Når vi spiser mad, bruger vores krop via. metabolisme ilt (O2) til at omdanne fedt, kulhydrater, proteiner og alkohol til energi. Under denne proces produceres kuldioxid (CO2) som et biprodukt.
Den samlede mængde energi, der omdannes fra mad til varme, kaldes energiomsætning. Denne energiomsætning kan måles ved at se på, hvor meget varme vi producerer eller hvor meget ilt vi forbruger.
Der er to måder at måle energiomsætning på.
- Direkte kalorimetri, hvor man måler varmen, der kommer fra personen.
- Indirekte kalorimetri, hvor man måler varmen ved at se på, hvor meget ilt personen forbruger.
Direkte kalorimetri er dyrere og mere kompliceret at bruge, og den kan ikke bruges til at måle energiomsætning over kort tid. Indirekte kalorimetri er mere praktisk og bruges ofte i både forskning og praksis.
Indirekte kalorimetri er den mest almindelige metode til at måle energiomsætning, fordi den er praktisk og mindre kompliceret end andre metoder. Metoden måler energiomsætningen ved at observere kroppens iltforbrug og kuldioxidudskillelse og bruger kendte konstanter til at beregne energiomsætningen.
Direkte kalorimetri
Direkte kalorimetri er en metode til at måle energiomsætningen i kroppen ved at måle varmeproduktionen direkte – fordi omdannelsen af mad til energi producerer varme.
I praksis udføres direkte kalorimetri ved at placere personen i et isoleret kammer kaldet et kalorimeter. Dette kammer er designet til nøjagtigt at måle varmen, der udveksles mellem personen og kammerets omgivelser. Kammeret har et temperaturreguleret miljø, og varmeudvekslingen registreres normalt ved at måle temperaturændringen i et kølesystem, der omgiver kammeret.
For at opnå præcise målinger skal personen opholde sig i kammeret i en bestemt tidsperiode, ofte flere timer eller endda dage.
Under målingerne skal personen leve og udføre aktiviteter så normalt som muligt inden for kammerets begrænsninger, herunder at spise, sove og udføre fysisk aktivitet. Den nøjagtige varmeproduktion fra kroppen, der er registreret af kalorimeteret, kan derefter bruges til at bestemme energiomsætningen.
Selvom direkte kalorimetri er en præcis metode til at måle energiomsætning, er det mere teknisk kompliceret og tidskrævende sammenlignet med indirekte kalorimetri. Det kræver et specialbygget kalorimeter og streng kontrol af miljøet og temperaturforholdene. Af disse grunde er direkte kalorimetri ikke så almindeligt anvendt som indirekte kalorimetri i forskning og klinisk praksis.
Indirekte kalorimetri
Når energi omdannes til varme, sker det gennem processer, der involverer ilt.
For at beregne energiomsætningen ved hjælp af indirekte kalorimetri skal man måle personens iltforbrug, kuldioxidproduktion og mængden af nitrogen i urinen.
Metode: Under fysisk aktivitet
Når vi udfører fysisk aktivitet, øges iltforbruget og kuldioxidproduktionen på grund af den øgede energiomsætning, der kræves for at udføre aktiviteten.
Under cykling eller anden form for motion bruger kroppen primært fedt og kulhydrater som brændstof til at producere energi. Målinger kan hjælpe med at bestemme, hvor meget energi der kommer fra fedt og kulhydrater, og hvordan kroppen tilpasser sig forskellige intensitetsniveauer under træning.
Ved at analysere disse data kan trænere, atleter og forskere få et bedre indblik i en persons energiomsætning og brændstofkilder under træning. Dette kan hjælpe dem med at tilpasse træningsprogrammer, kost og andre faktorer for at optimere sportspræstationer og generel sundhed.
En persons energiomsætning under fysisk aktivitet kan måles ved hjælp af en maske, der bæres under aktiviteten, som oftest på en stationær cykel. Masken er forbundet til et apparat, der måler iltforbruget (VO2) og kuldioxidproduktionen (VCO2) under træningen.
Varighed på test: Ca 30-60 minutter
Metode: Ventileret kuppel
Ventileret kuppel er en metode, hvor en person sidder under en klar plastikkuppel, der har ventiler til indtagelse og udtagelse af luft. Systemet er designet til at samle data om iltforbruget og kuldioxidproduktionen, mens personen er i hvile eller under let fysisk aktivitet.
Når personen trækker vejret under kuppelen, filtreres og analyseres luften af apparatet. Resultaterne bruges derefter til at beregne den samlede energiomsætning for personen under det givne tidsinterval.
Varighed på test: fra ca. 5 minutter – 7 timer
Metode: Respirationskammer
Et respirationskammer er et lufttæt rum, hvor man med stor præcision kan måle en persons energiomsætning og fedtforbrænding over en længere periode.
I kammeret kan man udføre normale daglige aktiviteter, men motion er begrænset til at gå og cykle. Man kan udveksle mad, blodprøver og affald gennem særlige sluser. Toilettet er designet, så man kan opsamle fæces og urin separat.
Respirationskammeret giver præcise målinger under kontrollerede forhold. Her kan man variere kost, energibalance, rumtemperatur og fysisk aktivitet.
Varighed på test: fra ½ dag op til 6 dage.
Metode: Dobbeltmærket vand
Ved denne metode drikker en person et glas vand, der er beriget med to ikke-radioaktive isotoper (2H og 18O). Metoden måler energiomsætningen over 1-2 uger uden forsøgsrelaterede begrænsninger. Forskellen i biologisk udskillelse mellem de to isotoper, målt i en enkelt urinprøve, giver et mål for kuldioxidproduktionen. Ud fra dette og et estimat af forholdet mellem iltforbrug og kuldioxidproduktion kan man beregne den samlede energiomsætning.
Denne metode er sikker og ubesværet for forsøgspersonen. Den giver information om det samlede energiforbrug til fysisk aktivitet, men ikke om energikilderne fra de forskellige næringsstoffer.
Varighed på test: ca. 1-2 uger.
Hvorfor kaldes det indirekte kalorimetri?
Det kaldes indirekte kalorimetri, fordi metoden estimerer energiomsætningen indirekte. Den måler ikke varmeproduktionen fra kroppen direkte, men estimerer den ved at måle iltforbrug (VO2) og kuldioxidproduktion (VCO2).
Hvad er forskellen på indirekte kolorimetri og direkte kalorimetri?
Direkte kalorimetri måler varmeproduktionen fra kroppen direkte. Indirekte kalorimetri, derimod, estimerer energiomsætningen ved at måle iltforbrug og kuldioxidproduktion. Indirekte kalorimetri er mere praktisk og ofte brugt i forskning og klinisk praksis sammenlignet med direkte kalorimetri.