DER KALORIEN-GRUNDUMSATZ UND UNSER ENERGIEVERBRAUCH
DEFINITION VON ENERGIE
Die Bruttoenergie eines Nahrungsmittels beschreibt die Wärmemenge, die erzeugt wird, um ein Gramm dieses Nahrungsmittels zu verbrennen. Diese Wärmemenge wird in einem sogenannten Kalorimeter gemessen.
Die Energie wird in Kalorien (aus dem lateinischen calor=Wärme also Wärmeeinheit) oder in Joules pro Gramm des Nahrungsmittels ausgedrückt.
1 Kalorie entspricht der Wärmemenge, die notwendig ist, um die Temperatur von einem Gramm Wasser um ein Grad zu erhöhen.
Was wir umgangssprachlich „Kalorie“ nennen, ist eigentlich eine Kilokalorie und entspricht 1.000 Kalorien.
Für die Umrechnung von Kalorien in Joules (internationale Einheiten) gilt:
1 kcal = 4,185 kJ
DIE ENERGIE VON NAHRUNGSMITTELN
Die Nährstoffe, die Energie enthalten (Kohlenhydrate, Fette und Eiweiße) können diese Energie unserem Organismus bei der Verdauung allerdings nicht vollständig zur Verfügung stellen.
Die daraus resultierenden Energieverluste, sind abhängig von der chemischen Zusammensetzung der Nahrungsmittel.
Darüber hinaus können einige Nahrungsbestandteile (rund 1 % der Stärke, 1/3 der Hemicellulosefasern und ¾ von Obst und Gemüse …) vom Dünn- oder Dickdarm nicht verdaut werden.
Die restliche Energie, die unserem Organismus zur Verfügung steht, wird als „umsetzbare Energie“ oder Metabolische Energie (ME) bezeichnet. Sie ergibt sich aus der Bruttoenergie abzüglich der Energie, die durch Kot oder Urin ausgeschieden wird.
DER ENERGIEVERBRAUCH
Der Energieverbrauch kann durch ein sogenanntes Raumkalorimeter bestimmt und untersucht werden. Würde man die Temperatur einer Person 24 Stunden lang in einem Raumkalorimeter untersuchen, würde diese im Laufe der Zeit variieren. Dies geschieht in Abhängigkeit verschiedener Prozesse.
Der Grundumsatz
Der Grundumsatz, auch „basale Stoffwechselrate“ genannt, wird unter neutralen Bedingungen (bei Neutraltemperatur) gemessen. Dabei erfolgt die Messung bei einer seit mehr als 12 Stunden nüchternen, wachen Person im Liegen. Dabei wird der Sauerstoffverbrauch der Person mit Hilfe eines sogenannten Spirometers gemessen. Dieser Wert wird in Kalorien pro m² Körperoberfläche pro Stunde ausgedrückt.
Die verbrauchte Energie gibt Aufschluss darüber, wie viel Energie der Organismus allein für die Aufrechterhaltung seiner Grundfunktion aufbringen muss: für die Arbeit der Organe, selbst wenn wir schlafen (Herz 8 %, Leber 19 %, Muskeln 20 %, Fettgewebe 3 %...), sowie für die Verdauung (10 %).
Der Grundumsatz entspricht ca. 60 % des täglichen Energieverbrauchs.
Um ihn relativ einfach zu berechnen, ist es notwendig, einige Kriterien wie das Geschlecht, das Gewicht, die Größe, das Alter sowie den körperlichen Zustand und den Ernährungszustand (Beurteilung nach dem Verhältnis von Körpergewicht und Körpergröße, Stärke des Fettpolsters etc.) der Person zu berücksichtigen.
Frauen und Männer:
Frauen verfügen von Natur aus über mehr Körperfett als Männer, welches nur wenig Energie verbraucht.
Der Grundumsatz von Frauen ist folglich geringer als der von Männern (etwa 5 bis 10 %).
Altersbedingte Entwicklung beim Erwachsenen:
Der Grundumsatz nimmt im Laufe des Alters um etwa 2 bis 3 % pro Dekade ab. Gründe hierfür sind vor allem der Anstieg des Körperfetts hauptsächlich in den Organen im Bereich der Körpermitte sowie die Verringerung der Magermasse um etwa ein Drittel. Die Magermasse ergibt sich aus dem Körpergewicht nach Abzug der Fettmasse. Sie wird durch Hautfaltendickenmessung oder Unterwasserwiegen bestimmt.
Vereinfachte Berechnung des Grundumsatzes:
Die Gleichung nach Harris und Benedict ist die genaueste, um den Grundumsatz (GU) zu bestimmen:
Frauen: GU = 0,963 x G0,48 x H0,50 x A-0,13
Männer: GU = 1,083 x G0,48 x H0,50 x A-0,13
GU: in Megajoules
G: Gewicht in kg
H: Körperhöhe in Metern
A: Alter in Jahren
Die Thermoregulierung
Unser Organismus ist unterschiedlichen Klimabedingungen (Temperaturen) unserer Umwelt ausgesetzt, muss aber die Körpertemperatur stets auf 37-37,5 °C halten. Die Thermoregulierung ist ein chemischer (Wärmeerzeugung) und gleichzeitig physischer Prozess (Transport dieser Wärme zu allen Organen und Geweben).
Körperliche Betätigung im Freien oder Arbeit bei extrem niedrigen Temperaturen erhöht den Energieverbrauch des Organismus.
Die körperliche Aktivität
Sie ist ein zweiter Faktor, der bei der Berechnung des Energieverbrauchs berücksichtigt werden muss.
Der Energieverbrauch aufgrund körperlicher Aktivität hängt von der Art, Intensität und der Dauer der Belastung ab.
Der Grad der körperlichen Aktivität (GKA) wird nachstehend in sechs Kategorien eingeteilt:
GKA = 1 Schlaf oder Nickerchen, Ausruhen in liegender Position
GKA = 1,5 Im Sitzen: Ausruhen, Fernsehen, Computer, Videospiele,
Gesellschaftsspiele, Lesen, Schreiben, Büroarbeit, Nähen, Fahren, Mahlzeiten ...
GKA = 2,2 Im Stehen: Waschen und Anziehen, kurze Wege innerhalb des Hauses/der Wohnung
Kochen, Haushaltsarbeit, Einkäufe, Laborarbeit,
Arbeit als Verkäufer, Bedienen von Maschinen ...
GKA = 3 Frauen: Gehen, Gartenarbeit oder ähnliches, Gymnastik, Yoga
Männer: im Stehen verrichtete manuelle Arbeit von mittlerer Intensität (chemische Industrie, Schreinerei ...)
GKA = 3.5 Männer: Gehen, Gartenarbeit, berufliche Tätigkeit von hoher Intensität (Maurer, Stuckateur, Automechaniker ...)
GKA = 5 Sport, intensive berufliche Aktivitäten (Erd- oder Waldarbeiten …)
Zur Vereinfachung finden Sie nachstehend die von der Weltgesundheitsorganisation für einen Tag festgelegten GKA:
Geringe körperliche Aktivität:
Mann: 1,55
Frau: 1,56
Mäßige körperliche Aktivität:
Mann: 1,78
Frau: 1,64
Intensive körperliche Aktivität:
Mann: 2,10
Frau: 1,82
Die nahrungsbedingte Thermogenese (Wärmebildung nach Einnahme einer Mahlzeit oder auch „Postprandial“ genannt)
Die Nahrungsaufnahme erhöht den Energieverbrauch in Abhängigkeit der verzehrten Nährstoffe:
- Eiweiß: 20 bis 30 %
- Fett: 0 bis 2 %
- Kohlenhydrate: 5 bis 10 %
Durchschnitt: 10 %
Dieser Energieverbrauch steht mit der Nahrungsaufnahme in den Darm, der Umwandlung der Nahrungsmittel in Energie sowie ihrer Speicherung in Zusammenhang.
Der Energieverbrauch von Kindern und Jugendlichen
Der Energiebedarf von Jugendlichen und Kindern ist beträchtlich. Der erhöhte Bedarf erklärt sich aus dem stetigen Körperwachstum sowie der daraus resultierenden Entwicklung von neuem Gewebe.
Der Energieverbrauch schwangerer und stillender Frauen
Die Entwicklung des Fötus und seiner Anhänge (Plazenta, Fruchtwasser, Membranen) sowie die Milchproduktion erfordern ebenfalls eine beträchtliche Menge an Energie.
Schwankungen des Grundumsatzes
Verringerung des Grundumsatzes
- Fasten und Auslassen von Mahlzeiten
- Bewegungsmangel
- Schlafmangel: Dadurch wird der Ausstoß von Leptin eingeschränkt, einem Hormon, das dem Körper bei der Fettspaltung (Lipolyse) hilft.
- Schilddrüseninsuffizienz
- Kalorienreduzierte Diäten
Steigerung des Grundumsatzes
- Regelmäßige körperliche Aktivität steigert den Energieverbrauch aufgrund der Erhöhung der Muskelmasse um 5 bis 10 %. Dadurch wird der Grundumsatz ebenfalls erhöht.
- Das morgendliche Frühstück erhöht die Stoffwechseltätigkeit. Da man im Schlaf keine Nahrung zu sich nimmt, ist diese reduziert.
- Eine Ernährung mit viel Eiweiß, komplexen Kohlenhydraten und Ballaststoffen erfordert mehr Energie bei der Verdauung.
- Das Trinken von Wasser während des Tages fördert die biochemischen Prozesse des Organismus und unterstützt den Energieverbrauch.
- Stress erhöht den Grundumsatz durch die vermehrte Ausschüttung von Adrenalin.
- Fieber erhöht den Grundumsatz um 7 % pro Grad.
- Schilddrüsenüberfunktion
- Anregende Substanzen (sog. Psychostimulanzien) wie z. B. Koffein, Nikotin usw.
ENERGIEBEDARF UND ENERGIEZUFUHR
Der Energiebedarf
Der tägliche Energieverbrauch (TEV) bestimmt den Energiebedarf.
Letzterer bezeichnet die Energiemenge, die aufgenommen werden muss, um den Bedarf einer Person zu decken.
Die folgende Gleichung ermöglicht eine vereinfachte Berechnung:
TEV = GU x GKA
Die Energiezufuhr (ausgenommen Kinder, Jugendliche, schwangere und stillende Frauen)
Die empfohlene Tageszufuhr (ETZ) entspricht im Allgemeinen 130 % des durchschnittlichen Bedarfs einer bestimmten Bevölkerung.
Männer:
Geringe körperliche Aktivität 8800 kJ / 2100 kcal
Normale Aktivität für die Mehrheit der Bevölkerung 11300 kJ / 2700 kcal
Hohe körperliche Aktivität 12500 kJ / 3000 kcal
Sehr hohe körperliche Aktivität 14600 kJ / 3500 kcal
Frauen:
Geringe körperliche Aktivität 7500 kJ / 1800 kcal
Normale Aktivität für die Mehrheit der Bevölkerung 8400 kJ / 2000 kcal
Hohe körperliche Aktivität 9200 kJ / 2200 kcal
DER BODY-MASS-INDEX (BMI)
Dieser Index hilft, die Körpermasse einer Person zu bestimmen.
Er berechnet sich wie folgt:
BMI = Gewicht / Körpergröße²
(Gewicht in kg und Körpergröße in Metern)
Die Kategorien sind:
Unter 16,5 Unterernährung, starkes Untergewicht
16,5 bis 18,5 Untergewicht
18,5 bis 25 Normalgewicht
25 bis 30 Übergewicht
30 bis 35 Adipositas Grad I
35 bis 40 Adipositas Grad II
Über 40 Adipositas Grad III
DER GRUNDUMSATZ BEI DER DUKAN-METHODE
Der Verzehr von Proteinen sowie tägliche körperliche Aktivität sorgen bei der Diät nach der Dukan-Methode für eine Erhöhung des Grundumsatzes.
Der Gewichtsverlust ist daher in den ersten beiden Diätphasen am höchsten und erhöht dadurch die Motivation.
Außerdem sorgt der erhöhte Grundumsatz für eine bessere Stabilisierung und Erhaltung des erreichten Gewichts, wenn die regelmäßige körperliche Betätigung beibehalten wird.