Energiehaushalt

Zur Energieaufnahme müssen organische Substanzen zugeführt werden, damit der Körper daraus verwertbare Energie gewinnen kann (Energiestoffwechsel).

Energielieferanten sind die Hauptnährstoffe Kohlenhydrate, Fette und Eiweiße. Auch Alkohol liefert Energie (7 kcal/g). Zur Energiegewinnung werden die Hauptnährstoffe schrittweise im Körper abgebaut und "verbrannt". Ungefähr 60 % werden in Wärme umgewandelt, die zur Aufrechterhaltung der Körpertemperatur genutzt wird. Die restliche Energie wird gespeichert beziehungsweise als Energiequelle für zahlreiche Stoffwechselvorgänge zur Verfügung gestellt.

Prozessualer Energieverbrauch

Der durch körperliche Aktivität hervorgerufene erhöhte Energiebedarf der Muskulatur wird kurzfristig durch im Blut befindlichen Zucker (Glucose) gedeckt. Ist darüber hinaus mehr Energie erforderlich, wird durch den Abbau gespeicherter Kohlenhydrate (Glykogenolyse) Energie gewonnen und über das Blut zu den energiefordernden Zellen transportiert. Gleichzeitig werden Fette abgebaut (Lipolyse) und ebenso über den Blutweg zu den energiefordernden Zellen transportiert. Die Hormone Noradrenalin und Cortisol stimulieren den Fettabbau, Insulin wirkt hemmend. Bei intensiver Muskelarbeit beziehungsweise wenn die Kohlenhydratspeicher weitestgehend leer sind, wird durch die Zuckerneubildung (Gluconeogenese) vermehrt Zucker aus Nicht-Kohlenhydrat-Vorstufen (z. B. Aminosäuren) gebildet und als Energieträger bereitgestellt.

Im Ruhezustand werden 80 % Fette und 20 % Zucker (Glucose) abgebaut und "verbrannt". Bei leichter Belastungsintensität sind es 70 % Fette und 30 % Zucker (Glucose). Bei stärkerer Belastungsintensität beträgt das Verhältnis etwa 50 % : 50 %.

Energiegehalt von Nährstoffen

Als Maßeinheit für den physiologischen Brennwert wird die Kalorie (cal) verwendet.

1 g Fett liefert 9 kcal
1 g Kohlenhydrate liefert 4 kcal
1 g Eiweiß liefert 4 kcal

Hinweis
1 g Alkohol liefert 7 kcal

Energiebedarf

Der Energiebedarf des Körpers setzt sich zusammen aus dem Grundumsatz, Energieverbrauch durch Verdauung (Thermogenese) und körperlicher Aktivität.

Der Grundumsatz beschreibt den Energieverbrauch bei völliger körperlicher Ruhe zur Funktionserhaltung des Körpers. Er wird im Wesentlichen vom Alter, Geschlecht, der Körperzellmasse (Muskel- und Organmasse), genetischen Voraussetzungen, dem Gesundheitszustand (Fieber) und durch die Wärmedämmung durch Kleidung beziehungsweise die Umgebungstemperatur bestimmt.
Frauen haben einen geringeren Grundumsatz (ca. 200 kcal weniger) als Männer. Die Höhe des Grundumsatzes wird im Wesentlichen von der vorhandenen Muskelmasse bestimmt. Der Anteil des Grundumsatzes am Gesamtenergieverbrauch beträgt 55-70 %.

Die Thermogenese (Wärmebildung) entspricht dem Energieaufwand, der für die Nahrungsaufnahme sowie -verwertung benötigt wird – Verdauung, Resorption, Transport, Ab- und Umbauprozesse. Wie hoch die Thermogenese ausfällt ist abhängig von der Zusammensetzung und Menge der aufgenommenen Nahrung: 2-4 % der mit Fette, 4-7 % der mit Kohlenhydrate, 18-25 % der mit Proteinen aufgenommenen Energiemenge. Somit dauert die nahrungsinduzierte Thermogenese nach einer proteinreichen Mahlzeit ungefähr doppelt solange an wie nach einer kohlenhydrat- oder fettreichen Mahlzeit gleichen Energiegehaltes.
Des Weiteren beschreibt die Thermogenese auch den Energieverbrauch durch Kälte- und Hitzeexposition, Muskelarbeit, psychische Stimuli (Stress, Angst), Hormone und Medikamente.
Die Thermogenese ist unabhängig vom Geschlecht und Alter. Der Anteil der Thermogenese am Gesamtenergieverbrauch beträgt ca. 10 %.

Grundumsatz und Thermogenese sind nur wenig beeinflussbar.

Die körperliche Aktivität wird unterschieden in intentionale und spontane Aktivität. Als intentionale Aktivität wird bewusst vorgenommene Aktivität (z. B. Berufsarbeit, Sport) bezeichnet. Als spontane Aktivität werden spontane Muskelkontraktionen, Zappeln, Körperspannung beim Sitzen bezeichnet. Die spontane Aktivität ist weitestgehend genetisch bestimmt und kann zwischen 100 und 800 kcal/Tag verbrauchen. Der Anteil körperlicher Aktivität am Gesamtenergieverbrauch ist stark variabel und kann 15-35 % betragen. Bei Personen mit geringer körperlicher Aktivität in Beruf und Freizeit beträgt der Anteil am Gesamtenergieverbrauch 15-25 %.

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