基礎代謝とは何ですか？

基礎代謝は、正常な生命力を維持するために必要な最も基本的なエネルギーです。このエネルギーは、通常、人体が摂取する食物から得られます。人体自身の正常な代謝を通じて、食物に含まれる栄養素は、人体が正常な生命活動を維持するために必要なエネルギーに変換されます。一般的に、男性は女性よりも代謝率が高いと言われています。普通の人の代謝率は20代が最も高いので、代謝率は活力の表れとも言えます。

基礎代謝は、身体の生命活動を維持するための最も基本的なエネルギー消費です。基礎代謝によるエネルギー消費は、身体のエネルギー消費の重要な部分を占めており、人体のエネルギー消費とエネルギー必要量を研究するための重要な基礎となっています[1]。

男性の基礎代謝率

基礎代謝率は性別、年齢などにより生理的に変化します。男性の基礎代謝率は平均して女性よりも高く、また子供の方が成人よりも高く、年齢が上がるにつれて代謝率は低くなります。一般的に、基礎代謝率の実際の値が正常平均値と10～15%異なる場合は正常です。正常値を20%超えた場合にのみ病的状態とみなされます。甲状腺機能低下症の場合、基礎代謝率は正常基準より20～40％低くなります。一方、甲状腺機能亢進症の場合、基礎代謝率は正常基準より25～80％高くなります。副腎皮質や下垂体などの他の機能が損なわれると、基礎代謝も低下します。

生命を維持するために必要な最小限の力

BMと略され、身体の生命を維持するために必要な最小限の力です。筋肉の働き、精神活動、食物の消化、外部温度変化による体温調節などによって生じる追加のエネルギー消費（機能的消費と呼ばれる）を排除するために、測定対象者は絶対的に静止し、絶食状態を維持する必要があります（人間は12〜18時間食事をしません）。そして、臨界温度で消費されるエネルギーが基礎代謝率として使用されます。成人の1日の基礎代謝量は、日本人で1200～1400kcal、欧米人で1500～2000kcalですが、日々の生活習慣などの影響により、カロリー数は絶対的なものではありません。基礎代謝量には、心臓、呼吸筋、消化管、血管平滑筋などの機械的な働き、および肝臓や腎臓の分泌活動による機能的消費が必然的に含まれます。各細胞の生命活動による基礎消費量は、その約3/4を占めます。同じ環境にある同じ温血動物の場合、その基礎代謝量は体表面積に比例します。人の体表面積 S (cm2) は、体重 W (kg) と身長 H (cm) からさまざまな実験式を使って計算できます。Dubois (1915) の式: S = W0.245 × H0.725 × 71.84 が広く使用されています。日本人の場合、適切な係数は女性で72.46、男性で74.49です。もちろん、体表面積あたりの基礎代謝率は、年齢、性別、時間帯、季節、栄養、体調、投薬、病状などによっても変化します。出生時に最も低く、その後急速に増加し、5歳で最高値に達し、その後徐々に減少し、20歳から40歳の間はほぼ一定のままです（前述のとおり）。その後、老齢期には再びゆっくりと減少します。成人女性の値は男性よりも 5 ～ 7% 低くなりますが、これは女性の体内の脂肪組織の割合が高いためです。測定値と正常基準値（年齢・性別ごと）の差を正常基準値に対する割合（＋：代謝増加、－：代謝低下）で表したものを基礎代謝率（BMR）と呼び、臨床では甲状腺機能検査などによく用いられている[1]。

最小限のエネルギー代謝

基礎状態とは、人体が断食し、横たわり、目覚めていて、室温が 18 ～ 25 度である静かな状態です。このとき、心臓の鼓動や呼吸などの基本的な生命活動を維持するために必要な最低限のエネルギー代謝を基礎代謝（BM）といいます。その値は性別、年齢、身長、体重、健康状態に関連しています。前にも述べたとおりです。身体が作り出すエネルギーはすべて、最終的には熱エネルギーに変換されます。したがって、異なる個人のエネルギー代謝レベルを比較するには、体表面積1平方メートルあたり1時間あたりに身体が発散する熱量（kJ/h·m2）、つまり基礎代謝率（BMR）を使用して表すことができます。

体表面積（S）は次の式で計算できます。

S(m2)=0.0061×身長(cm)+0.0128×体重(kg)-0.1529

基礎代謝計

基礎代謝計は、臨床現場では単位時間あたりの酸素消費量 (O2L/h) を測定するためによく使用されます。基礎状態では条件が比較的一定であるため、検討により、混合呼吸商0.82と酸素熱量19.3kJを次の式に代入することで基礎代謝量（BMR）を求めることができます。

BMR=O2L/h×19.3kJ÷S

たとえば、体表面積が1.5m2の30歳男性の場合、基本条件下での酸素消費量は12L/hです。

BMR = 12L/h × 19.3kJ ÷ 1.5m2 = 154.4kJ/hm2

次に、表9-3の他の年齢層の基礎代謝正常値を参考にして、過剰（+）または不足（-）の割合を計算し、正常範囲（通常±10%）内にあるかどうかを判断します。

基本的な熱生産

正常な人の基礎代謝率は比較的一定しており、一般的に男性の方が女性よりもわずかに高く、子供や若者の方が成人よりも高く、成人後は徐々に低下します。

共通要因

熱生成プロセスには多くの要因が影響する可能性がありますが、ここでは最も一般的な要因のみを挙げます。

基礎代謝

たとえば、甲状腺機能亢進症の患者は熱産生が増加し、基礎代謝率も上昇しますが、甲状腺機能低下症の患者は基礎代謝率が低下します。

筋肉の活動

筋肉が活動すると、骨から発生する熱が数倍に増加し、総熱生産量の 75% ～ 80% を占めることがあります。増加の程度は筋肉活動の強度に関係します。例えば、歩いているときは、静かな状態に比べてエネルギーレベルが約 3 倍に増加し、激しい運動中は 10 ～ 20 倍に増加することがあります。体が忙しい精神作業に従事しているとき、神経経路を通じて骨格筋の緊張と副腎の活動が強化され、熱産生も増加する可能性があります。

食品の特別な動的効果

食後、体は食前に比べて一定時間、余分な熱を生成します。タンパク質食品は熱産生をさらに 30% 増加させることができ、炭水化物や脂肪食品は熱産生を 4% ～ 6% 増加させることができます。人が通常の混合食品を食べると、熱産生は1日あたり600〜800kJ増加します。この現象が発生するメカニズムは完全には解明されていません。

周囲温度

人体のエネルギー代謝は20～30℃の環境で最も安定します。温度がこの範囲を超えたり下回ったりすると、熱の発生が増加します。人体は寒さによって刺激されると、まず反射的に筋肉の緊張が高まり、続いて寒気反応が起こります。震えは、骨格筋の不随意の小さなリズミカルな収縮です。その特徴は、伸筋と屈筋が同時に活動し、外部作業がほとんどできないことです。このとき、消費されたエネルギーはすべて熱に変換されます。最大熱産生率は毎分39.2kJ/kgに達し、体の熱産生が通常より4〜5倍増加します。体温が30～45℃になると、体内の化学反応の速度が上昇するため、体内での熱産生も増加すると考えられます[2]。

内分泌腺の活動

前述のように、甲状腺ホルモンは酸化代謝を促進することができます。エピネフリンは細胞内の酸化反応を促進し、血糖濃度の上昇と血糖利用の促進を引き起こし、それによって熱産生を増加させることもできます。