Nyugalmi anyagcsere
Számítógépek előtti technológiákSzerkesztés
Az 1780-as években Lavoisier, Laplace és Seguin a Francia Tudományos Akadémia számára vizsgálta és publikálta a közvetlen kalorimetria és az emlősök légzési gázcseréje közötti összefüggéseket. 100 évvel később, a 19. században a Connecticut-i Wesleyan Egyetem számára Atwater és Rosa professzorok bőséges bizonyítékot szolgáltattak a nitrogén-, szén-dioxid- és oxigénszállításról az emberi alanyok aminosav-, glükóz- és zsírsav-anyagcseréje során, tovább erősítve a közvetett kalorimetria értékét a szabadon élő emberek bioenergetikájának meghatározásában. Atwater és Rosa munkája lehetővé tette az élelmiszerek kalóriaértékének kiszámítását is, ami végül az USDA által elfogadott kritérium lett az élelmiszer-kalóriatár létrehozásához.
A 20. század elején az Oxfordi Egyetemen Claude Gordon Douglas fiziológus kutató kifejlesztett egy olcsó és mobil módszert a kilélegzett légzés gyűjtésére (részben a coloradói Pike’s Peak-en végzett kísérletek előkészítéseként). Ennél a módszernél az alany egy csaknem vízhatlan és nagy térfogatú gyűjtőzsákba lélegzik ki egy rögzített időtartam alatt. A teljes térfogatot megmérik, az oxigén- és szén-dioxid-tartalmat elemzik, és a belélegzett “környezeti” levegőtől való eltéréseket kiszámítják, hogy meghatározzák az oxigénfelvétel és a szén-dioxid-kibocsátás mértékét.
A kilélegzett gázokból történő energiafelhasználás becslésére több algoritmust is kidolgoztak. Az egyik legszélesebb körben használtat 1949-ben fejlesztette ki a Glasgow-i Egyetemen J. B. de V. Weir kutatófiziológus. Az ő rövidített egyenlete a metabolikus ráta becslésére úgy íródott, hogy a gázcsere sebessége térfogat/idő, kizárta a vizelet nitrogénjét, és lehetővé tette egy 1,44-es idő-átváltási tényező felvételét, hogy a 24 órás energiafelhasználást “kcal per perc”-ről “kcal per nap”-ra extrapolálja. Weir a Douglas-zsákos módszert használta kísérleteiben, és a fehérje-anyagcsere hatásának elhanyagolása alátámasztására normál fiziológiai körülmények és ~12,5% fehérje-kalóriát tartalmazó étkezési szokások mellett azt írta:
“…Valójában, ha a fehérje-kalóriák százalékos aránya 10 és 14 között van, a maximális hiba a használatban kevesebb, mint 1 az 500-hoz.”
Számítógépes RMR mérésekSzerkesztés
Az 1970-es évek elején, a számítógépes technológia lehetővé tette a helyszíni adatfeldolgozást, néhány valós idejű elemzést, sőt az anyagcsere-változók, például az O2, a CO2 és a légáramlás grafikus megjelenítését is, ezáltal ösztönözve az akadémiai intézményeket a pontosság és a precizitás újszerű tesztelésére. Néhány évvel később az évtizedben debütáltak az akkumulátorral működő rendszerek. Például 1977-ben a Proceedings of the Physiological Society konferencián bemutatták a kumulatív és az elmúlt percek oxigénfogyasztásának digitális kijelzésével rendelkező mobil rendszer demonstrációját. Ahogy a gyártási és számítási költségek a következő évtizedekben csökkentek, az 1990-es években a különböző modellek elkészítésére és összehasonlítására szolgáló különböző univerzális kalibrációs módszerek felhívták a figyelmet a különböző konstrukciók hiányosságaira vagy előnyeire. Az alacsonyabb költségek mellett a CO2 anyagcsere-változót gyakran figyelmen kívül hagyták, és ehelyett a testsúlyszabályozás és a testmozgás-edzés oxigénfogyasztási modelljeire helyezték a hangsúlyt.
Az új évezredben kisebb, “asztali méretű” indirekt kalorimétereket kezdtek forgalmazni, amelyekhez külön személyi számítógépek és nyomtatók tartoznak, és amelyeken modern Windows-alapú szoftverek futnak.