1.2
BMR по Mifflin-St Jeor Модуль · Глава 1 Энергобаланс
К Главе 1
1.2
Модуль 1.2 · Базовый метаболизм

$BMR$ по Mifflin-St Jeor

$60$–$70\%$ всех калорий, которые вы сжигаете за день, тратятся на «быть живым»: дыхание, работа сердца, поддержание температуры тела, работа печени и мозга. Это $BMR$ ($Basal \ Metabolic \ Rate$) — фундаментальное число вашего метаболизма. Формула Mifflin-St Jeor ($1990$) — золотой стандарт его оценки. В этом модуле — почему именно она, как сравнить с $3$ альтернативами, и что реально происходит в клетках.

Базовый метаболизм — это цена жизни, выраженная в калориях. Это число удивительно стабильно для каждого человека и удивительно различно между людьми. Юджин Дюбуа · пионер калориметрии, $Cornell$, $1916$
Раздел 1 · Что такое BMR

$BMR$ — цена жизни молекулярно

Когда вы спите, ваше тело не отдыхает — оно работает. Сердце качает $\sim 6\,000$ литров крови в сутки. Печень обновляет $\sim 10^6$ клеток. Мозг расходует $\sim 20\%$ всей глюкозы организма. Каждый из этих процессов требует $ATP$, и сумма этого расхода — и есть $BMR$.

$BMR$ vs $RMR$ — разница в $\sim 10\%$

В литературе встречаются две метрики:

  • $BMR$ ($Basal \ Metabolic \ Rate$) — измеряется в строго стандартизованных условиях: после $12$ ч голодания, лёжа, после $30$ минут покоя, в термонейтральной среде ($20$–$25°C$). Реально измерить $BMR$ можно только в лаборатории.
  • $RMR$ ($Resting \ Metabolic \ Rate$) — измеряется в менее строгих условиях: $3$–$4$ ч после еды, сидя или лёжа. $RMR$ на $\sim 10\%$ выше $BMR$ за счёт остатков $TEF$ и небольшой активности.

Формула Mifflin-St Jeor выдаёт что-то между $BMR$ и $RMR$ — назовём это «общий уровень покоя». Для большинства практических задач разница не существенна. Когда в курсе говорим $BMR$ — имеем в виду эту усреднённую цифру.

Базовый метаболизм в покое
$BMR \approx \dfrac{ATP_{сутки}}{коэф. сжигания}$

$BMR$ отражает суммарную скорость гидролиза $ATP$ в клетках. Среднее значение: $\sim 60$ молекул $ATP$ в секунду на клетку. Учитывая $\sim 3 \cdot 10^{13}$ клеток в теле взрослого, это $\sim 50$ кг $ATP$ в сутки, которые перерабатываются туда-обратно (синтезируются и тут же используются).

Раздел 2 · Органы

Кто сжигает ваши калории

Парадокс: $\sim 4$ кг ваших органов (печень, мозг, сердце, почки) дают $63\%$ всего $BMR$, а $28$ кг скелетных мышц — всего $18\%$. Это объясняет, почему «накачать $5$ кг мышц чтобы ускорить метаболизм» работает гораздо хуже, чем продают в фитнес-клубах.

Вклад каждого органа в $BMR$ (Elia, $1992$)

Печень
$27\%$ $1{,}8$ кг
Мозг
$19\%$ $1{,}4$ кг
Скелетные мышцы
$18\%$ $28$ кг
Почки
$10\%$ $0{,}3$ кг
Сердце
$7\%$ $0{,}3$ кг
Жир + остальное
$19\%$ $\sim 38$ кг

Удельный расход (ккал на кг ткани в сутки):

  • Печень: $\sim 200$ ккал/кг/день
  • Мозг: $\sim 240$ ккал/кг/день
  • Сердце: $\sim 440$ ккал/кг/день (самая «энергозатратная» ткань)
  • Почки: $\sim 440$ ккал/кг/день
  • Мышцы: $\sim 13$ ккал/кг/день — в $15$–$30 \times$ ниже органов
  • Жир: $\sim 4{,}5$ ккал/кг/день — самая «дешёвая» ткань

Главный практический вывод: $+5$ кг мышечной массы $\approx +65$ ккал/день $BMR$. Это сущая малость по сравнению с обещаниями маркетинга «$+300$ ккал в день от каждого килограмма мышц». Эти $65$ ккал — реальная цифра.

Раздел 3 · Mifflin-St Jeor

Формула Mifflin-St Jeor — почему она

$M. \ Mifflin$ и $S. \ St \ Jeor$ в $1990$ году опубликовали формулу на выборке $498$ взрослых разного веса (включая людей с ожирением). Точность $\pm 10\%$ для $\sim 70\%$ населения — лучший результат среди общедоступных формул, и единственная, валидированная для людей с лишним весом.

Формула Mifflin-St Jeor

Mifflin-St Jeor, $1990$
$BMR_M = 10W + 6{,}25H - 5A + 5$ (мужчины)
$BMR_F = 10W + 6{,}25H - 5A - 161$ (женщины)

где $W$ — вес в кг, $H$ — рост в см, $A$ — возраст в годах. Разница между мужской и женской константами — $166$ ккал. Это не из-за пола per se, а из-за того, что в среднем у женщин $\sim 25\%$ меньше тощей массы тела при равном весе.

Что значат коэффициенты

  • $10 \cdot W$ — каждый килограмм веса добавляет $\sim 10$ ккал/день. Это усреднённый вклад всех тканей.
  • $6{,}25 \cdot H$ — каждый сантиметр роста добавляет $\sim 6$ ккал/день. Высокие люди имеют больший «корпус» — больше органов и мышц.
  • $-5 \cdot A$ — каждый год возраста снижает $BMR$ на $5$ ккал/день. За $10$ лет — на $50$ ккал, за $40$ лет — на $200$ ккал.
  • Константа $+5$ или $-161$ — поправка на пол (отражает разницу в составе тела).

Линейная функция: $BMR$ растёт линейно с весом и ростом, линейно падает с возрастом. Это школьная математика — но именно она лучше всего описывает реальность. Более сложные модели не дают существенного выигрыша точности на популяции.

Раздел 4 · 4 формулы

Сравнение $4$ формул $BMR$

Mifflin-St Jeor — стандарт, но не единственная формула. Harris-Benedict ($1919$, ревизия $1984$) — историческая, до сих пор в учебниках. Katch-McArdle и Cunningham — для людей, которые знают свой $LBM$ (тощая масса тела). Сравнение всех четырёх — главный интерактив этой страницы.

Откуда взялись разные формулы

  • Harris-Benedict ($1919$) — первая серьёзная формула, $239$ людей в выборке (все худые, белые, $\sim 80\%$ — мужчины). $1984$ — ревизия данных Roza. Для современного среднего человека завышает $BMR$ на $5$–$10\%$.
  • Mifflin-St Jeor ($1990$) — современный стандарт. Выборка $498$ человек разного веса, включая ожирение. Принята $ADA$ как рекомендованная.
  • Katch-McArdle ($1996$) — основана только на $LBM$ ($Lean \ Body \ Mass$): $BMR = 370 + 21{,}6 \cdot LBM$. Точнее для очень тренированных людей (атлеты, бодибилдеры), где состав тела сильно отличается от среднего.
  • Cunningham ($1980$) — старая $LBM$-формула: $BMR = 500 + 22 \cdot LBM$. Завышает для большинства, использовалась раньше для оценки $RMR$, а не $BMR$.
Калькулятор · $4$ формулы

Ваш $BMR$ по всем $4$ методам

Введите параметры. Калькулятор покажет $4$ оценки $BMR$ — увидите разброс между методами. Если знаете свой $\%$ жира, $LBM$-формулы дадут более персональные числа.

лет
кг
см
%
Harris-Benedict $1919/1984$
$1\,854$ ккал
Katch-McArdle $LBM$-основанная
$1\,839$ ккал
Cunningham $LBM$-основанная
$1\,996$ ккал
Рекомендация
Mifflin-St Jeor: $1\,780$ ккал
Разброс между формулами: 216 ккал
Для большинства людей используйте Mifflin-St Jeor. Если вы атлет с известным $\%$ жира $< 15\%$ (мужчины) или $< 22\%$ (женщины) — добавьте $\sim 5\%$ к Mifflin и сравните с Katch-McArdle. Совпадение $\pm 50$ ккал означает хорошую точность.
Раздел 5 · Возрастное снижение

Почему $BMR$ падает с возрастом

Каждый год после $20$ ваш $BMR$ снижается на $\sim 5$ ккал — это $-50$ ккал за десятилетие, $-200$ ккал к $60$ годам. Главная причина — не «замедление метаболизма», как принято говорить, а вполне конкретный процесс: саркопения, потеря мышечной массы и снижение функции органов.

Что реально происходит

  • Потеря мышечной массы: $-3$–$8\%$ за декаду после $30$, $-1$–$2\%$ в год после $60$. К $80$ годам нетренированный человек теряет $\sim 40\%$ мышц от пика молодости.
  • Снижение функции органов: печень, почки, сердце работают чуть медленнее. Не «ломаются», но их базовая активность ниже.
  • Гормональные изменения: падение тестостерона, ростового гормона, $T_3$ (щитовидная). Это снижает «обороты» клеточного метаболизма.
  • Снижение $NEAT$ (см. Главу $4$): пожилые меньше двигаются неосознанно. Это не часть $BMR$, но в литературе часто смешивают.

Главный практический вывод: возрастное снижение $BMR$ обратимо на $50$–$70\%$ регулярными силовыми тренировками. Сохранение мышечной массы $\to$ сохранение $BMR$. Это не «вечная молодость», но это $20$+ лет дополнительной независимости в старости.

Миф о «замедлившемся метаболизме»

Когда люди говорят «у меня замедлился метаболизм», обычно они имеют в виду одно из:

  • «Я набираю вес при том же питании» — на самом деле они меньше двигаются (упал $NEAT$), а $BMR$ изменился слабо
  • «В $40$ ем меньше, чем в $20$» — да, потому что $BMR$ упал на $\sim 100$ ккал и $NEAT$ упал на $\sim 200$ ккал

Реальное возрастное снижение $BMR$ — $\sim 5$ ккал в год. Это измеряется, не «ощущается». Большинство «замедленных метаболизмов» — это потерянная мышечная масса $+$ упавшая активность, оба обратимы.

$BMR$ — это не «личный приговор». Это динамическая величина, на $30$–$50\%$ которой вы влияете напрямую: составом тела, физической активностью, режимом сна. Остальное — генетика и возраст, против которых можно работать, но не отменить.

Эрик Равуссин · $Pennington \ Biomedical$, $30+$ лет исследования метаболизма
Раздел 6 · Измерение в лаборатории

$Indirect \ calorimetry$ — прямое измерение $BMR$

Все формулы — это оценка на основе средних. Чтобы измерить $BMR$ точно, нужна непрямая калориметрия: анализ газового состава вдоха и выдоха. По соотношению потребления $O_2$ и выделения $CO_2$ можно вычислить и количество сгоревших калорий, и долю жиров vs углеводов в качестве топлива.

Как работает

  • Пациент дышит через маску или специальный купол ($canopy$) в покое $20$–$30$ минут
  • Прибор измеряет $V_{O_2}$ (потребление кислорода) и $V_{CO_2}$ (выделение углекислого газа)
  • Формула Weir ($1949$): $BMR = 3{,}94 \cdot V_{O_2} + 1{,}11 \cdot V_{CO_2}$ (в литрах/мин $\to$ ккал/мин)
  • $RQ = V_{CO_2} / V_{O_2}$ ($Respiratory \ Quotient$) показывает доминирующий субстрат: $RQ = 1{,}0$ — чистые углеводы, $RQ = 0{,}7$ — чистые жиры

Стоимость: $\sim 4\,000$–$10\,000$ ₽ за измерение в спортивной клинике или специализированном центре. Точность: $\pm 5\%$ vs $\pm 10$–$15\%$ у формул. Имеет смысл, если:

  • Вы атлет с нестандартным составом тела (формулы не подходят)
  • Подозреваете гипо- или гипертиреоз (отклонения $BMR$ от расчётного)
  • Нужна предельная точность для контроля массы (бодибилдинг, борцы перед взвешиванием)

Для большинства людей формула Mifflin-St Jeor даёт достаточно точное число. Точность $\pm 10\%$ — это $\pm 170$ ккал для типичного $BMR = 1\,700$. В практике управления весом такая погрешность приемлема.

Что забрать из модуля 1.2

$I$ $BMR$ — это $60$–$70\%$ вашего суточного расхода. Цена «быть живым»: дыхание, сердце, печень, мозг. Около $1\,400$–$1\,800$ ккал/день для среднего взрослого.
$II$ Печень, мозг, сердце, почки ($\sim 4$ кг) дают $63\%$ $BMR$. $28$ кг мышц — только $18\%$. Поэтому «накачать мышцы для ускорения метаболизма» — слабая стратегия.
$III$ Mifflin-St Jeor — стандарт. Линейная функция от веса, роста, возраста и пола. Точность $\pm 10\%$ для $70\%$ людей. Harris-Benedict — устаревшая, завышает.
$IV$ $BMR$ снижается на $\sim 5$ ккал/год с возрастом. Это $-200$ ккал за $40$ лет. Главная причина — саркопения (потеря мышц), на $50$–$70\%$ обратимая силовыми.
$V$ Прямое измерение через непрямую калориметрию ($\pm 5\%$) имеет смысл для атлетов с нестандартным составом тела. Большинству формулы Mifflin-St Jeor достаточно.
Источники
  1. Mifflin M.D., St Jeor S.T., et al. (1990). A new predictive equation for resting energy expenditure in healthy individuals. Am J Clin Nutr. поиск источника
  2. Harris J.A., Benedict F.G. (1919). A Biometric Study of Basal Metabolism in Man. Carnegie Institution / PNAS. поиск источника
  3. Cunningham J.J. (1980). A reanalysis of the factors influencing basal metabolic rate. Формула на основе тощей массы. Am J Clin Nutr. поиск источника

Образовательный материал — не заменяет консультацию врача. Ссылки ведут на поиск источника; точные реквизиты сверяйте с оригиналом.