Der Energiestoffwechsel

Der Energieverbrauch eines Menschen setzt sich aus verschiedenen Komponenten zusammen:

Da wäre erstens der sog. Grundumsatz (GU) , welcher diejenige Energiemenge umfasst, die der Körper in völliger Ruhe zur reinen Erhaltung der wichtigsten, zum Überleben notwendigen Funktionen benötigt, also beispielsweise dem Denken, der Atmung oder dem Herzschlag. Er nimmt mit ca. 50-70% den größten Anteil am Gesamtenergieverbrauch ein. Die Höhe des GU korreliert eng mit der Muskelmasse, hängt aber auch von der genetischen Veranlagung, dem Alter, Geschlecht und Hormonstatus (Schilddrüsenhormone, Katecholamine,..) ab. Gemäß der Deutschen Gesellschaft für Ernährung (DGE) errechnet man den GU mit einer Faustregel mit 1kcal/kg Körpergewicht/Stunde. Für eine Person mit 70kg ergeben sich für den Grundumsatz daher 1×70x24=1680 kcal (~7030 kJ).

Die nahrungsinduzierte Thermogenese (dietary induced thermogenesis) bezeichnet den Energieaufwand, der für die Nahrungsaufnahme- und Verwertung benötigt wird. Sie beträgt etwa 10% des Gesamtenergieverbrauches.

Die bewegungsabhängige Thermogenese entspricht der Energie, die bei Bewegung verbraucht wird. Der Anteil am Gesamtenergieverbrauch variiert logischerweise mit dem Grad der Aktivität.

Zu guter Letzt ist noch die adaptive Thermogenese erwähnenswert. Sie stellt diejenige Energie dar, die für die Anpassung an veränderte Bedingungen aufgewendet wird, z.B. für die Reaktion auf emotionalen Stress oder Temperaturveränderungen.

Berechnung des Gesamtenergiebedarfs aus Grundumsatz und Leistungsumsatz in Abhängigkeit der Arbeitsschwere (lt. DGE):

1.) Grundumsatz: 1 kcal/kg KG/Stunde; bei einer Person mit 70kg entspricht das 1×70x24=1680 kcal

2.) Leistungsumsatz: Alles was über den Grundumsatz hinausgeht wird als Leistungsumsatz bezeichnet. Diese körperliche Aktivität ergibt sich aus dem beruflichen Tätigkeitsfeld und der Freizeitgestaltung eines Menschen. Sie ist objektivierbar und wird in sog. PAL (= Physical Activity Level) eingeteilt. Die Normwerte für die körperliche Aktivität (PAL-Werte) erstrecken sich von 1,2 für ausschließlich sitzende Tätigkeiten bis zu 2,4 für Schwerstarbeit. Bei berufstätigen Erwachsenen mit überwiegend sitzender Tätigkeit liegt der PAL-Wert im Durchschnitt bei 1,55-1,65. Aus den zeitlichen Anteilen der beruflichen- und Freizeitaktivitäten mit entsprechenden PAL-Werten auf 24 Stunden verteilt ergibt sich der tägliche Gesamtenergiebedarf.

PAL-Referenzwerte (gemäß DGE):

• PAL 0,95 für Schlaf.
• PAL 1,2 für ausschließlich sitzende oder liegende Lebensweise, z.B. alte, gebrechliche Menschen.
• PAL 1,4-1,5 für ausschließlich sitzende Tätigkeit mit wenig oder keiner anstrengenden Freizeitaktivität, z.B.: Büroangestellte, Feinmechaniker.
• PAL 1,6-1,7 für sitzende Tätigkeit, zeitweilig auch zusätzlicher Energieaufwand für gehende und stehende Tätigkeiten, z.B. Laboranten, Kraftfahrer, Studierende, Fließbandarbeiter.
• PAL 1,8-1,9 für überwiegend gehende und stehende Arbeit z.B. Hausfrauen, Verkäufer, Kellner, Mechaniker, Handwerker.
• PAL 2,0-2,4 für körperlich anstrengende berufliche Arbeit, z.B. Bauarbeiter, Landwirte, Waldarbeiter, Bergarbeiter, Leistungssportler.

Beispiel zur Berechnung des Gesamtenergiebedarfs:

Der bereits errechnete Grundumsatz (1 kcal/kg KG/Stunde) für eine 70 kg Person von 1680 kcal wird nun multipliziert mit dem

• PAL-Wert für Schlaf im angenommenen Zeitrahmen von 8 Stunden (1680×0,95×8=12768), dann
• angenommene 8 Stunden schwere körperliche Arbeit (1680×2,0×8=26880) und
• weitere Freizeittätigkeiten ebenso für 8 Stunden (1680×1,4×8=18816).

Die Summe dieser Werte dividiert durch 24 (Stunden) ergibt einen Gesamtenergiebedarf von 2436 kcal. Je genauer man den Tagesablauf in seine verschiedenen Tätigkeiten unterteilt, desto genauer kann man auch den Energiebedarf errechnen.
Eine etwas einfachere, dafür ungenauere Methode berechnet den Gesamtenergiebedarf aus dem Grundumsatz und einem der Arbeitsschwere angepassen Faktor.

• Leichte körperliche Arbeit: +1/3 des GU
• Mittelschwere Arbeit: +2/3 des GU
• Schwere Arbeit: +3/3 des GU (=Verdoppelung)

Angewandt auf das obige Beispiel kommt man so bei angenommener mittelschwerer Arbeit auf einen Gesamtenergiebedarf von 2800 kcal, also einem durchaus von der PAL-Berechnung signifikant abweichenden Wert.