Energiebedarf, Energieumsatz und Energieverbrauch

Der tägliche Gesamtenergieumsatz setzt sich zusammen aus dem Grundumsatz (Energieumsatz zur Aufrechterhaltung lebenswichtiger Körperfunktionen), dem Leistungsumsatz (Energieumsatz für Muskelarbeit, geistige Arbeit, Schwangerschaft, Stillen), der postprandialen Thermogenese (Energieumsatz für Verdauung, Resorption und Verstoffwechselung von Nährstoffen), der Wärmeregulation (Energieumsatz zur Aufrechterhaltung der Körpertemperatur) und der Stressbewältigung (Energieumsatz, der zur Bewältigung innerer und äußerer Stressbelastungen verbraucht wird).

Grundumsatz (=GU)

Der Grundumsatz umfasst die täglich verbrauchte Energiemenge, die notwendig ist, um alle lebenswichtigen Körperfunktionen aufrechtzuerhalten. Hierzu zählen etwa der Herzschlag, die Atmung, die Zellregeneration, Synthese- und Abbauvorgänge, die Signalübertragung zwischen den Zellen, die Aufrechterhaltung des Muskeltonus und der Membranpotenziale. Es handelt sich hierbei theoretisch um den Energieverbrauch

  • früh morgens ruhig liegend,
  • im ausgeschlafenen, gesunden, nüchternen Zustand,
  • bei einer neutralen Raumtemperatur von 24-28 °C.

Der Grundumsatz ist abhängig vom energieverbrauchenden Gewebeanteil (fettfreie Masse), insbesondere von der Muskulatur sowie von der Stoffwechselleistung.

Einflussfaktoren auf den Grundumsatz

  • Genetik (GU variiert stark zwischen Nichtblutsverwandten)
  • Geschlecht (Männer haben aufgrund der höheren Muskelmasse einen höheren GU als Frauen)
  • Alter (durch die Abnahme der Stoffwechselleistung sinkt der GU mit dem Alter)
  • physiologische Faktoren (Hormonwirkung, Immunabwehr)
  • Konstitution (Größe, Gewicht, Muskelmasse, fettfreie Masse, Körperoberfläche)

Thermogenese

Im Zuge chemischer Stoffwechselreaktionen wird stets Wärme freigesetzt. Diese Wärmeproduktion ist nach Mahlzeiten besonders stark ausgeprägt (postprandiale Thermogenese), da Verdauung, Aufnahme, Transport und Verwertung der Nahrungsbestandteile mit einem erhöhten Stoffwechselumsatz verbunden sind. Aufgrund der unterschiedlichen Abbauwege tragen die Nährstoffe zu unterschiedlichen Anteilen zur Thermogenese bei. Während Fette und Kohlenhydrate nur geringfügig zur Wärmeproduktion beitragen, wird etwa ein Drittel des in Eiweißen enthaltenen Energiegehaltes in Form von Wärme abgegeben.

Prozentualer Anteil der als Wärme abgegebenen Energie vom Gesamtenergiegehalt
Nährstoff
Energie-%, die in Wärmeproduktion gehen
Fette
2-3%
Kohlenhydrate
6-9%
Eiweiße
~ 30%
Alkohol
20%

Zusätzlich vermag der Körper durch Anpassung der Stoffwechselaktivität die Körpertemperatur zu regulieren.

Leistungsumsatz (=LU)

Der Leitungsumsatz reflektiert den Energieumsatz, der für körperliche Aktivitäten, aber auch für Sonderleistungen wie Wachstum, Schwangerschaft und Stillen aufgewendet wird. Je nach beruflicher und Freizeitaktivität kann dieser von einigen hundert bis zu mehreren tausend Kalorien schwanken.

Brennwert der Nährstoffe

Der Energiegehalt der Nährstoffe wird ausgedrückt in Joule (J) oder Kilojoule (kJ). Obwohl diese Maßeinheit schon seit dem 1. Januar 1978 in Deutschland als offizielle Bezeichnung für den Energiegehalt der Nahrung eingeführt ist, wird ebenso noch die alte Einheit Kalorie (cal) oder Kilokalorie (kcal) verwendet. Ein Joule ist die Energiemenge, die benötigt wird, um 100 g mit der Kraft von 1 Newton (N) um 1 m in die Höhe zu heben.

  • 1 kcal = 4,184 kJ und 1 kJ = 0,239 kcal und 1 mJ = 239 kcal

Der Brennwert der Nährstoffe wird immer für jeweils 1 g des betreffenden Makronährstoffs angegeben.

  • 1 g Kohlenhydrate 17 kJ (4 kcal)
  • 1 g Fett 39 kJ (9 kcal)
  • 1 g Eiweiß 17 kJ (4 kcal)
  • 1 g Alkohol 29 kJ (7 kcal)

Hinzu kommen noch die Zuckeraustauschstoffe, die im Gegensatz zu den Süßstoffen einen geringen Energiegehalt enthalten.

  • 1 g Mannit 8 kJ (2 kcal)
  • 1 g Sorbit 10 kJ (2,5 kcal)
  • 1 g Xylit 10 kJ (2,5 kcal)

Auch Ballaststoffe bieten einen geringen Brennwert (Pro Gramm etwa 1-2 kcal/ 4-8 kJ). Durch den Abbau von Ballaststoffen durch die Darmbakterien entstehen Fettsäuren, die vom Körper verwertet werden können. Allerdings beträgt dieser Energiegewinn nur 5 Prozent der gesamten Nahrungsenergie und wird daher bei der Energieberechnung nicht berücksichtigt.