Kalorymetria Pośrednia: Jak Zmierzyć BMR, RMR i CPET?

Pomiar kalorymetrii pośredniej podczas treningu

Kalorymetria pośrednia należy do najdokładniejszych metod oceny wydatku energetycznego człowieka. Poprzez szczegółową analizę objętości pobieranego tlenu (V̇O₂) i wydalanego dwutlenku węgla (V̇CO₂) pozwala określić, w jakim stopniu poszczególne substraty energetyczne (węglowodany, tłuszcze i białka) uczestniczą w procesach metabolicznych zarówno w stanie spoczynku, jak i podczas wysiłku fizycznego.

W niniejszym artykule przedstawiam mechanizmy działania kalorymetrii pośredniej, zasady wykonywania badań spoczynkowych (BMR – Basal Metabolic Rate, RMR – Resting Metabolic Rate) oraz wysiłkowych (CPET – Cardio-Pulmonary Exercise Test). Ukazano też, jak interpretować uzyskane wyniki pod kątem doboru diety, treningu i szeroko pojętej optymalizacji metabolizmu energetycznego.

Spis treści

Kalorymetria Pośrednia – Istota, Zastosowania i Znaczenie

Kalorymetria pośrednia oferuje unikatową możliwość precyzyjnej oceny zapotrzebowania energetycznego. Dzięki temu umożliwia dokładne planowanie żywienia i strategii treningowej w wielu kontekstach, od medycyny klinicznej, przez sport, po rehabilitację. Jako trener personalny z Lublina, pomogę Ci wykorzystać wyniki kalorymetrii pośredniej do osiągnięcia Twoich celów. Oferuję również usługi trenera w Lublinie obejmujące spersonalizowany plan treningowy i żywieniowy oparty na rzetelnych danych.

Dlaczego Kalorymetria Pośrednia?

W kontekście analizy metabolizmu energetycznego, kalorymetria pośrednia oferuje kluczowe korzyści:

  1. Precyzja pomiaru
    Dokładna rejestracja pobierania tlenu i wydalania CO₂ umożliwia ustalenie faktycznego zapotrzebowania energetycznego oraz procentowego udziału poszczególnych substratów w pokryciu tego zapotrzebowania.
  2. Szerokie zastosowanie
    • Diagnostyka kliniczna – np. przy zaburzeniach odżywiania, w monitorowaniu chorób metabolicznych,
    • Dietetyka i żywienie sportowców – indywidualizacja planów żywieniowych,
    • Rehabilitacja – kontrola postępów pacjentów kardiologicznych, pulmonologicznych.
  3. Możliwość oceny zarówno w spoczynku, jak i w trakcie wysiłku
    • BMR/RMR pozwala precyzyjnie obliczyć dzienny wydatek energetyczny w stanie spoczynku,
    • CPET (ergospirometria) służy do kompleksowej oceny wydolności fizycznej i zakresu tętna sprzyjającego maksymalnemu spalaniu tłuszczów (FATmax) bądź poprawie wytrzymałości.

Zasady Działania Respirometru i Procedury Pomiarowe

Respirometr – Konstrukcja i Funkcje

W kalorymetrii pośredniej kluczowym narzędziem jest respirometr, który rejestruje:

  • Wentylację minutową (V̇E) – objętość powietrza wdychanego i wydychanego w ciągu minuty,
  • Skład powietrza wdechowego i wydechowego – w tym zawartość O₂ oraz CO₂.

W praktyce wykorzystuje się dwa główne tryby analizy:

  1. Breath-by-breath – analiza składu gazów przy każdym oddechu, co daje bardzo dynamiczny i dokładny obraz zmian fizjologicznych.
  2. Komora mieszania (mixing chamber) – powietrze wydechowe jest uśredniane w ustalonych odstępach czasu, co może być wygodne przy dłuższych testach o stałym obciążeniu.

Zastanawiasz się, jaki tryb analizy będzie najlepszy dla Ciebie? Umów się na konsultacje online, a pomogę Ci dobrać odpowiednią metodę i zinterpretować wyniki.

Kalibracja i Przygotowanie do Badania

Aby wyniki pomiarów były wiarygodne, należy:

  1. Przeprowadzić kalibrację czujników O₂ i CO₂ względem powietrza atmosferycznego oraz wzorca gazowego o znanym składzie,
  2. Zweryfikować przepływomierz (głowicę pomiarową) za pomocą wzorca objętości (np. 3- lub 5-litrowa strzykawka),
  3. Dobrać odpowiedni rozmiar maski i sprawdzić jej szczelność – powietrze wydychane nie powinno mieszać się z otoczeniem,
  4. Zachować warunki pomieszczenia (temperatura, wentylacja, wyciszenie) adekwatne do rodzaju testu.

Maski vs. Kapsuły Pomiarowe

  • Maski twarzowe stosuje się zwykle w testach wysiłkowych i krótszych pomiarach spoczynkowych; należy wprowadzić dane o objętości maski do ustawień respirometru, by zredukować wpływ oddechowej przestrzeni martwej.
  • Kapsuły pomiarowe (canopy) to opcja popularna w badaniach BMR/RMR – osoba badana leży, głowa znajduje się pod przejrzystą kopułą, co zwiększa komfort i redukuje czynniki stresogenne.

BMR i RMR – Podstawowa oraz Spoczynkowa Przemiana Materii

Różnice Między BMR a RMR

  • BMR (Basal Metabolic Rate) – minimalny wydatek energetyczny organizmu w warunkach całkowitego spokoju, tuż po przebudzeniu, po 12-godzinnym poście, w komfortowych warunkach termicznych (~28°C).
  • RMR (Resting Metabolic Rate) – spoczynkowa przemiana materii, mierzona w mniej rygorystycznych warunkach (np. 3–4 godziny od ostatniego posiłku), zwykle ok. 10% wyższa od BMR.

Chcesz poznać swoje BMR lub RMR i na tej podstawie zoptymalizować swoją dietę? Jako dietetyk w Lublinie i online, oferuję opiekę dietetyczną online, która uwzględnia wyniki kalorymetrii pośredniej. Pomogę Ci również ułożyć zdrowy jadłospis na 7 dni online, a w razie potrzeby również dietę na 14 dni lub jadłospis na 28 dni

Warunki Prawidłowego Wykonania Testu BMR/RMR

  1. Pomieszczenie: ciche, wyciszone, odpowiednio ogrzane, pozbawione bodźców zewnętrznych.
  2. Stan osoby badanej:
    • BMR: minimum 12-godzinny post, pomiar rano, brak wysiłku co najmniej 2 godz. przed badaniem, pozycja leżąca.
    • RMR: 3–4 godziny bez posiłku, unikanie wysiłku w dniu poprzedzającym test, pozycja leżąca bądź siedząca.
  3. Czas trwania: zwykle 15–30 minut; w ostatnich 5 minutach parametry V̇O₂, V̇CO₂ i RQ (respiratory quotient) powinny być stabilne w określonym polu tolerancji.

Interpretacja Wyników BMR/RMR

  • Współczynnik oddechowy (RQ) – stosunek V̇CO₂/V̇O₂; wartości bliskie 0,7 wskazują na dominację spalania tłuszczów, wartości ~1,0 oznaczają głównie spalanie węglowodanów, zaś typowy RQ w spoczynku najczęściej oscyluje w zakresie 0,8–0,85.
  • Wydatek energetyczny (EE, Energy Expenditure) – wyznaczany z całkowitego zużycia tlenu i uwzględnienia udziału poszczególnych substratów. Stanowi punkt wyjścia do określania dobowego zapotrzebowania kalorycznego.

RQ, RER i Udział Substratów w Procesach Metabolicznych

Współczynnik oddechowy (RQ) stosuje się głównie w spoczynku; w warunkach wysiłkowych analogicznym parametrem jest RER (Respiratory Exchange Ratio). Wraz ze wzrostem intensywności wysiłku RER może przekroczyć 1,0, co świadczy o rosnącej roli glikolizy beztlenowej i buforowania kwasu mlekowego.\

Przykłady Reakcji Spalania Głównych Substratów

  • RQ (Respiratory Quotient) dotyczy głównie spoczynku i metabolizmu tlenowego na poziomie komórkowym.
  • RER (Respiratory Exchange Ratio) – określa stosunek V̇CO₂/V̇O₂ w warunkach wysiłkowych; gdy intensywność wzrasta, RER może przekroczyć wartość 1,0 z powodu buforowania jonów wodorowych (H⁺) i zwiększonej produkcji CO₂.
Przykłady reakcji chemicznych związków, będących substratami energetycznymi
SubstratReakcjaO₂ : CO₂RQ
GlukozaC6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O6O2 : 6CO21,0
Kwas palmitynowyC16H32O2 + 23O2 → 16CO2 + 16H2O23O2 : 16CO20,7
BiałkoC72H112O2N22S + 77O2 → 63CO2 + 38H2O + SO3 + 9CO(NH2)277O2 : 63CO20,82

Z uwagi na stosunkowo niewielki procentowy udział białka w całkowitym bilansie energetycznym, przyjmuje się w warunkach spoczynkowych ok. 5% udziału białek (dla wysiłku – ok. 10%).

Bezbiałkowy Wskaźnik RQ (RQⁿPRO) i Wyliczanie Udziału Tłuszczów i Węglowodanów

Aby dokładniej oszacować, jak organizm czerpie energię z węglowodanów i tłuszczów, wprowadza się pojęcie bezbiałkowego współczynnika oddechowego (RQⁿPRO). Dokonuje się korekty na tlen zużywany w procesie spalania białka, zwykle przyjmując 5–15% udziału białek (w zależności od warunków badania)

Procentowy udział pobierania tlenu w utlenianiu tłuszczów i węglowodanów przy różnych wartościach RQⁿPROWartość RQⁿPROInterpretacja
%O2FAT = 100 – %O2PRORQⁿPRO ≤ 0,7Dominacja tłuszczów
%O2FAT = (100 – %O2PRO) × (1,0 – RQⁿPRO) / 0,30,7 < RQⁿPRO < 1,0Wzrasta udział węglowodanów
%O2FAT = 0RQⁿPRO ≥ 1,0Dominacja węglowodanów
%O2CHO = 0RQⁿPRO ≤ 0,7Brak spalania węglowodanów
%O2CHO = (100 – %O2PRO) × (RQⁿPRO – 0,7) / 0,30,7 < RQⁿPRO < 1,0Wzrost udziału węglowodanów
%O2CHO = 100 – %O2PRORQⁿPRO ≥ 1,0Całkowita dominacja CHO

%O2PRO oznacza procentowy udział tlenu w spalaniu białek (5–15%), natomiast FAT odnosi się do tłuszczów, a CHO do węglowodanów.

Obliczanie Całkowitego Wydatku Energetycznego

Każdemu litrowi zużytego tlenu (1 l O₂) przypisuje się określoną wartość energetyczną, tzw. Caloric Equivalent (CE). Standardowo przyjmuje się:

  • Węglowodany (CHO): ok. 21,1 kJ/l O₂
  • Tłuszcze (FAT): ok. 19,6 kJ/l O₂
  • Białka (PRO): ok. 18,8 kJ/l O₂

Mając zmierzone całkowite zużycie tlenu (V̇O₂) oraz procentowy udział tlenu w spalaniu danego substratu, oblicza się wydatek energetyczny z poszczególnych substratów, a następnie sumuje, otrzymując Total Energy Expenditure (TEE).

CPET – Test Ergospirometryczny w Warunkach Wysiłkowych

Cardio-Pulmonary Exercise Test (CPET) umożliwia ocenę wydolności fizycznej, na którą składają się:

  1. V̇O₂max – maksymalne pobieranie tlenu, kluczowy wskaźnik wydolności tlenowej,
  2. Próg przemian beztlenowych – intensywność, przy której następuje istotne zwiększenie udziału metabolizmu beztlenowego (wzrost stężenia mleczanów we krwi i RER > 1,0),
  3. Kinetyka RER – obserwacja, przy jakim obciążeniu rośnie RER powyżej 1,0, co wskazuje na przewagę spalania węglowodanów i buforowania kwasu mlekowego.

FATmax i FATmin

Wyniki CPET pozwalają również określić:

  • FATmax – zakres intensywności wysiłku, przy którym największy procent energii pochodzi z utleniania tłuszczów (pomocne w treningach redukcyjnych i długodystansowych),
  • FATmin – punkt, w którym spalanie tłuszczów gwałtownie spada, a dominują węglowodany (zwykle przekroczenie progu beztlenowego).

Planujesz rozpocząć treningi i chcesz zoptymalizować ich efekty? Skorzystaj z konsultacji z trenerem i dowiedz się, jak wykorzystać wyniki CPET w praktyce.

Najczęstsze Błędy Pomiarowe i Ograniczenia Kalorymetrii Pośredniej

  1. Nieprawidłowa kalibracja czujników i przepływomierza – prowadzi do błędów w pomiarze V̇O₂ i V̇CO₂.
  2. Niedostateczny post lub niewłaściwe warunki przed badaniem – np. spożycie posiłku lub napoju może znacząco wpłynąć na wynik BMR/RMR.
  3. Źle dopasowana maska – powietrze wydychane miesza się z atmosferycznym, zafałszowując pomiar.
  4. Brak stabilnej fazy pomiaru – nieutrzymywanie się parametrów w polu tolerancji (np. przez zbyt krótki czas trwania testu).
  5. Zbyt niska lub zbyt wysoka temperatura otoczenia – może wpływać na termogenezę, a tym samym na wzrost lub spadek wydatku energetycznego.

Jeśli z kolei jesteś osobą początkującą i nie wiesz, od czego zacząć swoją przygodę ze sportem, dobrym rozwiązaniem dla Ciebie jest trening indywidualny w Lublinie. Natomiast jeżeli mieszkasz w innej części Polski, również możesz skorzystać z moich usług, ponieważ oferuję prowadzenie trenerskie online. Dodatkowo mogę ułożyć dla Ciebie indywidualny plan na siłownię.

Podsumowanie i Praktyczne Wnioski

Kalorymetria pośrednia to metoda, która wnosi ogromną wartość w analizę metabolizmu energetycznego. Precyzyjne pomiary pobierania tlenu i wydalania CO₂ pozwalają:

  1. Określić BMR i RMR w spoczynku – ułatwiając dopasowanie planu żywieniowego, dobowego bilansu kalorycznego oraz leczenie zaburzeń metabolicznych.
  2. Zbadać wydolność i progi metaboliczne w wysiłku – dzięki CPET (ergospirometrii) można wyznaczyć V̇O₂max, próg przemian beztlenowych, RER i wskaźniki spalania tłuszczów (FATmax), co jest kluczowe w treningu sportowców, osób redukujących masę ciała czy pacjentów w rehabilitacji kardiologicznej.
  3. Zrozumieć udział poszczególnych substratów w pokryciu zapotrzebowania energetycznego – pozwala to na efektywne zarządzanie dietą i suplementacją, zwłaszcza u sportowców wytrzymałościowych.

Odpowiednio przeprowadzona kalorymetria pośrednia, uwzględniająca dokładną kalibrację urządzeń, rygorystyczne warunki pomiarowe i właściwą interpretację wyników, pozwala na spersonalizowane planowanie żywienia i treningu. Tym samym stanowi nieocenione wsparcie dla dietetyków, trenerów personalnych, lekarzy i fizjologów wysiłku w codziennej praktyce, umożliwiając precyzyjną kontrolę i optymalizację metabolizmu energetycznego.

Zapraszam również do obserwowania mojego profilu na Instagramie, gdzie regularnie publikuję porady dotyczące zdrowego odżywiania, treningu i suplementacji. Możesz także dołączyć do mojej grupy FitForce na Facebooku, gdzie znajdziesz wsparcie i motywację od osób o podobnych celach, a także ogromną dawkę wiedzy.

Najczęstsze Pytania i Odpowiedzi (FAQ) dotyczące Kalorymetrii

Jak długo powinien trwać post przed badaniem BMR?

Zaleca się co najmniej 12-godzinny post przed pomiarem BMR. Oznacza to, że pacjent nie powinien spożywać żadnych posiłków ani napojów (poza wodą) w godzinach poprzedzających test.

Czym różni się BMR od RMR i dlaczego BMR jest na ogół niższe?

BMR (Basal Metabolic Rate): wydatek energetyczny mierzony w warunkach najbardziej rygorystycznych (po całonocnym śnie, 12-godzinnym poście).
RMR (Resting Metabolic Rate): badanie w mniej restrykcyjnych warunkach, około 10% wyższe od BMR ze względu na włączone procesy takie jak termogeneza poposiłkowa.

Czy podczas badania kalorymetrii pośredniej mogę pić wodę?

Przy BMR zaleca się unikać spożywania nawet wody krótko przed pomiarem, by nie pobudzać przewodu pokarmowego. W przypadku RMR dopuszcza się niewielkie ilości wody, pod warunkiem że nie jest to napój kaloryczny czy pobudzający.

Czy stres lub brak snu może wpłynąć na wyniki kalorymetrii pośredniej?

Tak. Stres i niedobór snu podnoszą poziom kortyzolu i innych hormonów, co często skutkuje zawyżeniem wartości BMR/RMR. Dlatego przed badaniem warto zadbać o odpowiednią regenerację i unikać sytuacji stresowych.

Czy uzyskane wyniki wydatku energetycznego są wiążące w planowaniu diety?

Wyniki kalorymetrii pośredniej uchodzą za najbardziej rzetelne w określaniu faktycznych potrzeb energetycznych. Dietetycy i trenerzy używają ich jako bazy do personalizacji jadłospisów, łącząc je z innymi danymi (np. aktywność fizyczna, wiek, stan zdrowia).

Czy można wykonać badanie kalorymetrii pośredniej w warunkach domowych?

Istnieją przenośne urządzenia, lecz najwyższą dokładność zapewniają aparaty stacjonarne w kontrolowanych warunkach (laboratoria, kliniki). Badania domowe mogą być poglądowe, ale zwykle mają większy margines błędu.

Jak często powinno się wykonywać testy kalorymetrii pośredniej?

Zależy to od celu: w przypadku redukcji masy ciała, pomiary powtarza się co kilka tygodni lub miesięcy. U sportowców testy ergospirometryczne wykonuje się zwykle w kluczowych fazach sezonu, aby oceniać adaptację organizmu do obciążenia treningowego.

Czy kalorymetria pośrednia sprawdza się w ocenie diety ketogenicznej?

Tak, jest bardzo przydatna w ocenie metabolicznej przy diecie keto, ponieważ pozwala potwierdzić dominację spalania tłuszczów przez analizę wartości RQ (zbliżonej do 0,7).

Czy wyniki CPET mogą pomóc w poprawie wyników sportowych?

Zdecydowanie tak. Analiza V̇O₂max, progu przemian beztlenowych i zmian RER przy różnych obciążeniach pomaga zoptymalizować trening, zarządzając intensywnością wysiłków i czasem regeneracji.

Czy kalorymetrię pośrednią można stosować u osób z chorobami układu krążenia lub oddechowego?

Tak, ale zawsze pod nadzorem medycznym. U pacjentów kardiologicznych i pulmonologicznych protokół badania należy dostosować do ich stanu zdrowia, a zebrane dane służą m.in. do ustalania bezpiecznych zakresów wysiłkowych w rehabilitacji.

Bibliografia

  1. Achten, J., & Jeukendrup, A. E. (2004). Optimizing fat oxidation through exercise and diet. Nutrition, 20(7-8), 716–727.
  2. Schoffelen, P. F. M., & Plasqui, G. (2018). Classical experiments in whole-body metabolism: open-circuit respirometry-diluted flow chamber, hood, or facemask systems. European Journal of Applied Physiology, 118(1), 33–49.

Oszczędź -10%

Zniżki, na moje usługi online!

Zapisz się i odbierz -10% na start! Bądź na bieżąco z nowościami ze świata diety i treningu.

Nie spamujemy! Przeczytaj naszą politykę prywatności, aby uzyskać więcej informacji.

Oszczędź -10%

Zniżki, na moje usługi online!

Zapisz się i odbierz -10% na start! Bądź na bieżąco z nowościami ze świata diety i treningu.

Nie spamujemy! Przeczytaj naszą politykę prywatności, aby uzyskać więcej informacji.

Author: Przemek Jurek

Jestem Przemek, certyfikowany trener osobisty i dietetyk z Lublina, pasjonat zdrowego stylu życia i aktywności fizycznej. Jestem zawodnikiem i trenerem — specjalistą trójboju siłowego. Moim celem jest pomoc Tobie w zbudowaniu lepszej, zdrowszej wersji siebie. Ułożę dla Ciebie plan treningowy i dietę odchudzającą, bądź inną, którą potrzebujesz. Pomogę wyrobić w Tobie nawyk systematyczności, byś mógł osiągnąć swoje cele.

Dodaj komentarz

Your email address will not be published.

You may use these <abbr title="HyperText Markup Language">HTML</abbr> tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

*