od metody sumowania wydatków energetycznych z użyciem MET? W jakiej sytuacji druga metoda może być bardziej precyzyjna?

9. Wymień i krótko opisz trzy główne mechanizmy składające się na zjawisko adaptacji metabolicznej podczas długotrwałej diety redukcyjnej.

10. Dlaczego zapotrzebowanie energetyczne kobiet w III trymestrze ciąży wzrasta o ok. 500 kcal/dobę, podczas gdy w I trymestrze jest to zaledwie 70 kcal/dobę?

1.1.12.Praktyka dietetyka

Jak wykorzystać powyższą wiedzę w codziennej pracy z pacjentem? Oto najważniejsze praktyczne wskazówki:

- Obliczaj PPM i CPM indywidualnie. Zawsze zaczynaj planowanie diety od oszacowania podstawowej przemiany materii pacjenta (najlepiej wzorem Mifflina-St Jeora, ewentualnie Harrisa-Benedicta, uwzględniając specyfikę pacjenta). Następnie pomnóż przez odpowiedni współczynnik aktywności (PAL). Jeśli masz dostęp do pomiaru kalorymetrycznego - wykorzystaj go, bo da najdokładniejszy wynik. Zwracaj uwagę na skład ciała - u osób bardzo otyłych rozważ użycie masy należnej lub beztłuszczowej w równaniu.

- Weryfikuj wywiadem poziom aktywności. Dopytuj szczegółowo o tryb dnia pacjenta. Często ktoś deklaruje bycie "aktywnym", a w rzeczywistości ćwiczy 2 razy w tygodniu po 30 minut (co odpowiada raczej niskiej aktywności). Używaj prostych pytań: Ile godzin dziennie spędza pan/pani na chodzeniu, staniu, a ile na siedzeniu?, Czy uprawia pan/pani sport, jak często, jak długo?. Możesz posłużyć się też standaryzowanymi kwestionariuszami (IPAQ) lub danymi z krokomierza/SmartWatcha. Dokładniejsze określenie PAL = trafniejsze wyliczenie CPM.

- Obserwuj i dostosowuj. Traktuj obliczone zapotrzebowanie jako punkt wyjścia, a nie dogmat. Monitoruj masę ciała pacjenta i samopoczucie. Jeśli mimo diety masa rośnie/spada inaczej niż planowano - koryguj kaloryczność. Przykładowo jeśli pacjent odchudza się na diecie 1800 kcal, a masa ciała nie zmienia się przez 3-4 tygodnie, to być może jego realne CPM jest niższe niż wyliczone. W takiej sytuacji rozważ redukcję do 1600-1700 kcal lub upewnij się, że nie występują "ukryte" nadprogramowe kalorie w diecie.

- Uwzględniaj stan pacjenta. W szczególnych sytuacjach klinicznych (ciąża, choroby, rekonwalescencja) stosuj odpowiednie korekty. Kobiecie ciężarnej dodaj kalorie zgodnie z trymestrem i dynamiką przyrostu masy ciała. U chorego po operacji nie bój się dać więcej kalorii, jeśli to potrzebne do wyzdrowienia - nawet kosztem chwilowego dodatniego bilansu. U seniora z niedożywieniem priorytetem jest pokrycie PPM i trochę ponad, mimo że teoretycznie prowadzi siedzący styl życia - zapobiegasz wyniszczeniu.

- Pamiętaj o białku i innych składnikach. Przy układaniu diety redukcyjnej staraj się, by deficyt nie powodował niedoborów. Szczególnie zadbaj o podaż białka oraz witamin i składników mineralnych (dieta musi być gęsta odżywczo!).

- Edukacja pacjenta. Tłumacz prostym językiem koncepcję bilansu energetycznego. Wielu pacjentów nie dowierza, że "tylko tyle" czy "aż tyle" kalorii potrzebują. Posłuż się analogiami (np. Kalorie to paliwo - musimy nalać tyle, ile pan spala, inaczej będzie nadwyżka jak w baku albo odwrotnie). Uświadamiaj też, jak łatwo przekroczyć zapotrzebowanie niezdrowym jedzeniem (np. fast food plus cola mogą pokryć pół dziennej normy). Z drugiej strony osoby na diecie muszą rozumieć, że zbyt mało jedzenia spowalnia metabolizm i utrudnia chudnięcie.

- Wykorzystuj technologie. W praktyce pomocne są aplikacje i kalkulatory dietetyczne - wiele z nich ma wbudowane wzory PPM, bazy produktów itp. Można zlecić pacjentowi korzystanie z aplikacji do monitorowania diety/aktywności, aby sam zobaczył swój bilans (np. Fitatu). Jednak zawsze weryfikuj zebrane przez aplikację dane, ponieważ algorytmy czasem źle dobierają zapotrzebowanie (np. zbyt nisko ustawiają kalorie dla odchudzania). Rolą dietetyka jest spersonalizować te rekomendacje.

1.1.13.Podsumowanie

Zapotrzebowanie energetyczne stanowi fundament dietetyki praktycznej - decyduje o tym, ile pożywienia powinien otrzymać pacjent w ciągu doby. Poznaliśmy definicje i główne składowe wydatku energetycznego: PPM, aktywność fizyczną (w tym NEAT) i termogenezę poposiłkową. Omówiliśmy metody pomiaru i szacowania - od precyzyjnych (kalorymetria) po praktyczne wzory i tabele. Ważnym elementem było zrozumienie, jak różnią się potrzeby energetyczne w zależności od wieku (np. duże u dzieci, mniejsze u seniorów), stanu fizjologicznego (ciąża, laktacja) czy aktywności (sportowcy vs. osoby prowadzące siedzący tryb życia). Rozdział poruszył też aspekt bilansu energetycznego i mechanizmów adaptacyjnych organizmu, co tłumaczy, dlaczego kontrola masy ciała bywa wyzwaniem. Kluczowy przekaz dla przyszłego dietetyka brzmi: umiejętnie oszacuj zapotrzebowanie, ale zawsze weryfikuj je w praktyce i dostosowuj do konkretnej osoby. Ta wiedza pozwoli układać diety skuteczne, zbilansowane i bezpieczne.

PYTANIA TESTOWE

1. Który z poniższych czynników ma największy udział w całkowitym dobowym wydatku energetycznym przeciętnej osoby?

a) Termogeneza poposiłkowa (SDDP).

b) Aktywność fizyczna planowana (trening).

c) Podstawowa przemiana materii (PPM).

d) Termogeneza niewidoczna (NEAT, fidgeting).

2. Wskaż prawdziwe stwierdzenie dotyczące zapotrzebowania energetycznego w ciąży:

a) W pierwszym trymestrze ciąży zapotrzebowanie wzrasta o ok. 300 kcal, więc ciężarna powinna jeść o jedną przekąskę więcej.

b) W drugim i trzecim trymestrze zapotrzebowanie wzrasta - odpowiednio o ok. 300 kcal i 500 kcal - co odpowiada dodatkowo jednemu posiłkowi.

c) Kobiety otyłe w ciąży powinny stosować ujemny bilans energetyczny, by zapobiec przyrostowi masy ciała.

d) Podczas laktacji zapotrzebowanie maleje, ponieważ organizm czerpie energię ze zgromadzonego tłuszczu i nie trzeba zwiększać kaloryczności diety.

3. Piętnastoletnia dziewczyna (50 kg, 160 cm) trenuje taniec 5 razy w tygodniu po 90 minut. Zgodnie z normami jej zapotrzebowanie (EER) będzie:

a) Niższe niż dorosłej kobiety, bo nastolatki potrzebują mniej energii ze względu na mniejszą masę ciała.

b) Porównywalne z zapotrzebowaniem dorosłej kobiety o masie ok. 50 kg, czyli rzędu 1800-2000 kcal, bo wiek nie ma dużego znaczenia.

c) Wyższe niż u większości dorosłych kobiet - może sięgać ok. 2500 kcal lub więcej, z uwagi na intensywny wzrost i częste treningi.

d) Trudne do oszacowania - w praktyce u nastolatków nie stosuje się wzorów ani norm ze względu na zmiany hormonalne.

Do doczytania

1. Kalkulator: Body Weight Planner. Dostępne na: https://www.niddk.nih.gov/bwp (dostęp: 15.09.2025 r.) - ryc. 1.6.

2. Rychlik E., Stoś K., Woźniak A., Mojska H. (red.): Normy żywienia dla populacji polskiej. NIZP PZH-PIB, Warszawa 2024.

Rycina 1.6

Body weight planner.

Źródło: National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases (https://www.niddk.nih.gov/bwp).

Tabela 1.11

Hasła do wyszukiwania w bazach naukowych, np. w Google Scholar lub bazie PubMed

Tematyka

Hasła w języku polskim

Hasła w języku angielskim

Wzory PPM a dokładność

Dokładność równań metabolicznych

Accuracy of resting metabolic equations

Adaptacja metaboliczna przy odchudzaniu

Adaptacja metaboliczna odchudzanie

Adaptive thermogenesis weight loss

NEAT i wahania wydatku

NEAT aktywność spontaniczna

NEAT variability energy expenditure

Zapotrzebowanie w sporcie

Wydatki energetyczne sportowców

Energy expenditure athletes high

Normy żywienia energia

Normy zapotrzebowanie kalorie Polska

Dietary energy requirements recommendations

CHEAT SHEET

1. Z czego składa się CPM? To suma: PPM (podstawowa przemiana materii): Energia "na życie" (60-75%). TEF (termiczny efekt pożywienia): Energia na trawienie (ok. 10%). PAEE (aktywność fizyczna): trening (EAT) + reszta ruchu (NEAT) (15-30%+).

2. Jak obliczyć PPM? Używaj wzorów: dla populacji ogólnej - wzoru Mifflina-St Jeora (masa ciała, wzrost, wiek); dla sportowców (znane FFM) - wzoru Katch-McArdle (tylko FFM). Jak obliczyć CPM? Najprościej: CPM = PPM × PAL. Czym jest PAL? To współczynnik aktywności fizycznej.

3. Bilans energetyczny: dodatni (jesz > zużywasz): wzrost masy ciała; ujemny (jesz < zużywasz): redukcja masy ciała; zrównoważony (jesz = zużywasz): utrzymanie masy ciała. Złota zasada praktyka: obliczenia to tylko estymacja. Zawsze weryfikuj je, monitorując masę ciała pacjenta, i dostosowuj wartość energetyczną.

1.2.Makroskładniki

1.2.1.Białko - podstawowy budulec organizmu i ważny element diety

Budowa chemiczna białek

Białka to wielkocząsteczkowe związki organiczne, zbudowane z aminokwasów połączonych wiązaniami peptydowymi. Składają się z czterech pierwiastków głównych:

- węgiel (C),

- wodór (H),

- tlen (O),

- azot (N) - element wyróżniający białka spośród innych makroskładników.

Ponadto niektóre aminokwasy mogą zawierać:

- siarkę (S), np. metionina, cysteina;

- inne pierwiastki śladowe, np. jony metali w białkach złożonych.

Podstawowe elementy aminokwasu

Każdy aminokwas składa się z:

- centralnego atomu węgla (?),

- grupy aminowej (-NH2),

- grupy karboksylowej (-COOH),

- łańcucha bocznego (R), który determinuje charakter aminokwasu.

Struktury białek:

- pierwszorzędowa - kolejność aminokwasów (łańcuch polipeptydowy).

- drugorzędowa - układ przestrzenny (?-helisa, ?-harmonijka).

- trzeciorzędowa - trójwymiarowy kształt całego łańcucha.

- czwartorzędowa - kompleks kilku łańcuchów polipeptydowych (np. hemoglobina).

W tabeli 1.12 przedstawiono podział białek w zależności od różnych kryteriów.

Tabela 1.12

Podział białek

Kryterium podziału

Typ białek

Opis

Przykłady

Pochodzenie

Zwierzęce

Białka pochodzące z organizmów zwierząt, zwykle o pełnym aminogramie (wysoka wartość biologiczna)

Mięso, ryby, jaja, mleko, sery

Roślinne

Białka pochodzące z roślin, mogą mieć ograniczony aminokwas (np. lizynę w zbożach, metioninę w strączkach)

Strączki, zboża, orzechy, nasiona, warzywa

Pełnowartościowość aminokwasowa

Pełnowartościowe

Zawierają wszystkie EAA w ilościach zgodnych z zapotrzebowaniem człowieka

Jaja, mleko, mięso, soja, komosa ryżowa, ryby

Częściowo pełnowartościowe

Brak któregoś z EAA albo zbyt niski udział jednego z aminokwasów ograniczających

Większość białek roślinnych (np. pszenica - niedobór lizyny), dodatkowo żelatyna

Rozpuszczalność

Proste

Białka zbudowane wyłącznie z aminokwasów

Albuminy, globuliny, prolaminy, gluteliny

Złożone

Białka połączone z grupą niebiałkową (np. lipidy, węglowodany)

Lipoproteiny, glikoproteiny, fosfoproteiny

Struktura i funkcja

Fibrylarne

Nierozpuszczalne w wodzie, pełnią głównie funkcje strukturalne (budulcowe)

Kolagen, elastyna, keratyna

Globularne

Rozpuszczalne w wodzie, pełnią funkcje enzymatyczne, transportowe, immunologiczne i regulacyjne

Enzymy (np. amylazy), albuminy, immunoglobuliny, hemoglobina

EAA (essential amino acids) - aminokwasy egzogenne.

Aminokwasy - rodzaje, podział, przykłady

Organizm człowieka zawiera 20 aminokwasów białkowych, które budują wszystkie białka człowieka. Aminokwasy różnią się:

- polaryzacją,

- kwasowością i zasadowością,

- aromatycznością,

- zdolnością do tworzenia wiązań wodorowych,

- sztywnością konformacji,

- reaktywnością chemiczną.

Rola aminokwasów:

- elementy strukturalne białek,

- prekursory neuroprzekaźników i hormonów,

- regulatory metabolizmu,

- transport (żelaza, witamin, tlenu),

- tworzenie układu immunologicznego,

- składniki enzymów (trawiennych i wewnątrzkomórkowych).

Podział aminokwasów:

- egzogenne - aminokwasy, których człowiek NIE JEST W STANIE SYNTEZOWAĆ i które muszą być dostarczane z dietą:

- izoleucyna (Ile);

- leucyna (Leu);

- lizyna (Lys);

- metionina (Met);

- fenyloalanina (Phe);

- treonina (Thr);

- tryptofan (Trp);

- walina (Val);

- względnie egzogenne - aminokwasy, które mogą być syntetyzowane, ale ich ilość może być ograniczona (np. w chorobie, intensywnym treningu, wzroście). Muszą być dostarczane w niektórych sytuacjach:

- arginina (Arg);

- histydyna (His);

- seryna (Ser);

- cysteina (Cys);

- tyrozyna (Tyr);

- glicyna (Gly);

- prolina (Pro);

- glutamina (Gln);

- endogenne - aminokwasy, które organizm może wytworzyć w ilości pokrywającej zapotrzebowanie:

- alanina (Ala);

- asparagina (Asn);

- kwas asparaginowy (Asp);

- kwas glutaminowy (Glu).

Przykłady aminokwasów białkowych i kluczowe funkcje przez nie pełnione przedstawiono w tabeli 1.13.

Tabela 1.13

Przykłady aminokwasów białkowych i ich rola

Aminokwas

Kluczowa rola

Leucyna (Leu)

Regulacja syntezy białek mięśniowych, wpływa na mTOR

Lizyna (Lys)

Budowa kolagenu, prekursor L-karnityny. Mniejsza ilość w dietach wegetariańskich

Metionina (Met)

Prekursor homocysteiny, tauryny, wpływa na zdrowie kości (może powodować utratę wapnia z kości). Występuje w znacznych ilościach kazeinie i białku jaj

Fenyloalanina (Phe)

Prekursor dopaminy, adrenaliny i noradrenaliny. Występuje w aspartamie. Musi być ograniczana w fenyloketonurii

Tryptofan (Trp)

Prekursor serotoniny i melatoniny. Duże ilości w mięsie indyka i mleku. Może wywoływać efekt usypiający

Walina (Val)

Aminokwas rozgałęziony (BCAA), ważny dla mięśni

Izoleucyna (Ile)

Aminokwas rozgałęziony, wpływa na bilans azotowy

Treonina (Thr)

Składnik białek przewodu pokarmowego. Występuje licznie w kazeinie, mięsie, soczewicy i sezamie

Przykłady aminokwasów niebiałkowych:

- ?-alanina;

- cytrulina;

- GABA;

- homocysteina;

- homoseryna;

- hydroksyprolina;

- L-DOPA;

- ornityna.

Rola aminokwasów w metabolizmie i diagnostyce

Aminokwasy biorą udział w:

- regulacji bilansu azotowego;

- tworzeniu neuroprzekaźników (np. tryptofan ? serotonina);

- powstawaniu związków immunologicznych (np. arginina ? NO);

- tworzeniu hormonów (np. tyrozyna ? dopamina, adrenalina).

Dane na temat zawartości białka w produktach spożywczych zawarto w tabeli 1.14.

Tabela 1.14

Średnia zawartość białka w produktach spożywczych

Grupa

Produkt

Zawartość białka (g/100 g)

Zwierzęce

Sery podpuszczkowe

20-30

Mięso i wędliny

10-22

Ryby

15-20

Sery twarogowe

10-20

Jaja

10-12

Mleko i napoje mleczne

3-4

Roślinne

Strączki

7-25

Orzechy i nasiona

15-25

Zboża

5-15

Warzywa

1-4

Ziemniaki

ok. 2

Owoce

0,5-1

Jakość i wartość odżywcza białka

Białko wzorcowe:

- do końca 1. roku życia mleko matki;

- pierwotnie białko jaja kurzego.

Białko pełnowartościowe i aminokwas ograniczający

Co to znaczy "białko pełnowartościowe"? Białko pełnowartościowe to takie, które zawiera pełny zestaw aminokwasów egzogennych (EAA) w proporcjach odpowiadających potrzebom organizmu człowieka. Innymi słowy - jest to białko, które może samodzielnie pokryć zapotrzebowanie organizmu na aminokwasy egzogenne.

Białko a EAA:

- organizm człowieka wymaga odpowiednich ilości EAA (np. leucyny, lizyny, tryptofanu, metioniny), aby prawidłowo przeprowadzać procesy syntezy białek;

- choć wszystkie roślinne produkty białkowe zawierają EAA, to najczęściej proporcje te odbiegają od wzorca (np. WHO/FAO), co ogranicza efektywność ich wykorzystania.

Aminokwas ograniczający to ten aminokwas, którego zawartość jest najniższa względem białka wzorcowego (np. WHO). Najczęściej ograniczającym aminokwasem jest:

- lizyna (np. w zbożach);

- tryptofan (np. w kukurydzy);

- metionina (np. w roślinach strączkowych);

- walina (czasami).

Aminokwas ograniczający można zobrazować jako beczkę Liebiga (ryc. 1.7), gdzie najniższa "klepka" beczki (aminokwas ograniczający) ogranicza całkowitą ilość "wody" (czyli zdolność do budowy białka).

Tak jak beczka może pomieścić tylko tyle wody, na ile pozwala najniższa deska, tak organizm może efektywnie syntetyzować białko tylko do poziomu ograniczającego aminokwasu.

Wskaźnik aminokwasu ograniczającego:

- określa stosunek ilości aminokwasu ograniczającego w testowanym białku do ilości tego aminokwasu we wzorcu;

- wynik < 100% oznacza niedobór danego aminokwasu w stosunku do wzorca i ograniczoną efektywność wykorzystania białka.

Jak rozwiązać problem ograniczających aminokwasów? Poprzez:

- łączenie białek roślinnych (np. strączków ze zbożami);

- dodatek aminokwasów;

- wybór roślinnych źródeł białka o wyższym profilu EAA (np. soja, komosa ryżowa);

- zwiększenie ilości białka roślinnego w diecie.

Białka różnią się wartością odżywczą, która zależy od:

- profilu aminokwasowego (zwłaszcza EAA);

- strawności (wpływ sposobu obróbki, obecności błonnika i innych związków);

- przyswajalności aminokwasów;

- efektywności ich wykorzystania do syntezy białek ustrojowych.

Dlatego wprowadzono różne metody oceny jakości białek, które pozwalają precyzyjnie określić, jak dane białko może być wykorzystane w organizmie człowieka.

Metody oceny jakości białek

PDCAAS (Protein Digestibility-Corrected Amino Acid Score):

- określa wartość odżywczą białka jako iloczyn aminokwasu ograniczającego (tego, którego jest najmniej) i strawności;

- wynik maksymalny: 1,00 (np. jajo kurze, białko mleka, kazeina, izolat sojowy).

Wartość PDCAAS w wybranych produktach przedstawiono w tabeli 1.15.

Tabela 1.15

Wartość PDCAAS w wybranych produktach

Produkt

PDCAAS

Jaja

1,00

Serwatka (WPC)

1,00

Mleko krowie

1,00

Soja

0,91

Wołowina

0,92

Groch

0,67

Owies

0,57

Pszenica

0,45

Rycina 1.8

Efekt uzupełniania aminokwasów w białkach pochodzenia roślinnego.

Wartość biologiczna (biological value - BV). Określa, jaki procent przyswojonego białka może być zatrzymany w organizmie do budowy i regeneracji tkanek:

- wysoki BV: jaja (ok. 100%), mleko (ok. 95%), mięso (80-90%);

- niski BV: pszenica (ok. 50%), orzechy (60-65%).

Wykorzystanie netto białka (net protein utilization - NPU). Połączenie dwóch aspektów:

- strawności białka;

- efektywności zatrzymania azotu.

Wskaźnik wydajności wzrostowej (protein efficiency ratio - PER):

- wynik daje pogląd na efektywność białka poprzez pomiar przyrostu masy ciała na jednostkę spożytego białka;

- istotny głównie w badaniach wzrostu u zwierząt.

Czy białka roślinne są mniej wartościowe?

Roślinne białka mogą mieć niższą jakość (np. mniejsza całkowita zawartość aminokwasów egzogennych), ale:

- odpowiedni dobór i łączenie białek (np. strączków ze zbożami) zapewnia kompletny profil aminokwasowy;

- coraz więcej badań (np. Hevia-Larraín i wsp. 2019) wskazuje, że dieta roślinna może być tak samo skuteczna jak mieszana/zwyczajowa/tradycyjna w budowaniu masy mięśniowej, gdy zapewni się odpowiednią ilość białka (1,6 g/kg mc.).

Przykłady wartościowego białka roślinnego przedstawiono w tabeli 1.16.

Tabela 1.16

Przykłady produktów roślinnych z wartościowym białkiem

Produkt

Dominujące aminokwasy

DIAAS (%)

Soja

Leucyna, lizyna

ok. 98,5

Komosa ryżowa

Leucyna, walina

85-95

Groch

Lizyna

ok. 67

Orzechy

Arginina, leucyna

40-60

Metabolizm białka

Metabolizm białka to proces dynamiczny, obejmujący trawienie, wchłanianie, dystrybucję, syntezę i degradację aminokwasów. Organizm człowieka znajduje się w ciągłym obrocie białek (tzw. protein turnover), który zapewnia adaptację do zmieniających się warunków - wzrostu, treningu, choroby, urazu.

Trawienie białka. Fazy trawienia i wchłaniania białek w przewodzie pokarmowym przedstawiono w tabeli 1.17.

Tabela 1.17

Etapy trawienia i wchłaniania białek w przewodzie pokarmowym

Etap

Co się dzieje?

Kluczowe enzymy

Żołądek

- Denaturacja białek pod wpływem kwasu solnego

- Początek trawienia białek do polipeptydów

Kwas solny (HCl)

Pepsyna

Trzustka

- Wydzielanie enzymów proteolitycznych do dwunastnicy

- Rozkład białek i polipeptydów do mniejszych fragmentów

Trypsyna

Chymotrypsyna

Karboksypeptydazy

Proelastazy

Dwunastnica (rąbek szczoteczkowy)

- Ostateczny rozkład polipeptydów na aminokwasy i dipeptydy

Aminopeptydazy

Dipeptydazy

Jelito cienkie

- Wchłanianie aminokwasów, di- i tripeptydów do enterocytów

- Hydroliza di- i tripeptydów wewnątrz komórek

Erypsyna jelitowa

Żyła wrotna ? wątroba

- Przetransportowanie aminokwasów poprzez układ wrotny do wątroby, gdzie mogą być metabolizowane, przekształcane lub magazynowane

-

Jelito grube

- Niewchłonięte peptydy ulegają fermentacji bakteryjnej

- Powstawanie produktów metabolizmu bakterii jelitowych (np. SCFA, aminy biogenne)

Mikrobiota jelitowa

SCFA (short-chain fatty acid) - krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe.

Transport aminokwasów. Po wchłonięciu aminokwasy trafiają poprzez żyłę wrotną do wątroby:

- ok. 75% aminokwasów metabolizowanych jest bezpośrednio w wątrobie;

- ok. 25% kierowanych jest do krążenia ogólnoustrojowego.

Obrót białek (protein turnover):

- organizm człowieka zawiera 10-12 kg białka;

- codzienny obrót białek: ok. 300 g/dobę, z czego:

- 65-80% aminokwasów jest recyklingowanych;

- 30-40 g aminokwasów traconych jest bezpowrotnie i musi być uzupełnionych poprzez dietę;

- największy obrót dotyczy:

- mięśni szkieletowych,

- komórek jelita,

- narządów wewnętrznych.

Bilans azotowy (tab. 1.18). Ocena stanu odżywienia białkowego poprzez:

- pomiar azotu spożytego;

- pomiar azotu wydalonego (głównie z moczem, ale także kałem, złuszczającym się nabłonkiem).

Metabolizm aminokwasów. Po wchłonięciu aminokwasy mogą:

- być użyte do syntezy białek (mięśni, enzymów, hormonów);

- ulec deaminacji:

- powstaje grupa aminowa (NH2) ? przekształcana w amoniak (NH3);

- amoniak transportowany do wątroby i przekształcany w mocznik;

- mocznik wydalany jest poprzez nerki;

- pozostały szkielet węglowy:

- spala się jako substrat energetyczny;

- przekształca się w glukozę (aminokwasy glukogenne);

- przekształca się w ketony (aminokwasy ketogenne);

- jest magazynowany jako tłuszcz (w przypadku nadmiaru energii).

Obrót aminokwasów w sporcie:

- podczas intensywnego treningu aerobowego:

- aminokwasy mogą pokrywać 2-6% całkowitego wydatku energetycznego;

- przy maratonie (ok. 2000 kcal) daje to ok. 30 g aminokwasów;

- podczas treningu siłowego:

- następuje intensywne uszkodzenie mięśni (mikrouszkodzenia);

- organizm zwiększa tempo syntezy białek poprzez aktywację szlaków mTOR i zwiększone wychwytywanie aminokwasów rozgałęzionych (BCAA), w tym leucyny.

Metabolizm białka a choroby:

- stany kataboliczne (np. nowotwory, posocznica, urazy):

- przyspieszony rozpad białek;

- powstaje ujemny bilans azotowy;

- stany przewlekłe (np. sarkopenia, wyniszczenie):

- spadek beztłuszczowej masy ciała;

- ograniczona odpowiedź anaboliczna na białko;

- niewydolność narządów:

- nerek (konieczność ograniczenia białka);

- wątroby (zaburzony cykl mocznikowy, encefalopatia).

Tabela 1.18

Bilans azotowy

Stan bilansu azotowego

Opis

Dodatni

Azot dostarczany > azot wydalany (wzrost, ciąża, rekonwalescencja, budowanie masy mięśniowej)

Ujemny

Azot wydalany > azot dostarczany (niedożywienie, choroba, wyniszczenie, dieta ubogobiałkowa)

Zerowy

Azot dostarczany = azot wydalany (norma u zdrowych dorosłych)

Najważniejsze wnioski dotyczące metabolizmu białka:

- organizm znajduje się w ciągłym obrocie białek, które adaptują się do warunków;

- bilans azotowy pozwala ocenić kondycję organizmu;

- aminokwasy mają różne "losy" metaboliczne: budowa, energia, glukoneogeneza, ketogeneza;

- stany katabolizmu (np. uraz, choroba) zwiększają zapotrzebowanie na białko;

- BCAA mają ważne znaczenie w treningu, ale ich nadmiar może pogarszać zdrowie metaboliczne.

Rola białka w zdrowiu i chorobie

Białko to więcej niż makroskładnik "budujący mięśnie" - wpływa na zdrowie całego organizmu, od kości, poprzez układ immunologiczny, hormonalny, po zdrowie przewodu pokarmowego i kondycję psychiczną (tab. 1.19). Zarówno jego niedobory, jak i nadmiar, mogą kształtować przebieg i rokowanie w wielu jednostkach chorobowych.

Białko a mięśnie i sarkopenia:

- rola białka w budowie mięśni:

- leucyna i inne BCAA aktywują mTOR (mechanistyczny "włącznik" anabolizmu mięśniowego);

- Niedobór białka przyspiesza utratę masy mięśniowej:

- sarkopenia (osoby starsze);

- wyniszczenie nowotworowe (kacheksja);

- suplementacja białka (1,2-1,5 g/kg mc.) może ograniczyć utratę masy mięśniowej u seniorów;

- trening oporowy + odpowiednia ilość białka daje maksymalny efekt anaboliczny.

Tabela 1.19

Funkcje biologiczne białek i ich znaczenie kliniczne

Funkcja

Opis i przykładowe zastosowanie kliniczne

Strukturalno-budulcowa

Białka budują i utrzymują strukturę tkanek, m.in. skóry, mięśni, chrząstek, ścięgien, ścian naczyń

Przykład kliniczny: niedobór białka może skutkować trudnościami w gojeniu ran, atrofią mięśniową, pogorszeniem kondycji skóry u seniorów

Katalityczno-enzymatyczna

Białka to enzymy przyspieszające i regulujące kluczowe reakcje metaboliczne (np. trawienie, glikoliza, cykl Krebsa)

Przykład kliniczny: niedobory enzymów proteolitycznych mogą skutkować nietolerancją pokarmową, zaburzeniem wchłaniania aminokwasów i niedożywieniem

Transportowa

Białka umożliwiają transport hormonów, lipidów, metali, witamin i leków we krwi

Przykład kliniczny: niedobór albuminy może skutkować obrzękami i trudnościami w transporcie leków, pogarszając rokowanie u pacjentów z chorobami wątroby

Regulacji bilansu wodnego

Białka wiążą cząsteczki wody, zapewniając jej prawidłowe rozmieszczenie w organizmie

Przykład kliniczny: niedobory białka mogą skutkować obrzękami (np. kwashiorkor) u dzieci niedożywionych

Układ odpornościowy

Immunoglobuliny (np. IgG, IgA) rozpoznają i neutralizują patogeny, regulując aktywność układu immunologicznego

Przykład kliniczny: niedobory białka zmniejszają produkcję immunoglobulin, co zwiększa podatność na infekcje, wydłuża czas zdrowienia i pogarsza wyniki leczenia

Kontrola hemostazy

Białka krzepnięcia (np. fibrynogen, trombina) odpowiadają za prawidłowe zamknięcie uszkodzonych naczyń krwionośnych

Przykład kliniczny: niedobory białek krzepnięcia mogą skutkować skazami krwotocznymi i trudnościami w gojeniu ran po operacjach

Stabilizacja pH

Białka dzięki amfoterycznej budowie mogą wiązać lub oddawać jony H+, regulując równowagę kwasowo-zasadową

Przykład kliniczny: niedobory białka mogą pogłębiać zaburzenia równowagi kwasowo-zasadowej u pacjentów przewlekle niedożywionych

Źródło aminokwasów i energii

Białka mogą być rozkładane i służyć jako źródło aminokwasów do syntezy innych białek i związków azotowych, a także - w sytuacji niedoboru energii - jako substrat do produkcji glukozy

Przykład kliniczny: u pacjentów wyniszczonych (np. w chorobie nowotworowej) rozpad białek mięśniowych może przyspieszać kacheksję i pogarszać rokowanie

Przekazywania sygnałów

Białka receptorowe i sygnałowe umożliwiają precyzyjne sterowanie procesami metabolicznymi i hormonalnymi

Przykład kliniczny: defekty w budowie białek receptorowych mogą skutkować opornością na insulinę, czego przykładem jest rozwój cukrzycy typu 2

Regulacji hormonalnej

Część hormonów (np. insulina, glukagon, gastryna) jest zbudowana z aminokwasów i reguluje metabolizm, wzrost i inne ważne procesy