Se hvordan forskerne Jonas Salling Quist og Bente Stallknecht fra Københavns Universitet undersøger energibalancen hos en gruppe over-vægtige forsøgspersoner, der bliver fysisk aktive i hverdagen, ved hjælp af dobbeltmærket vand og smartphones.
Diskuter: Udgør dobbeltmærket vand måling en direkte eller indirekte måling af energiforbrug? Hvad kan man gøre, hvis der inden for et om-råde endnu ikke findes en særligt pålidelig metode, man kan bruge til at vurdere andre metoders pålidelighed?
Når forsøgspersonen har drukket mærket vand, vil det fordele sig i kroppens øvrige væske. Løbende vil en del af dette vand blive afgivet fra kroppen, især som urin, og forsøgspersonen vil ”fortynde det” ved at drikke yderligere vand. Hver gang forsøgspersonen tisser, vil en lille del af det mærkede vand ryge med ud. Det kan man måle på urinprøver, som er afgivet med jævne mellemrum. På et tidspunkt vil man ikke længere kunne spore et overskud af mærket vand.
Man vil kunne måle, at koncentrationen af mærket oxygen falder hurtigere end koncentrationen af mærket hydrogen (se grafikken herunder). Det skyldes, at kroppens vand-oxygen kan forlade kroppen som del af den CO2 , der udåndes fra lungerne.
Jo mere aktiv du er, jo mere vand-oxygen afgives. Det betyder, at man ved at måle på forskellen mellem koncentrationen af mærket H og mærket O i en urinprøve kan udregne, hvor aktiv personen har været.
Omdannelsen fra H2 O til CO2 sker via den såkaldte bikarbonat-ligevægt. Når du drikker noget vand, vil noget af det gå i forbindelse med kuldioxid og danne kulsyre: CO2 + H2 O 1 H2 CO3 . Hvis din forbrænding er høj, producerer kroppen mere CO2 og balancen rykker til højre, dvs. mere vand (herunder mærket vand) og kuldioxid ”smelter sammen”. Kulsyren kan igen opløses til kuldioxid og vand, hvis CO2 -koncentrationen falder (pga. udskillelse i lungerne). Dermed vil nogle af de iltatomer, der oprindelig indgik i vand, nu indgå i den kuldioxid der udåndes. Jo mere aktiv, du er, jo mere af dit vand-oxygen afgives altså fra kroppen som CO2 .
Afgivelse af mærket oxygen/hydrogen over tid. Ved at tage en daglig urinprøve over 15 dage, kan man se, at oxygenkoncentrationen (blå) falder hurtigere end hydrogenkoncentrationen (rød). Jo større denne forskel er, jo højere har energiomsætningen været.
Fra måling til energiforbrug
Forskellen i O- og H-afgivelse udtrykker med andre ord niveauet af den CO2 -produktion og dermed forbrænding, der har været i perioden. For at udregne energiforbruget er man dog nødt til at kende forholdet mellem CO2 -afgivelse og energiforbrug.
Kuldioxidafgivelse skal først omregnes til iltforbrug. Kuldioxidafgivelse kan omregnes til energiforbrug baseret på den respiratoriske kvotient (RQ). Ved forbrænding af rent fedt er forholdet imellem kuldioxidproduktion og iltforbrug (den respiratoriske kvotient = RQ) 0,7, og ved forbrænding af rent kulhydrat er RQ 1,0. Ved almindelig kost sættes RQ til 0,85.
Nu kan man beregne forholdet mellem iltforbrug og energiforbrug. Hvor meget ilt der skal til for at forbrænde et bestemt antal kalorier (iltens kaloriske ækvivalent) afhænger af, hvad der forbrændes (f.eks. fedt eller kulhydrater). Ved almindelig kost kan iltens kaloriske ækvivalent sættes til 20 kilojoule per liter ilt. Energiforbruget i kilojoule per minut kan altså beregnes ved at gange iltforbruget i liter per minut med 20 kilojoule per liter ilt.
Hvad siger dit energiforbrug om din sundhed?
Så lad os antage, at mobilerne måler tilstrækkelig præcist - hvordan kommer du fra disse målinger til en vurdering af, hvad du bør foretage dig, fx hvordan du bør prioritere at være fysisk aktiv i forhold til andre ting, du vil bruge tid og energi på?
Man ved fra store befolkningsundersøgelser, at der er en markant sundhedsforskel på dem, der i høj grad er fysisk aktive og dem, der ikke er. Forskellen er faktisk så stor, at de fysisk aktive har en gennemsnitslevetid, der er 5-6 år længere end for gruppen af fysisk inaktive. Og selvom de lever længere, har de i gennemsnit ”kun” 11-12 år med langvarig belastende sygdom, mens den inaktive gruppe har over 14 år.[2]
Det giver god mening, at hvis man er fysisk aktiv, lever man længere og med mindre sygdom: Den fysisk aktive forbrænder fx fedt og sukker, som ellers havde ophobet sig og øget risikoen for hjertekarsygdom, diabetes og så videre.
Derfor kan det måske lyde underligt, at man faktisk ikke kan sige så meget om, hvorvidt en bestemt person – fx dig – ved at være fysisk aktiv vil leve længe eller undgå sygdom!
For at forstå dette, så overvej, at der er en endnu stærkere sammenhæng mellem at leve længe/være sund og uddannelseslængden - end graden af fysisk aktivitet. Her er det sværere at se den direkte årsagssammenhæng.
I virkeligheden er der ikke i nogen af tilfældene tale om en årsagsbeskrivelse (altså fx ”man lever 5-6 år længere, fordi men er fysisk aktiv”), men en statistisk korrelation mellem to egenskaber, fx ”fysisk aktiv” og ”sund”. Sundhed kan være et resultat af mange forskellige ting. Grunden til at gruppen af fysisk aktive gennemsnitligt er sundere kan fx være, at de samtidig spiser sundere end gennemsnittet, er bedre til at finde løsninger, har bedre sociale netværk eller er mindre tilbøjelige til at ryge. Og måske skjuler tallet sågar, at de på nogle punkter har mere usunde vaner end de inaktive – de drikker måske mere rødvin.
Når det er sagt, er der naturligvis god grund til at tro på, at fysisk aktivitet i sig selv spiller en sundhedsmæssig rolle. Men du skal passe på at konkludere, at en bestemt mængde aktivitet vil give dig de sundhedsfordele eller -ulemper, statistikkerne fortæller om. Hvis du vil være sund, er du nødt til at se på alle de faktorer i dit liv, der er vigtige for sundhed.
Der giver også god mening, at vedvarende målinger af din sundhed vha. en mobil motiverer dig til at blive sundere. Det er fx rimeligt at tro, at hvis du hele tiden bliver mindet om din puls eller energiforbrug, kommer din sundhed til at fylde mere for dig i det hele taget. Det kan være godt, hvis du så også gør noget ved det. Men hvis du af forskellige grunde ikke får handlet, kan det være, at du alene får bekymring ud af målingerne. Mobilens målinger kan på den måde gribe ind i dit liv på en uventet og eventuelt negativ måde, selv hvis målingerne er præcise. Derfor kan det være en god idé - før du beslutter løbende at måle på din sundhed - at overveje, hvordan du gerne vil balancere sundhed med andre værdier.