Basal energiomsättning (Harris-Benedict)

Klinisk bakgrund

Att uppskatta ett Patientens energibehov vid nutritionstillstållsbedömning, upptitrering av parenteral nutrition eller vid planering av hypokalorisk kost kräver en utgångspunkt i vilometabolismen. Direkt mätning med indirekt kalorimetri är guldstandarden och rekommenderas av såväl ASPEN som ESPEN [5], men kräver utrustning, utbildad personal och stabil patient. I avsaknad av indirekt kalorimetri är prediktionsformler det enda praktiska alternativet, och Harris-Benedicts ekvationer är de mest spridda och längst etablerade. Beslutet som instrumentet tjänar är alltså: hur många kilokalorier behöver denna patient per dygn i vila, som bas för att sedan lägga till aktivitets- och stressfaktorer?

Beräkning av basal energiomsättning

Harris-Benedicts ekvationer beräknar basal energiomsättning (BEE) i kilokalorier per dygn utifrån kön, vikt, längd och ålder. Formlerna som kalkylatorn använder är de ursprungliga koefficienterna från 1919:

$$\text{BEE}$${\text{man}} = 66{,}4730 + 13{,}7516 \times \text{vikt}{\text{kg}} + 5{,}0033 \times \text{längd}{\text{cm}} - 6{,}7550 \times \text{ålder}{\text{år}}

$$\text{BEE}$${\text{kvinna}} = 655{,}0955 + 9{,}5634 \times \text{vikt}{\text{kg}} + 1{,}8496 \times \text{längd}{\text{cm}} - 4{,}6756 \times \text{ålder}{\text{år}}

Vikten anges i kilogram, längden i centimeter och åldern i hela år. Variablerna återspeglar det faktum att energiomsättningen i vila primärt bestäms av kroppscellmassan, som i sin tur korrelerar med vikt, längd, ålder och kön [1].

Ekvationerna härleddes från indirekt kalorimetri utförd på 239 friska individer (136 män och 108 kvinnor) i åldrarna 16 till 63 år [2]. Roza och Shizgal reviderade 1984 ekvationerna med samma data kompletterade med 98 ytterligare individer från Benedicts publicerade material, totalt 337 personer (168 män och 169 kvinnor). De reviderade ekvationerna var snarlika de ursprungliga och hade något starkare korrelationskoefficienter (R² 0,77 för män, 0,68 för kvinnor) [1]. Den population som ekvationerna modellerades på var alltså frisk, relativt ung och normalviktig. Detta är avgörande för vilka patienter de kan tillämpas på.

Tolkning i praktiken

BEE-värdet representerar energiomsättningen i komplett vila. För att uppskatta det totala dagliga energibehovet multipliceras BEE med en aktivitetsfaktor och, vid sjukdom, en stressfaktor. Den kombinerade faktorn ligger vanligen mellan 1,2 och 2,0 beroende på aktivitetsnivå och sjukdomsgrad. Nedanstående tabell ger en grov orientering, men faktorerna är empiriska och bör individualiseras.

Ett BEE-värde på 1500 kcal/dygn för en sängliggande patient utan stress ger en uppskattning av totalt energibehov på cirka 1800 kcal/dygn med faktorn 1,2. Vid planering av hypokalorisk nutrition, exempelvis hos patienter med obesitas och hjärtsvikt med bevarad ejektionsfraktion, kan ett mål på 70 till 80 procent av den uppskattade totala energiomsättningen vara lämpligt. Värden över 100 procent av faktorvägd BEE innebär risk för överutfodring, och vid kritisk sjukdom rekommenderas att inte överstiga 70 till 80 procent av uppmätt energiomsättning under den akuta fasen [5].

Validering och prestanda

I den ursprungliga kohorten var prediktionsprecisionen ±14 procent för normalnärda individer [1]. I den reviderade kohorten visade Roza och Shizgal att ekvationerna predicerade vilokalorier väl för normalnärda, men underskattade uppmätt energiomsättning hos malnärda patienter (n = 41) [1].

I en studie av 31 patienter med obesitas gravus (medel-BMI 46 kg/m²) överskattade Harris-Benedict energiomsättningen med i genomsnitt 10 procent jämfört med indirekt kalorimetri. Efter gastric bypass och viktminskning minskade avvikelsen till 1 till 3 procent, vilket bekräftar att ekvationerna är valda för normalviktiga [3].

Anderson m.fl. studerade 92 patienter med hjärtsvikt med bevarad ejektionsfraktion (HFpEF), varav de flesta hade övervikt eller obesitas. Alla prediktionsformler överskattade uppmätt energiomsättning med mer än 10 procent (p < 0,001 för alla). Harris-Benedict överskattade med i genomsnitt 250 kcal/dygn (95 procent konfidensintervall 186 till 313), och avvikelsen ökade med stigande BMI. Harris-Benedict var korrekt (inom ±10 procent av uppmätt värde) hos endast 43 procent av deltagarna [4].

Kamel m.fl. utvärderade tio prediktionsformler hos 104 mekaniskt ventilerade intensivvårdspatienter med kirurgiskt trauma. Den modifierade Harris-Benedict-ekvationen (med korrektionsfaktor 1,2 vid BMI ≥25) presterade bäst med en överensstämmelsekorrelation (CCC) på 0,652 och en noggrannhet på 44,2 procent, definierat som prediktion inom ±10 procent av uppmätt värde. Den omodifierade Harris-Benedict-ekvationen hade en noggrannhet på 43,3 procent. Ingen av de tio formlerna uppnådde mer än knappt 45 procent noggrannhet i denna population [5].

Begränsningar

Harris-Benedicts ekvationer gäller för friska, normalnärda vuxna. De viktigaste situationer där de inte är tillförlitliga är:

Obesitas. Överskattningen ökar med stigande BMI och är mest uttalad vid obesitas gravus [3,4]. Hos patienter med BMI över 30 bör resultaten tolkas med försiktighet, och vid obesitas gravus bör indirekt kalorimetri användas om tillgängligt [3].

Kritiskt sjuka. Intensivvårdspatienter uppvisar instabil metabolisk rate påverkad av feber, sepsis, sedering och mekanisk ventilation. Prediktionsformler uppnår knappt 45 procent noggrannhet [5], och både över- och underutfodring är associerade med ökad morbiditet och mortalitet [5]. ASPEN och ESPEN rekommenderar indirekt kalorimetri för denna patientgrupp [5].

Malnäring. Hos malnärda patienter underskattar Harris-Benedict uppmätt energiomsättning, sannolikt genom att malnutrition medför en relativt högre metabolism per enhet kroppscellmassa [1].

Vätskebalans. Vid ödem eller stora vätsketillförsel ökar kroppsvikten utan motsvarande ökning av metaboliskt aktiv vävnad, vilket biasar viktbaserade formler [4].

Ålder och ursprungspopulation. Härledningskohorten var 16 till 63 år och utgjordes av friska individer i början av 1900-talet. Sedan dess har livsstil, kost och kroppsammansättning förändrats markant, och obesitasprevalensen har nästan tredubblats [2]. Reviderade formler (Mifflin-St Jeor, Pavlidou) har tagits fram för att bättre återspegla moderna populationer [2].

Källor

1. Roza AM, Shizgal HM. The Harris Benedict equation reevaluated: resting energy requirements and the body cell mass. Am J Clin Nutr 1984;40(1):168-182. PMID: 6741850
2. Pavlidou E, Papadopoulou SK, Seroglou K m.fl. Revised Harris-Benedict Equation: New Human Resting Metabolic Rate Equation. Metabolites 2023;13(2):189. PMID: 36837808
3. Ullah S, Arsalani-Zadeh R, MacFie J. Accuracy of prediction equations for calculating resting energy expenditure in morbidly obese patients. Ann R Coll Surg Engl 2012;94(2):129-132. PMID: 22391385
4. Anderson T, Cascino TM, Koelling TM m.fl. Measured Versus Estimated Resting Metabolic Rate in Heart Failure With Preserved Ejection Fraction. Circ Heart Fail 2021;14(8):e007962. PMID: 34344169
5. Kamel AY, Robayo L, Liang D m.fl. Estimated vs measured energy expenditure in ventilated surgical-trauma critically ill patients. JPEN J Parenter Enteral Nutr 2022;46(1):1431-1440. PMID: 34921708