Når vi spiser mad, bruger vores krop ilt til at omdanne fedt, kulhydrater, protein og alkohol til energi. Under denne proces produceres kuldioxid (CO2) som et biprodukt.
Energien kan gemmes i kroppen for en kort periode, men til sidst bliver den omdannet til varme. En lille smule energi kan dog også overføres til vores omgivelser, som for eksempel når vi cykler.
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.
Direkte kalorimetri
Direkte kalorimetri er en metode til at måle energiomsætningen i kroppen ved at måle varmeproduktionen direkte – fordi omdannelse ad mad til energi producere 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 kuldioxidproduktion 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: Ca 30-60 minutter
Metode: Ventileret kuppel
Ventileret kuppel er en metode, hvor en plexiglas kuppel placeres over personens hoved for at måle energiomsætningen.
Metode er velegnet til at måle energiomsætning og hvor meget energi der kommer fra forskellige næringsstoffer både i hvile og efter visse stimuli som et måltid, bioaktive fødevarekomponenter eller medicin.
Varighed: fra ca. 5 minutter – 7 timer
Metode: Respirationskammer
Et respirationskammer er et lufttæt rum, hvor en persons energiomsætning og fedtforbrænding kan måles med stor præcision over en længere periode.
Metoden giver mulighed for at måle energiomsætningen under normalt daglige aktiviteter, men motion er begrænset til gang og cykling. Mad, blodprøver og affald kan udveksles gennem særlige sluser, og toilettet er indrettet så fæces og urin kan opsamles separat. Respirationskammeret giver meget præcise målinger under kontrollerede forhold, hvor kost, energibalance, rumtemperatur og fysisk aktivitet kan varieres.
Varighed: fra ½ dag op til 6 dage.
Metode: Dobbeltmærket vand
Dobbeltmærket vand er en metode, hvor en person drikker et glas vand beriget med to ikke-radioaktive isotoper (2H og 18O) for at måle energiomsætningen over 1-2 uger uden forsøgsrelaterede begrænsninger. Forskellen mellem de to isotopers biologiske udskillelse, målt i en enkelt urinprøve, giver et mål for kuldioxidproduktionen. Sammen med et estimat af forholdet mellem iltforbrug og kuldioxidproduktion kan man beregne den totale energiomsætning.
Denne metode er uden risiko og gene for forsøgspersonen og tillader en bestemmelse af energiforbruget til fysisk aktivitet, men giver ikke oplysninger om energi fra de forskellige næringsstoffer.
Varighed: ca. 1-2 uger.
Hvorfor kaldes det indirekte kalorimetri?
Det kaldes indirekte kalorimetri, fordi metoden ikke måler energiomsætningen direkte ved at måle varmeproduktionen fra kroppen. I stedet estimerer den energiomsætningen indirekte ved at måle kroppens iltforbrug (VO2) og kuldioxidproduktion (VCO2).
Hvad er forskellen på indirekte kolorimetri og direkte kalorimetri?
Direkte kalorimetri måler energiomsætningen direkte ved at måle varmeproduktionen fra kroppen, mens indirekte kalorimetri estimerer energiomsætningen ved at måle iltforbrug og kuldioxidproduktion. Indirekte kalorimetri er mere praktisk og almindeligt anvendt i forskning og klinisk praksis sammenlignet med direkte kalorimetri.