Kalorien: Definition, Grundumsatz und Tagesbedarf
Wir lesen fast tagtäglich davon, dabei wissen nur Wenige im Detail, was unter dem Begriff „Kalorie“ zu verstehen ist. Nehmen wir Nahrung zu uns, tun wir dies nicht ausschließlich um verloren gegangene Stoffe wieder aufzufüllen, sondern vor allem, um unseren Körper mit notwendiger Energie zu versorgen. Es spielt indessen keine Rolle, welche Nährstoffe konkret aufgenommen werden. Hinsichtlich der benötigten Energie ist die Herkunft weniger wichtig als die tatsächlich zugeführte Menge.
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Einheiten geben der Energie einen greifbaren Wert
Der Ausdruck Kalorie entspricht einer Einheit für zugeführte Energie und wird insofern greifbar gemacht. Es sei erwähnt, dass die Messeinheit Kalorie eigentlich überholt ist und durch die SI-Einheit* Joule abgelöst wurde. Gleichwohl begegnet uns im Alltag die Einheit Kilokalorie (1 kcal = 1.000 cal), welche insbesondere in der Lebensmittelindustrie noch eine Rolle spielt. Eine Kalorie entspricht dabei ca. 4,2 Joule. Definitionsgemäß versteht man unter einer Kalorie die Menge an Energie, die zum Erwärmen von einem Gramm Wasser um ein Grad Celsius benötigt wird.
Der Brennwert bestimmt die Energie
Der individuelle Brennwert eines Lebensmittels sagt aus, wie viel Energie der biochemische Kreislauf des menschlichen Organismus daraus ziehen kann. Man unterscheidet dabei zwischen physikalischem und physiologischem Brennwert. Ersterer beschreibt den Energiegehalt eines Nährstoffs, der tatsächlich enthalten ist. In der Wissenschaft ist die Rede von freigesetzter Energie, sobald ein Nährstoff vollständig zu CO2 und Wasser verbrannt wurde. Der physiologische Brennwert hingegen stellt die Energiemenge eines Nährstoffs dar, welcher vom Körper tatsächlich genutzt werden kann und wird auf Lebensmittelverpackungen angegeben. Die insgesamt in einem Lebensmittel enthaltene Energie setzt sich aus den Energien der darin enthaltenen Makronährstoffe zusammen. Ein Gramm Kohlenhydrate und Eiweiße liefern dem Körper je 4,1 kcal, ein Gramm Fett als größter Energielieferant dagegen 9,3 kcal.
Der Grundumsatz spiegelt die Mindestmenge an täglicher Energie wider
Um die im Körper ablaufenden biochemische Prozesse und den Erhalt unserer lebensnotwendigen Systeme wie Atmung, Verdauung und Herzkreislauf über den Tag hinweg gewährleisten zu können, gibt es ein Mindestmaß an Energie. In diesem Zusammenhang spricht man vom sogenannten Grundumsatz. Dies ist die Menge an Energie, die täglich von unseren Systemen und Kreisläufen benötigt wird, um sämtliche lebenserhaltende, aufbauende und abbauende Prozesse im Ruhezustand zu erhalten. In der Theorie führt die Aufnahme dieser Energiemenge nicht zu überschüssigen Fettpolstern, da die Energie eins zu eins in den Erhalt der täglich notwendigen Körperprozesse fließt und somit verwertet wird. Zur Ermittlung des Grundumsatzes werden die Parameter Geschlecht, Alter, Größe und Gewicht herangezogen. Dabei handelt es sich jedoch nur um eine Schätzung des individuellen Tagesbedarfs, da aufwendig personenbezogene Messungen im Rahmen einer Kalorimetrie* nicht der Normalfall sind.
Den Grundumsatz anpassen
Zu bedenken ist allerdings, dass der Grundumsatz die für den Körper notwendige Tagesdosis an Energie im Ruhezustand darstellt. Da der Einzelne täglich individuelle Aktivitäten ausübt und mit bestimmten Stresssituationen und Herausforderungen konfrontiert wird, ist der individuelle Grundumsatz zwingend anzupassen. Dieser Wert entspricht folglich dem tatsächlichen Tagesbedarf. Die hinzuaddierende Menge an Energie hängt somit vom individuellen Tagesablauf ab. Auf sportliche Aktivitäten sowie größere körperliche Anstrengungen sollte besonders geachtet werden.
Im Durchschnitt verbrennt ein jeder von uns mehr als 300 Kalorien bei einer 30-minütigen Laufeinheit. Pauschalisierungen bezüglich der Brennwerte pro Sporteinheit oder Belastungssituation sind allerdings entsprechend der Gegebenheiten und individuellen Voraussetzungen des Einzelnen zu ermitteln. Bei den im Internet kursierenden Datenangaben handelt es sich um Durchschnittswerte und mithin Richtwerte. Beispielsweise mag es sein, dass man den täglichen Richtwert von 10.000 Schritten ausgibt. Daraus eine pauschal verbrannte Kalorienzahl zu folgern, ist jedoch nicht sinnvoll. Auch hier muss auf das Zustandekommen der einzelnen Schritte geachtet werden, um die Höhe der verbrannten Kalorien zu schätzen.
Folgendes sollte man im Kopf behalten:
- Die in Lebensmitteln enthaltene Energie wird nach wie vor in Kilokalorien angegeben – mittlerweile wurde diese in der Wissenschaft von der SI-Einheit Joule abgelöst
- Der auf Verpackungen angegebene Brennwert entspricht dem physiologischen Brennwert
- Der tägliche Grundumsatz entspricht der verbrauchten Energie unseres Körpers im Ruhezustand
- Bei der Ermittlung des Grundumsatzes wird auf Formeln und allgemeine Parameter zurückgegriffen, wodurch die Genauigkeit, anders als bei der Ermittlung im Rahmen einer indirekten Kalorimetrie, verloren geht
- Um den Tagesbedarf zu ermitteln, müssen Energiemengen, die durch körperliche Aktivitäten verbraucht werden, zum Grundumsatz hinzuaddiert werden
* SI-Einheiten: Darunter fallen physikalische Größen, die zu einem Pool an weltweit anerkannten und verwendeten Messgrößen gehören.
* Mittels der sog. indirekten Kalorimetrie, einem Messverfahren, kann der Energieumsatz im Detail bestimmt werden.
Text-Quellen:
(1) Alberts et al., Lehrbuch der Molekularen Zellbiologie, 4. Auflage, 2012, S. 51
(2) Löffler / Weiss, Physiologische Chemie, 2. Auflage, 1979, S. 4
(3) Grimm et al., Taschenatlas Ernährung, S. 30 ff.
(4) Brandenburger und Bajorat, Fallbuch Biochemie, 2006, S. 112 f.
(5) Fürst et al., Ernährungsmedizin, 3. Auflage, 2004, S. 28 ff.
(6) Max-Rubner-Institut, Wie viel Energie liefern Lebensmittel?
(7) Wechsler, Adipositas – Ursachen und Therapie, 2. Auflage, 2003, S. 107
Bild-Quellen:
