Metabolische snelheid in rust
Pre-computertechnologieënEdit
In de jaren 1780 onderzochten en publiceerden Lavoisier, Laplace en Seguin voor de Franse Academie van Wetenschappen relaties tussen directe calorimetrie en de uitwisseling van ademhalingsgassen van zoogdieren. 100 jaar later, in de 19e eeuw, leverden de professoren Atwater en Rosa, voor de Wesleyan University in Connecticut, uitgebreid bewijs van het transport van stikstof, kooldioxide en zuurstof tijdens het metabolisme van aminozuren, glucose en vetzuren bij mensen, waarmee zij de waarde van indirecte calorimetrie voor het bepalen van de bio-energetica van vrij levende mensen verder vaststelden. Het werk van Atwater en Rosa maakte het ook mogelijk om de calorische waarden van voedingsmiddelen te berekenen, die uiteindelijk de criteria werden die door de USDA werden aangenomen om de caloriebibliotheek van voedingsmiddelen te creëren.
In het begin van de 20e eeuw ontwikkelde de fysiologische onderzoeker Claude Gordon Douglas aan de Universiteit van Oxford een goedkope en mobiele methode om uitgeademde lucht te verzamelen (gedeeltelijk als voorbereiding op experimenten die zouden worden uitgevoerd op Pike’s Peak, Colorado). Bij deze methode ademt de proefpersoon gedurende een bepaalde tijd uit in een bijna ondoordringbare opvangzak met een groot volume. Het totale volume wordt gemeten, het zuurstof- en kooldioxidegehalte worden geanalyseerd, en de verschillen met de geïnspireerde “omgevingslucht” worden berekend om de zuurstofopname en kooldioxideafgifte te bepalen.
Om het energieverbruik uit de uitgeademde gassen te schatten, werden verschillende algoritmen ontwikkeld. Een van de meest gebruikte werd in 1949 aan de Universiteit van Glasgow ontwikkeld door onderzoeksfysioloog J. B. de V. Weir. Zijn verkorte vergelijking voor het schatten van de stofwisselingssnelheid was geschreven met de snelheid van de gasuitwisseling als volume/tijd, sloot de urinaire stikstof uit en maakte het mogelijk een tijdconversiefactor van 1,44 op te nemen om de energie-uitgaven van 24 uur te extrapoleren van “kcal per minuut” naar “kcal per dag”. Weir gebruikte de Douglas Zak methode in zijn experimenten, en ter ondersteuning van het verwaarlozen van het effect van eiwitmetabolisme onder normale fysiologische omstandigheden en eetpatronen van ~12,5% eiwitcalorieën, schreef hij:
“…In feite als het percentage eiwitcalorieën tussen 10 en 14 ligt, is de maximale fout in het gebruik minder dan 1 op 500.”
Computer-aided RMR measurementsEdit
In het begin van de jaren zeventig, maakte computertechnologie het mogelijk gegevens ter plaatse te verwerken, een aantal real-time analyses uit te voeren en zelfs grafische weergaven te maken van metabolische variabelen, zoals O2, CO2 en luchtstroom, waardoor academische instellingen werden gestimuleerd de nauwkeurigheid en precisie op nieuwe manieren te testen. Een paar jaar later in het decennium maakten systemen op batterijen hun debuut. Zo werd in 1977 op de Proceedings of the Physiological Society een demonstratie gegeven van het mobiele systeem met digitale weergave van zowel het cumulatieve als het zuurstofverbruik in de afgelopen minuten. Naarmate de fabricage- en computerkosten in de loop van de volgende decennia daalden, brachten diverse universele ijkmethoden voor het opstellen en vergelijken van diverse modellen in de jaren negentig de tekortkomingen of voordelen van diverse ontwerpen aan het licht. In het nieuwe millennium werden kleinere indirecte calorimeters van “desktopformaat” gedistribueerd met speciale personal computers en printers, en met moderne op Windows gebaseerde software.