エネルギー代謝の評価法

現在のエネルギー代謝の評価は、呼気中の酸素および二酸化炭素濃度を測定する間接熱量測定法による場合がほとんどです。

エネルギー代謝の評価法は直接熱量測定法と間接熱量測定法に大別されます。

直接法は、消費されたエネルギーが熱となって放散されるため、その熱量を直接的に測定することによりエネルギー消費量を知ることができます。例えば直接法のヒューマンカロリメーターは、それを取り囲む水管の水温変化、呼気中の水蒸気の気化熱、あるいは対象者の体温変化などを考慮してエネルギー消費量を測定しています。しかしこの装置は非常に大がかりであり、活動内容も限定されるため、現在ではほとんど使用されていません。

一方、間接法ではヒトがエネルギーを生成する際には食物から摂取した栄養素と酸素が化学反応を起こし、二酸化炭素を産生するという生理的なメカニズムを利用して、呼気中の酸素および二酸化炭素の濃度と容積からエネルギー消費量を算出します。一般的に、各栄養素1gあたりに保有される熱エネルギーは炭水化物4kcal脂肪9kcalタンパク質4kcalと考えられています。炭水化物と脂肪は最終的に二酸化炭素と水にまで分解され、タンパク質は尿中窒素にまで分解されますから、呼吸による呼気中の酸素および二酸化炭素の濃度と容積および尿中窒素量を測定してエネルギー消費量を求めることができます。

短時間の多様な活動時のエネルギー消費量を測定する場合には専用のマスクを装着し、ダグラスバッグ(呼気を貯留するための大きな袋)に呼気を溜め、ガス濃度分析器およびガスメーターを用いてその濃度および容積を計測します。また携帯型の代謝測定装置では一呼吸ごとに呼気中の濃度と容積を測定することができるため、活動中のエネルギー代謝動態をリアルタイムに知ることができます。

https://www.e-healthnet.mhlw.go.jp/information/exercise/s-02-002.html