Der menschliche Grundumsatz und seine Messung

Biologie LK FWG
Universität Trier
Verbrauchen wir beim Nichtstun Kalorien?
Der menschliche Grundumsatz und seine Messung
Universität Trier, AG Klinische Ernährungspsychologie
Reinhold Laessle u. Leopold Laessle
Biologie LK FWG
Universität Trier
Der menschliche Energiestoffwechsel

Verarbeitung der aufgenommenen Nährstoffe und Umwandlung in
körpereigene Substanzen in den Zellen

Nährstoffe:

C6H12O6 + 6O2 = 6CO2 + 6H2O + freie Energie
Proteine, Kohlenhydrate, Fett
Biologie LK FWG
Universität Trier
Komponenten des Energieverbrauchs
Grundumsatz
(ca. 70%)
Diätinduzierte
Thermogenese
(15%)
Aktivitätsinduierte
Thermogenese
(15%)
Etwa 1 kcal pro Stunde und Kilogramm Körpergewicht bei
Erwachsenen
 Energie zur Aufrechterhaltung der lebenswichtigen
Funktionen
(Herzschlag, Atmung, Temperaturregulation auf 37°C

Energie zur gastrointestinalen Verarbeitung und Resorption der
aufgenommenen Nahrung
 Höchster Energiebedarf bei der Eiweißaufnahme
 Geringster Energiebedarf bei der Fettaufnahme

Energieverbrauch für die körperliche Bewegung
 abhängig vom Ausmaß der physischen Aktivität
 bei nicht Sport treibenden Personen ca.15 % des
Gesamtenergieverbrauches

Biologie LK FWG
Universität Trier

.Erfassung des Gesamtenergieverbrauchs: Doppel-Isotopenmethode.
Meßprinzip:
Verabreichung stabiler H- und O-Isotope


Zugeführte
H-Isotope
Zugeführte
O-Isotope
CO2
Wasser v.a. Urin
Wasser v.a. Urin
Biologie LK FWG
Doubly Labeled Water (DLW) –Methode
Universität Trier









Orale Verabreichung einer exakt eingewogenen Menge
an stabil markiertem Wasser (2H2
18O)
Nach vorgegebener Zeit Entnahme von Proben
(Urin, Speichel)
Messung der Isotopen-Anreicherung
(Massenspektrometrie)
Berechnung der CO2-Produktion
(Differenz der Erscheinungsraten von 2H und 18O)
Biologie LK FWG
Universität Trier
Grundumsatz (BMR)

Energieumsatz von Gesunden bei

Völliger Körperruhe mit vorsätzlicher
Entspannung der Muskulatur


Nach Abklingen der verdauungs- und
Absorptionsvorgänge (12-24 h)

Bei Indifferenztemperatur (ca. 22 °C)

Biologie LK FWG
Universität Trier
Hormone
Neurotransmitter
Gene
Muskelmasse
BMR
Sex
Körperliche
Aktivität
Biologie LK FWG
Universität Trier
Messung der BMR durch indirekte
Kalometrie


Im Organismus erfolgt Abbau von (energiehaltigen)
Nährstoffen zu Wasser, Kohlendioxid und stickstoffhaltigen
Endprodukten (z.B. Harnstoff)
mittels Stöchiometrie können bestimmte Anteile des
verbrauchten O2 und des gebildeten CO2 den Substraten
zugeordnet werden
=> Nährstoffumsatz lässt sich anhand der Atemgasanalyse
und über die Stickstoffausscheidung im Urin erfassen
Biologie LK FWG
Universität Trier
Indirekte Kalorimetrie – Methodik

Erfassung der O2-Aufnahme

Erfassung der CO2-Abgabe

Messung des ausgeschiedenen N




⇓
Bestimmung des Respiratorischen Quotienten (RQ)
Ausgeatmetes CO2
Eingeatmeter O2
Biologie LK FWG
Indirekte Kalorimetrie – Methodik
Universität Trier







Aus gemessenem RQ wird der Anteil der Fett- bzw.
Kohlenhydratoxidation bestimmt
⇓
Bestimmung der pro Liter O2 freigesetzten Energie
⇓
Berechnung der umgesetzten Energie im Messzeitraum
(Liter O2 x Energie/Liter)
Biologie LK FWG
Universität Trier
Biologie LK FWG
Universität Trier
Was passiert bei einer Schlankheitsdiät?
BMR
Yo-Yo-Effekt beim Körpergewicht!
Biologie LK FWG
Universität Trier
Wie sieht die BMR bei gezügelten Essern aus ?
Kcal/Tag
1400
1400 ± 180
1350
1300
1250
1200 ± 150
1200
1150
1100
Spontane
Esser
Gezügelte
Biologie LK FWG
Universität Trier
Ungezügeltes Essen ?
Für ihn kein Problem !
Biologie LK FWG
Universität Trier

Weiterführende Literatur:

Becker KL (1990) Principles and practice of endocrinology and
metabolism. New York u. a. Lippincott Company.
Konopka P (1988) Sporternährung. München u. a. BLV
Vedrlagsgesellschaft
Veitl V (1981) Das Prinzip der Energiebilanz. In: Kappus W et
al.(Hrsg.): Möglichkeiten und Grenzen der Veränderung des
Ernährungsverhaltens. Göttingen, Goltze-Druck, S. 44-52

