Zusammenfassung Thermoregulation und Energiehaushalt
Energiehaushalt und Energieumsatz
Was ist der Wirkungsgrad?
Die chemische Energie der Nährstoffe, die der Mensch zu sich nimmt, wird in den zellulären
Energiespeicher ATP umgewandelt. Dies wird dann in weiteren chemischen Reaktionen im
Körper umgesetzt. Diese Energieumwandlung können nicht zu 100% erfolgen, sondern bei
jeder einzelnen Umwandlung wird ein Teil der Energie als Wärmeenergie frei.
Der Wirkungsgrad ist der Quotient aus geleisteter Arbeit und verbrauchter Energie.
- bei körperlicher Arbeit kaum höher als 25%
- d.h., ein Großteil der Energie geht als Wärme verloren
- die so entstehende Wärme bestimmt maßgeblich die Körpertemperatur
Grundumsatz
- bezeichnet den Energieumsatz eines gesunden Erwachsenen, der zur Aufrechterhaltung
der Organfunktionen notwendig ist.
- die unvermeidliche Wärmeabgabe des Körpers beträgt 40 W/m2
- ein 70kg schwerer Erwachsener hat eine Körperoberfläche von 1,73m2 und damit einen
Grundumsatz von 80 W
o daraus lässt sich der tägliche Mindestbedarf errechnen:
80W · 60s · 60min · 24h = 6,9 Millionen J = 6900 kJ Der Umrechnungsfaktor von kJ in kcal ist 4,184
6900kJ / 4,184 = 1649,14 kcal
- ebenfalls gibt es folgende Faustformeln:
Männer: Grundumsatz = 100kJ · Körpergewicht (kg) weil 1 cal = 4,184 J
Frauen: Grundumsatz = 100kJ · Körpergewicht (kg) · 0,9
, Grundbedarf nicht körp. arbeitend Leichte körp. Schwerstarbeit
ohne Anstrengung Arbeit
Männer 6900kJ 9600kJ
zusätzlich bis zusätzlich bis
zu 2000kJ zu 10000kJ
Frauen 6200kJ 8400kJ
à bei geistiger Arbeit erhöht sich der Energieumsatz
Grund: reflektorische Anspannung der Skelettmuskulatur („angestrengtes Nachdenken“)
Faktoren, die den Energieumsatz beeinflussen
- Körpermassen und ihre Zusammensetzung
o bei gleichem Gewicht, aber unterschiedlicher Körpergröße (also auch
Körperoberfläche) ist der Grundumsatz (und Wärmeverlust) bei dem größeren
Menschen ebenfalls höher!
o je mehr stoffwechselaktive Zellmasse eine Person hat, desto höher ist ihr
Energieumsatz
- Alter und Geschlecht
o im Alter sinkt der Grundumsatz (bspw. weniger Muskelmasse!)
o Frauen haben i.d.R. niedrigeren Grundumsatz
- Grundumsatz beim Neugeborenen und Säugling
o seine Körperoberfläche ist im Verhältnis zum Körpervolumen größer als beim
Erwachsenen!
- Umgebungstemperatur
o bei indifferenter Umgebungstemperatur ist der Energieumsatz am geringsten
o der Energieumsatz steigt bei höherer oder niedrigerer Umgebungstemperatur
- Verdauung, Resorption, Speicherung von Nahrung
o Nahrungszufuhr steigert den Energieumsatz und ein Teil der aufgenommenen
Energie geht als Wärme verloren à darum wird einem beim Essen warm! (man
nennt das spezifisch-dynamische Wirkung)
o bei Eiweißkost ist dies am höchsten, weshalb sich bspw. eiweißhaltige
Milchprodukte im Sommer nicht als Erfrischung eignen
- Sonstige Faktoren
o Emotionen (Muskeltonus)
o Schwangerschaft
o körperliche Tätigkeit
Deckung des Energiebedarfs
Kohlenhydrate (63%)
Fette (25%)
Proteine/Aminosäuren (12%)
Energiehaushalt und Energieumsatz
Was ist der Wirkungsgrad?
Die chemische Energie der Nährstoffe, die der Mensch zu sich nimmt, wird in den zellulären
Energiespeicher ATP umgewandelt. Dies wird dann in weiteren chemischen Reaktionen im
Körper umgesetzt. Diese Energieumwandlung können nicht zu 100% erfolgen, sondern bei
jeder einzelnen Umwandlung wird ein Teil der Energie als Wärmeenergie frei.
Der Wirkungsgrad ist der Quotient aus geleisteter Arbeit und verbrauchter Energie.
- bei körperlicher Arbeit kaum höher als 25%
- d.h., ein Großteil der Energie geht als Wärme verloren
- die so entstehende Wärme bestimmt maßgeblich die Körpertemperatur
Grundumsatz
- bezeichnet den Energieumsatz eines gesunden Erwachsenen, der zur Aufrechterhaltung
der Organfunktionen notwendig ist.
- die unvermeidliche Wärmeabgabe des Körpers beträgt 40 W/m2
- ein 70kg schwerer Erwachsener hat eine Körperoberfläche von 1,73m2 und damit einen
Grundumsatz von 80 W
o daraus lässt sich der tägliche Mindestbedarf errechnen:
80W · 60s · 60min · 24h = 6,9 Millionen J = 6900 kJ Der Umrechnungsfaktor von kJ in kcal ist 4,184
6900kJ / 4,184 = 1649,14 kcal
- ebenfalls gibt es folgende Faustformeln:
Männer: Grundumsatz = 100kJ · Körpergewicht (kg) weil 1 cal = 4,184 J
Frauen: Grundumsatz = 100kJ · Körpergewicht (kg) · 0,9
, Grundbedarf nicht körp. arbeitend Leichte körp. Schwerstarbeit
ohne Anstrengung Arbeit
Männer 6900kJ 9600kJ
zusätzlich bis zusätzlich bis
zu 2000kJ zu 10000kJ
Frauen 6200kJ 8400kJ
à bei geistiger Arbeit erhöht sich der Energieumsatz
Grund: reflektorische Anspannung der Skelettmuskulatur („angestrengtes Nachdenken“)
Faktoren, die den Energieumsatz beeinflussen
- Körpermassen und ihre Zusammensetzung
o bei gleichem Gewicht, aber unterschiedlicher Körpergröße (also auch
Körperoberfläche) ist der Grundumsatz (und Wärmeverlust) bei dem größeren
Menschen ebenfalls höher!
o je mehr stoffwechselaktive Zellmasse eine Person hat, desto höher ist ihr
Energieumsatz
- Alter und Geschlecht
o im Alter sinkt der Grundumsatz (bspw. weniger Muskelmasse!)
o Frauen haben i.d.R. niedrigeren Grundumsatz
- Grundumsatz beim Neugeborenen und Säugling
o seine Körperoberfläche ist im Verhältnis zum Körpervolumen größer als beim
Erwachsenen!
- Umgebungstemperatur
o bei indifferenter Umgebungstemperatur ist der Energieumsatz am geringsten
o der Energieumsatz steigt bei höherer oder niedrigerer Umgebungstemperatur
- Verdauung, Resorption, Speicherung von Nahrung
o Nahrungszufuhr steigert den Energieumsatz und ein Teil der aufgenommenen
Energie geht als Wärme verloren à darum wird einem beim Essen warm! (man
nennt das spezifisch-dynamische Wirkung)
o bei Eiweißkost ist dies am höchsten, weshalb sich bspw. eiweißhaltige
Milchprodukte im Sommer nicht als Erfrischung eignen
- Sonstige Faktoren
o Emotionen (Muskeltonus)
o Schwangerschaft
o körperliche Tätigkeit
Deckung des Energiebedarfs
Kohlenhydrate (63%)
Fette (25%)
Proteine/Aminosäuren (12%)
