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

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Verarbeitung der aufgenommenen Nährstoffe und Umwandlung in körpereigene Substanzen in den Zellen

Nährstoffe: Proteine, Kohlenhydrate, Fett

C6H12O6 + 6O2 = 6CO2 + 6H2O + freie Energie

Der menschliche Energiestoffwechsel

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Grundumsatz(ca. 70%)

Etwa 1 kcal pro Stunde und Kilogramm Körpergewicht bei Erwachsenen Energie zur Aufrechterhaltung der lebenswichtigen Funktionen (Herzschlag, Atmung, Temperaturregulation auf 37°C

Diätinduzierte Thermogenese

(15%)

Energie zur gastrointestinalen Verarbeitung und Resorption der aufgenommenen Nahrung Höchster Energiebedarf bei der Eiweißaufnahme Geringster Energiebedarf bei der Fettaufnahme

Aktivitätsinduierte Thermogenese

(15%)

Energieverbrauch für die körperliche Bewegung abhängig vom Ausmaß der physischen Aktivität bei nicht Sport treibenden Personen ca.15 % des Gesamtenergieverbrauches

Komponenten des Energieverbrauchs

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.Erfassung des Gesamtenergieverbrauchs: Doppel-Isotopenmethode. Meßprinzip:

Verabreichung stabiler H- und O-Isotope

Zugeführte H-Isotope

Zugeführte O-Isotope

CO2

Wasser v.a. UrinWasser v.a. Urin

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Doubly Labeled Water (DLW) –Methode

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)

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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)

Grundumsatz (BMR)

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BMR

HormoneNeurotransmitter Gene Muskelmasse

KörperlicheAktivität

Sex

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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

Messung der BMR durch indirekte Kalometrie

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Erfassung der O2-Aufnahme

Erfassung der CO2-Abgabe

Messung des ausgeschiedenen N

⇓ Bestimmung des Respiratorischen Quotienten (RQ) Ausgeatmetes CO2 Eingeatmeter O2

Indirekte Kalorimetrie – Methodik

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Indirekte Kalorimetrie – Methodik

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)

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BMR

Yo-Yo-Effekt beim Körpergewicht!

Was passiert bei einer Schlankheitsdiät?

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Esser

1100

1150

1200

1250

1300

1350

1400

Spontane Gezügelte

Kcal/Tag

1400 ± 180

1200 ± 150

Wie sieht die BMR bei gezügelten Essern aus ?

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Ungezügeltes Essen ?

Für ihn kein Problem !

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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