Aineenvaihduntanopeus ja perusaineenvaihdunta (BMR) – elimistön energiankulutus

Tutustu aineenvaihduntanopeuteen ja perusaineenvaihduntaan (BMR): miten elimistö kuluttaa energiaa, vaikutus painoon, liikuntaan ja ravitsemukseen.

Aineenvaihduntanopeus on aineenvaihdunnan nopeus eli eläimen käyttämä energiamäärä aikayksikköä kohti. Perusaineenvaihdunta (BMR) on eläinten levossa päivittäin käyttämä energiamäärä.

Noin 70 prosenttia ihmisen kokonaisenergiankulutuksesta johtuu elimistön peruselintoiminnoista (ks. taulukko). Noin 20 % ihmisen energiankäytöstä tulee fyysisestä aktiivisuudesta ja toiset 10 % ruoansulatuksesta ruokailun jälkeen.

Kaikki nämä prosessit edellyttävät hapen saantia, jotta eloonjäämiseksi tarvittava energia saadaan yleensä makroravintoaineista, kuten hiilihydraateista, rasvoista ja proteiineista. Krebsin sykli tuottaa runsaasti energiaa sisältäviä ATP-molekyylejä ja luovuttaa hiilidioksidia.

Mikä on perusaineenvaihdunta (BMR) ja miten se mitataan?

Perusaineenvaihdunta (BMR) tarkoittaa minimienergiamäärää, jota keho tarvitsee peruselintoimintojen ylläpitämiseen (sydän, hengitys, lämpötila, solujen toiminta) hereillä ja levossa, tyypillisesti nukuttua tai täysin levänneenä, paastotilassa ja neutraalissa lämpötilassa. Käytännössä tutkimuksessa mitataan usein resting metabolic rate (RMR), joka on lähellä mutta yleensä hieman BMR:ää suurempi ja helpompi mitata arkisemmissakin olosuhteissa.

Mittaus tehdään yleensä indirektilla kalorimetrialla, joka perustuu hapen kulutuksen (VO2) ja hiilidioksidin tuoton mittaamiseen. Tulokset annetaan tavallisesti kilokaloreina per vuorokausi (kcal/vrk) tai kilojouleina (kJ/vrk). Muunnos: 1 kcal = 4,184 kJ.

Aineenvaihdunnan osat ja energiankulutuksen jakauma

• Perusaineenvaihdunta (BMR/RMR): n. 60–75 % päivittäisestä energiankulutuksesta aikuisilla.
• Fyysinen aktiivisuus: vapaaehtoinen liikunta ja ei-vapaaehtoinen liike (NEAT, non-exercise activity thermogenesis) voivat kattaa ~15–30 % tai enemmän riippuen elämäntavasta.
• Ruokailun jälkeinen lämmöntuotto (TEF, thermic effect of food): noin 5–10 % energiankulutuksesta; proteiinilla on suurempi TEF kuin rasvalla tai hiilihydraateilla.

Mitkä tekijät vaikuttavat aineenvaihdunnan nopeuteen?

• Ruumiin koostumus: lihasmassa nostaa BMR:ää, rasvakudos kuluttaa vähemmän energiaa lepovaiheessa.
• Sukupuoli: miehillä on yleensä korkeampi BMR lihasmassan vuoksi.
• Ikä: BMR laskee iän myötä osin lihasmassan vähenemisen takia.
• Hormonit: kilpirauhashormonit (tyroksiini) lisäävät aineenvaihduntaa; esimerkiksi hyper-, hypothyreoosi vaikuttavat selvästi BMR:ään.
• Ruumiin koko ja pinta-ala: pienemmillä eläimillä ja ihmisillä suhteellinen energiankulutus voi olla suurempi painokiloa kohti.
• Ympäristön lämpötila ja sairaudet: kylmä ja kuume voivat nostaa energiantarvetta.
• Perintötekijät ja geneettiset erot sekä pitkäaikainen ravitsemustila (esim. paasto tai pitkäaikainen kalorien rajoitus) vaikuttavat aineenvaihduntaan.

Arviointikaavat ja käytännön laskeminen

Arvioitaessa päivittäistä perusaineenvaihduntaa käytetään usein kaavoja. Yksi yleisesti käytetty nykyaikainen kaava on Mifflin–St Jeor:

• Miehet: BMR = 10 × paino(kg) + 6,25 × pituus(cm) − 5 × ikä(v) + 5
• Naiset: BMR = 10 × paino(kg) + 6,25 × pituus(cm) − 5 × ikä(v) − 161

Harris–Benedict on vanhempi vaihtoehto, mutta Mifflin–St Jeor antaa usein luotettavampia arvioita nykypopulaatioissa. Arvioitu BMR kerrotaan tarvittaessa aktiivisuustekijällä koko päivittäisen energiankulutuksen (TDEE) arvioimiseksi.

Mitä voit tehdä aineenvaihdunnan tukemiseksi?

• Lisää lihasmassaa voimaharjoittelulla — lihas nostaa lepoenergiankulutusta.
• Säännöllinen liikunta ja arkinen aktiivisuus (kävely, työ- ja kotityöt) lisäävät päivittäistä kulutusta.
• Riittävä proteiinin saanti nostaa ruokailun jälkeistä lämmöntuotantoa ja tukee lihasmassaa.
• Pitkäaikaista kalorien erittäin rajoittamista kannattaa välttää, sillä elimistö sopeutuu ja laskee BMR:ää ("adaptatiivinen thermogenesis").
• Hyvä uni ja stressinhallinta tukevat hormonitasapainoa ja palautumista.
• Ole varovainen lisäravinteiden tai lääkkeiden kanssa — osa voi vaikuttaa aineenvaihduntaan, mutta vaikutukset eivät korvaa terveellisiä elämäntapoja.

Kliininen merkitys

Perusaineenvaihdunnan arviointi on tärkeää ravitsemuksen suunnittelussa, painonhallinnassa ja sairaaloissa esimerkiksi osastoruokinnassa. Poikkeavat arvot voivat viitata kilpirauhasen toimintahäiriöihin, pitkäaikaiseen aliravitsemukseen tai muuhun sairauteen. Lääkärin tai ravitsemusterapeutin ohje on hyvä, jos epäillään poikkeavaa aineenvaihduntaa.

Yhteenvetona: aineenvaihduntanopeus on keskeinen tekijä päivittäisessä energiankulutuksessa. Sen suuruuteen vaikuttavat sekä muokattavat tekijät (liikunta, ravinto, lihasmassa) että ei-muokattavat (ikä, sukupuoli, perimä). Mittaaminen ja arviointi auttavat yksilöllisten energiatavoitteiden laatimisessa.

Yksilölliset erot

Aineenvaihduntanopeus vaihtelee yksilöiden välillä. Eräässä tutkimuksessa, johon osallistui 150 Skotlannin väestöä edustavaa aikuista, perusaineenvaihdunta vaihteli alhaisesta 1027 kcal:sta (4301 kJ) jopa 2499 kcal:iin (10455 kJ) päivässä. Keskiarvo oli 1500 kcal (6279 kJ) päivässä.

Tutkijat laskivat, että 62,3 prosenttia tästä vaihtelusta selittyi eroilla massassa (paino) miinus rasvavarastot. Muita tekijöitä olivat rasvan määrä (6,7 %), ikä (1,7 %) ja kokeellinen virhe, mukaan lukien koehenkilöiden sisäiset erot (2 %). Loput vaihtelusta (26,7 %) oli selittämätöntä.

BMR:ssä on siis eroja, vaikka verrattaisiin kahta henkilöä, joilla on sama vähärasvainen painoindeksi. Huippu 5 % ihmisistä metaboloi energiaa 28-32 % nopeammin kuin yksilöt, joiden BMR on alimmassa 5 %:ssa. Esimerkiksi eräässä tutkimuksessa raportoitiin äärimmäinen tapaus, jossa kahden henkilön, joilla oli sama vähärasvaisen kehon massa 43 kg, BMR oli 1075 kcal/vrk (4,5 MJ) ja 1790 kcal/vrk (7,5 MJ). Tämä 715 kcal:n (67 %) ero vastaa sitä, että toinen henkilöistä suorittaisi 10 kilometrin juoksulenkin joka päivä.

Max Kleiberin (1947) käsin piirtämä alkuperäinen kuvaaja kehon koon ja aineenvaihdunnan suhteen.


Kuvaaja aineenvaihduntanopeudesta (kcal/h) suhteessa ruumiinpainoon (g) laajoissa taksonomisissa ryhmissä. Mukautettu lähteestä Hemmingsen 1960.

Hae kirjaimella