Kalorienbedarf

Kalorien sind die fiesen kleinen Männchen, die nachts die Hosen enger nähen.

Volksmund

 

Alle Formeln zur Ermittlung unseres täglichen Kalorienbedarfs stellen lediglich eine – wenn auch sehr gute – Annäherung dar. Mit ihnen lässt sich sehr gut arbeiten, da der Kalorienverbrauch sowohl für den Grundumsatz, als auch für den Gesamtumsatz errechnet werden kann.

Zusammenfassung

Errechnete Werte geben in erster Linie einen guten Anhaltspunkt über unsere Ernährungsweise, ob wir zu viel oder zu wenig Kalorien aufnehmen

In zweiter Linie erfahren wir anhand des Aktivitätsfaktors (PAL) etwas darüber, wie wenig oder wie viel Kalorien wir für unsere Aktivitäten des täglichen Lebens (ADL = activity of daily life) verbrauchen.

Das wichtigste ist jedoch – bei allen Formeln und Zahlen – diese lediglich als Hilfe und Mittel zum Zweck anzusehen. Wir dürfen nicht den gesunden Menschenverstand verlieren und uns blind auf diese Formeln verlassen.

Denn Zahlen und Formeln sind ohne Seele und Gefühle. Doch der Mensch darf – und muss – auch ab und zu über die Stränge schlagen dürfen.

Grundumsatz (BMR = Basic Metabolic Rate)

Definition und Berechnung

Grundumsatz wird diejenige Energiemenge bezeichnet, welche der Körper pro Tag (= 24 Stunden) bei völliger Ruhe, bei indifferenter Raumtemperatur (28 °C) und nüchtern zur Aufrechterhaltung seiner Funktion benötigt.

Der Grundumsatz ist unter anderem von Faktoren wie Geschlecht, Alter, Gewicht, Körpergröße, Muskelmasse, Wärmedämmung durch Kleidung und dem Gesundheitszustand (Fieber), abhängig.

Beispiel Grundumsatz:

Eine Frau / ein Mann, Gewicht 70 kg, Größe 170 cm, Alter 30 Jahre, haben in etwa folgenden Grundumsatz in Watt.

Mann:

6997 kJ/24 h (1671 kcal/24 h) = 6997 kJ/86400 sec = 0,080 kW = 80 W

Frau:

6248 kJ/24 h (1492 kcal/24 h) = 6248kJ/86400 sec = 0,072 kW = 72 W

70–80 % der Energie werden als Wärme abgegeben. Die Heizleistung eines Menschen entspricht etwa der Leistung einer 60 W-Glühbirne oder der einer Kerze. Pro Tag verliert der Körper 1-2 Liter Wasser durch Schwitzen, dies entspricht einer Kühlleistung von etwa 30 W. Der Verbrauch (in Watt) steigt mit erhöhter körperlicher Aktivität an. Dies wird als Leistungsumsatz bezeichnet. Dazu später mehr.

Messung des Grundumsatzes

Schon im 18. Jahrhundert wurde der Grundumsatz durch die sogenannte Kalorimetrie gemessen.

Beim Menschen wurde die sogenannte indirekte Kalorimetrie angewendet. Diese berechnet indirekt die frei werdende Energie über den gemessenen Sauerstoffverbrauch eines Organismus. Für den Alltag außerhalb wissenschaftlicher Forschungen ist dies jedoch zu aufwendig und zudem veraltet. Heutzutage wird in Spirometern innerhalb einer Ergospirometrie der O2-Verbrauch und die CO2-Abgabe in der Atemluft gemessen und daraus (relativ aufwendig) der Grundumsatz berechnet.

Berechnung des Grundumsatzes mit einer Formel

Bereits 1918 veröffentlichten J. A. Harris und F. G. Benedict die nach ihnen benannte „Harris-Benedict-Formel“

In diese Formel gehen einige Einflussfaktoren wie Gewicht, Größe, Alter und Geschlecht in die Berechnung des Grundumsatzes ein. Die Formel stellt in der Ernährungsmedizin noch heute eine allgemein akzeptierte, gute Näherung des gemessenen Grundumsatzes dar:

Für Männer:

Grundumsatz [kcal/24 h] = 66,47 + (13,7 × Körpergewicht [kg]) + (5 × Körpergröße [cm]) – (6,8 × Alter [Jahre])

Für Frauen:

Grundumsatz [kcal/24 h] = 655,1 + (9,6 × Körpergewicht [kg]) + (1,8 × Körpergröße [cm]) – (4,7 × Alter [Jahre])

Hier fällt der Unterschied des ersten Summanden um fast eine Zehnerpotenz – 66,47 bei Männern, 655,1 bei Frauen – auf. Zu erklären ist dies dadurch, dass der Grundumsatz bei Männern stärker von der Körperstatur und der davon abhängigen Muskelmasse bestimmt wird.

Da mit steigendem Körpergewicht der Grundumsatz pro Kilogramm Körpergewicht abnimmt, sollte ab einem Body-Mass-Index von 30 kg/m² in den oben genannten Formeln das angepasste Körpergewicht eingesetzt werden, das sich wie folgt berechnet:

Angepasstes Körpergewicht [kg] = Idealgewicht [kg] + ((Körpergewicht [kg] – Idealgewicht [kg]) × 0,25)

Das Idealgewicht (nach Broca) errechnet sich hier aus Körpergröße in Zentimetern – 100. Bis auf die Berechnung des angepassten Körpergewichts spielt das Idealgewicht heutzutage praktisch keine Rolle mehr. Zur Beurteilung von Übergewicht und Adipositas wird heute der international standardisierte und anerkannte Body-Mass-Index (BMI) genutzt, welcher allerdings auch schon immer mehr in das Kreuzfeuer der Kritik gerät.

Andere Faustformeln

Nicht mehr zeitgemässe Alternativen

Stark vereinfacht, und für die heutige Zeit nicht mehr alltagstauglich, ist die Näherungsannahme, dass der Mensch pro Kilogramm Körpergewicht unter den heutigen Bedingungen 25 kcal verbraucht. Daraus leitet sich folgende vereinfachte Formel ab:

Grundumsatz [kcal/ 24 h] = 25 × Körpergewicht [kg]

In zahlreichen Publikationen und von vielen Fachautoren wird jedoch eine etwas andere Faustformel verwendet und zudem die Berechnung noch nach dem Geschlecht unterschieden. Bedingt ist das dadurch, dass (durchschnittlich betrachtet) Männer i.d.R. etwas größer sind und mehr Muskelmasse haben als Frauen (sowohl absolut als auch relativ zum Körpergewicht), bzw. weil Männer i.d.R. statistisch prozentual auch etwas weniger Körperfett haben.

Nach dieser Faustformel berechnet sich der tägliche Grundumsatz wie folgt:

Für Männer:

Grundumsatz = [Körpergewicht in kg] x 24 x 1,0

Für Frauen:

Grundumsatz = [Körpergewicht in kg] x 24 x 0,9

Durch den Multiplikator 0,9 bei Frauen wird der berechnete Wert um 10 % gemindert. Die Angabe 24 wird verwendet, da der Tag 24 Stunden hat.

Beide Faustformeln sind zu ungenau, da weder die Körpergröße, noch das Alter berücksichtigt wird. Aus diesem Grund sind sie auch als Grundlage für die Leistungsdiagnostik und Ernährungsberatung völlig ungeeignet!

Leistungsumsatz (auch Arbeitsumsatz oder Gesamtenergieumsatz)

Der tatsächliche Energiebedarf errechnet sich aus der Summe von Grund- und Leistungsumsatz.

Um den Leistungsumsatz abzuschätzen gibt es mehrere Berechnungsmethoden. Die beiden populärsten sind PAL (Physical Activity Level) und MET (Metabolic Equivalent of Task).

PAL

der Physical Activity Level

Mit PAL (Physical Activity Level) lässt sich der Leistungsumsatz abschätzen, indem man den errechneten Grundumsatz (GU) mit einem sogenannten Aktivitätsfaktor (PAL), multipliziert.

  • GU * 1,2: Ausschließlich sitzende oder liegende Lebensweise: z. B. alte und gebrechliche Menschen
  • GU * 1,3 – 1,5: Ausschließlich sitzende Lebensweise ohne nennenswert anstrengende Freizeitaktivitäten: Feinmechaniker, Büroangestellte
  • GU * 1,6 – 1,7: Überwiegend sitzende Tätigkeit: Kraftfahrer, Laborant/in
  • GU * 1,8 – 1,9: Überwiegend gehende oder stehende Tätigkeit: Verkäufer, Hausfrau, Handwerker
  • GU * 2,0 – 2,4: Körperlich anstrengende berufliche Arbeit: Bauarbeiter, Landwirte

Bei sportlicher Betätigung oder anstrengenden Freizeitbetätigungen können  zusätzlich 0,3 PAL-Einheiten pro Tag hinzuaddiert werden.

MET

Metabolic Equivalent of Task

Die Methode MET wurde von Barbara E. Ainsworth entwickelt. Sie wird verwendet, um den Energieverbrauch bei verschiedenen Aktivitäten (sogenannten "Tasks") zu berechnen und zu vergleichen. Ainsworth definierte dazu, das 1MET einem Energieverbrauch von 1 kcal pro Kilogramm Körpergewicht und pro Stunde entspricht. Danach wurden verschiedenen Aktivitäten entsprechend hohe METs zugeordnet. Hier einige Auszüge aus der aktuellen MET-Tabelle:

Schwimmen MET 
 Brust (allgemein  10,0
 Rücken (allgemein)  7,0
 Kraul (langsam)  8,0

Radsport MET
 Radfahren (allgemein)  8,0
 Radfahren 16 - 19,2 km/h  6,0
 Radfahren 22,5 - 25,6 km/h  10,0

 

Laufen MET 
 Laufen 8 km/h  8,0
 Laufen 9,7 km/h  10,0
 Laufen 12,1 km/h  12,5

Sonstiges  MET
 Ruhen, liegend  0,9
 Hausarbeit  2,0 - 4,0
 Gehen, 4,0 km/h  3,0

 

Die komplette Tabelle umfasst über 600 Einträge. Angefangen von Haus- und Gartenarbeiten über berufliche Tätigkeiten bis hin zu Sport- und Freizeitaktivitäten werden hunderte verschiedener Aktivitäten klassifiziert. Eine komplette Tabelle finden Sie als PDF-Datei unter diesem Link:

The Compendium of Physical Activities Tracking Guide

Auf den ersten Blick kompliziert, ist eine Berechnung des Leistungsumsatzes jedoch denkbar einfach und sehr gut anwendbar.

Die MET Formel

Berechnung des Kalorienverbrauches

Bevor die Formel erstellt wird, müssen den Werten noch Platzhalter zugeordnet werden.

  • Das Metabolische Equivalent (MET) eines Mannes (m), wird mit 1,05 Kalorien beschrieben. Der Platzhalter sieht das so aus: 1 METm = 1,05 kcal
  • Und bei einer Frau so: 1 METf = 0,96 Kcal
  • Jeder Aktivität (Task = t) wird eine Ziffer (MET) zugeordnet. Die Platzhalter lautet dann so: METt

 

Das ganze wird nun zu einer Formel zusammengesetzt. Für einen Mann sieht die Formel so aus:

METt * METm * Körpergewicht in kg * (Zeit in min. / 60) = Kalorienverbrauch in kcal

Rechenbeispiel für einen Mann

Ein Mann von 82 kg Körpergewicht schwimmt 1 Stunde und 17 Minuten lang Brust. Der METt (für die Aktivität) wird der Tabelle entnommen. In diesem Fall liegt der METt bei 10,0. Alle diese Werte werden jetzt wie folgt in die Formel eingesetzt:

10 * 1,05 * 82 kg * (77 min / 60) = 1104,95 Kcal

Das selbe Beispiel für eine 56 kg schwere Frau

10 * 0,96 * 55 kg * (77 min / 60) = 677,6 Kcal

bernd stumpp

Author: Bernd Stumpp, Physiotherapeut und Personal-Trainer (Qualifikationen).

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