Wie berechnet man den Grundumsatz und den täglichen Energieverbrauch?

Es gibt verschiedene Formeln, mit denen Sie Ihren Grundumsatz und Ihren täglichen Energieverbrauch berechnen können. Der Wert des Energieverbrauchs während des Tages kann ein nützliches Datenelement für die Bewertung der Energiezufuhr über die Nahrung und der Änderung des Lebensstils sein. Lernen Sie Vorhersagemuster kennen, die Ihnen sagen, wie viel Energie Ihren Grundstoffwechsel während des Tages verbrennt.

Was sind Energieeinnahmen und -ausgaben?

Der menschliche Körper muss Energie in seiner Form in Form von Nahrungsmitteln und Getränken erhalten, die er umwandelt und für verschiedene Prozesse verwendet, wie zum Beispiel [1]:

• Funktion der Organe im Körper
• Muskelkontraktion
• Aufrechterhaltung der Körpertemperatur
• Wachstum

Jedes Lebensmittel oder Getränk hat seinen eigenen Energiewert, den Sie sicherlich anhand der Ernährungstabellen auf der Lebensmittelverpackung kennen. Der Wert dieser Energie wird in Kalorien angegeben, aber auch in Joule, genauer gesagt in Kilojoule. Was dieser Zahlenwert anzeigt, ist vielen ein Rätsel, daher werden wir den Unterschied zwischen Kalorien und Joule erklären. [1] [2]

Joule vs. Kalorien

Interessieren Sie sich dafür, warum beide Einheiten existieren und ihre Werte unterschiedlich sind, während sie dieselben Daten ausdrücken? Energie aus Lebensmitteln wurde früher nur in Kalorien angegeben, ist jedoch keine kohärente Einheit der thermochemischen Energie. Die Einheit Joule (j) gehört zum Internationalen Einheitensystem (SI), und Sie können sich an sie aus einem Physikkurs erinnern. Das Joule ist die Energie, die beim Übertragen von 1 kg in einer Entfernung von 1 Meter mit einer Kraft von 1 Newton freigesetzt wird. Erinnern Sie sich daran? Die Joule-Einheit wird zur Berechnung der menschlichen Energie verwendet, daher sollten Joule auch zur Berechnung des Energiewertes einer Mahlzeit verwendet werden. Es wird seit mehr als 30 Jahren empfohlen, Energie nur in Joule zu geben, und es ist für Verbraucher, Wissenschaftler und „Nichtwissenschaftler“ schwierig, die alte Einheit auch nach dieser Zeit zu verlassen. Den Wert in Kalorien, Joule oder Kilojoule finden Sie auf der Verpackung der Produkte. Es ist möglich, dass Kalorien im Laufe der Zeit nicht mehr verbraucht werden, aber bis dahin ist es keine schlechte Idee, den Unterschied zwischen ihnen zu kennen. [3]

Lebensmittel und Essen haben unterschiedliche Energiewerte, die vom Gehalt an Makronährstoffen abhängen. Nahrung ist unterschiedlich, aber die Energieaufnahme ist auch für den Menschen unterschiedlich, da jeder von uns einen unterschiedlichen Energiebedarf hat, der durch verschiedene Faktoren verursacht werden kann: [1] [2]:

• Genetik
• Geschlecht
• Körpergewicht
• Körpergröße
• physische Aktivität
• Klimabedingungen, in denen wir leben.

Um den Energiegehalt von Lebensmitteln besser zu verstehen, ist es am besten, mit dem Verhältnis von Joule und Kalorien zu beginnen. [1]

1 kcal (Kilokalorien) = 1.000 cal (Kalorien)

1 kJ (Kilojoule) = 1.000 Joule

1 MJ (Megajoule) = 1.000 kJ oder 1.000.000 Joule

1 Kilokalorie (kcal) = 4.184 Kilojoule (kJ)

Dies ist der grundlegende Ausgangspunkt. Wenden wir uns nun dem Essen und seinem Energiewert zu. Nährstoffe werden von der höchsten Energie bis zum Nährstoff mit dem niedrigsten Energiegehalt eingestuft: [1] [4]   

1. Fette – 9 kcal (37 kJ)/g
2. Alkohol* – 7 kcal (29 kJ)/g
3. Protein – 4 kcal (17 kJ)/g
4. Kohlenhydrate – 3,75 kcal (16 kJ)/g

* Alkohol wurde in die Liste aufgenommen, weil sein Konsum die Energieaufnahme erhöht. Er ist jedoch kein Nährstoff, da er sich negativ auf das körperliche Wachstum, die Entwicklung und die Regeneration auswirkt. [4]

Die Aufnahme von Nahrungsenergie sollte ausgewogen sein, um Gewichtszunahme und Fettleibigkeit zu verhindern. Sicher kennen Sie die häufig verwendete Aussage, dass Energiezufuhr und -verbrauch gleich sein sollten. Bei Umwandlung in eine Mahlzeit sollte der Energiewert 1 bis 1,4 kcal / g betragen, dh 4,2 bis 6,3 kJ / g. Das Risiko einer Gewichtszunahme und Fettleibigkeit entsteht, wenn das Lebensmittel einen Energiegehalt von mehr als 2,5 kcal / g aufweist. Nicht leicht vorstellbar? Ihr Mittagessen besteht aus mehreren Lebensmitteln mit unterschiedlichem Nährstoffgehalt und damit unterschiedlichem Energiewert. Das Mittagessen kann beispielsweise aus Fleisch, Beilage und Salat mit einem Gewicht von 500 g bestehen. Der Unterschied besteht jedoch darin, dass diese 500 g 200 g Fleisch, 150 g Pommes Frites und 150 g Salat oder 200 g Fleisch, 50 g Pommes Frites und 250 g Salat darstellen. Die resultierenden Gänge haben einen anderen Energiewert. Der Körper verwendet Energie aus der Nahrung für die bereits erwähnten Prozesse. Für eine bessere Vorstellung können wir sagen, dass 1 kcal die Wärmemenge ist, die benötigt wird, um die Temperatur von 1 Liter Wasser um 1 ° C zu erhöhen. [2] [4]

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Täglicher Energieverbrauch und seine Teile

Möchten Sie Ihr Gewicht reduzieren oder zumindest beibehalten und nicht zunehmen? Unabhängig von Ihren Zielen möchten Sie das gewünschte Verhältnis zwischen Energieeinnahmen und -ausgaben erreichen. Genauer gesagt müssen Sie den täglichen Energieverbrauch kennen, anhand dessen Sie die Energiezufuhr aus der Nahrung oder den Verbrauch selbst anpassen können.

Gesamtenergieverbrauch (TDEE) ist im Englischen als TDEE (Total Daily Energy Expenditure) bekannt. Es stellt die Gesamtzahl der Kalorien dar, die Sie während des Tages verbrennen, und wird durch 4 Komponenten bestimmt [5]:

1. Grundumsatz (Basal Metabolic Rate)
2. Thermische Wirkung von Lebensmitteln (Thermic Effect of Food)
3. Nicht-Übungsaktivitätsthermogenese (Non-Exercise Activity Thermogenesis)
4. Thermischer Effekt der Aktivität (cvičenia) (Thermic Effect of Activity)

Mathematisch entspricht der gesamte tägliche Energieverbrauch der Summe dieser 4 Komponenten.[5]

CDVE = RBM + TEJ + TABC + TEA

Der Grundstoffwechsel produziert Energie für die Funktion grundlegender lebenswichtiger Funktionen wie Atmung und Bluttransport im menschlichen Körper. Es funktioniert auch, wenn Sie gerade nichts tun und sich abends vor dem Fernseher ausruhen. Der Grundstoffwechsel umfasst jedoch keine körperliche Aktivität, die wir tagsüber ausführen, oder die Verdauung von Nahrungsmitteln. Die Rate des Grundstoffwechsels ist die Kalorien, die der Körper für diese Bedürfnisse verbrennt. [5] [6]

Die thermische Wirkung von Lebensmitteln sind die Kalorien, die der Körper während der Lebensmittelverarbeitung verbrennt. Der menschliche Körper benötigt auch Energie, um Nahrung abzubauen und zu verarbeiten. Makronährstoffe haben eine andere thermische Wirkung – Proteine (20-35%), Kohlenhydrate (5-15%) und Fette (0-5%). Was bedeuten diese Prozentsätze? Versuchen Sie es sich zum Beispiel bei 100 Kalorien der aufgeführten Nährstoffe vorzustellen. Während der Verdauung von 100 Kalorien Protein werden 20-35 Kalorien während der Verdauung verbrannt, und natürlich ist es weniger mit Fetten und Kohlenhydraten. Wenn Sie proteinreiche Zutaten in Ihre Ernährung aufnehmen, erhöhen Sie die thermische Wirkung von Lebensmitteln und die Anzahl der Kalorien, um die sich der Körper während der Verdauung kümmert. [7]

Die Thermogenese von Aktivitäten ohne Bewegung ist ein Teil der Kalorien, die Sie tagsüber durch verschiedene Aktivitäten außerhalb von Bewegung, Schlaf und Essen verbrennen. Diese Kategorie umfasst normales Gehen während des Tages, Gehen mit dem Hund oder sogar Einkaufen. Diese Komponente kann für Menschen sehr unterschiedlich sein, da Arbeiter einen deutlich höheren Wert haben als Menschen mit sitzenden Jobs. Thermogenese ohne Bewegung kann eine wichtige Rolle bei der Gewichtskontrolle spielen. Der Mechanismus, der diese Art der Thermogenese reguliert, ist den Wissenschaftlern jedoch noch nicht bekannt. Denken Sie daran, dass das Bügeln, Treppensteigen oder normale tägliche Aktivitäten auch Ihren Stoffwechsel beeinflussen. [5] [8]

Der thermische Effekt der Aktivität ist das genaue Gegenteil der Thermogenese ohne Training. Er ist Teil der Kalorien, die der Körper während des Trainings verbrennt. Dies umfasst alle Arten von Training, wie Krafttraining, Cardio-Training oder CrossFit. [5]

Methoden zur Berechnung des Energieverbrauchs

Es gibt verschiedene Formeln, mit denen der Energieverbrauch berechnet werden kann. Dazu gehören Harris-Benedict- oder Mifflin-St Jeor-Formeln zur Berechnung der Grundumsatzrate, deren Ergebnisse Sie mit dem Katch-McArdle-Multiplikator verwenden können.

Harris-Benedict Formel

Die Harris-Benedict-Formel ist eine der bekanntesten Methoden zur Berechnung des Basalenergieverbrauchs. Harris-Benedict-Formeln wurden 1919 basierend auf einer Studie von James Arthur Harris und Francis Gano Benedict erstellt. Sie wurden geschaffen, um Standards für den Basalenergieverbrauch zu schaffen und um sie mit dem Energieverbrauch von Menschen zu vergleichen, die an verschiedenen Krankheiten wie Diabetes leiden. Formeln sind eine der häufigsten Methoden und wurden bis 1990 verwendet, als eine neue Mifflin St Jeor-Formel veröffentlicht wurde. Harris-Benedict-Formeln sind mehr als 100 Jahre alt und ihre Daten wurden 1984 geändert, um die Genauigkeit zu verbessern. Es ist jedoch großartig zu erkennen, dass die Geschwindigkeit des Grundstoffwechsels zu Beginn des vorigen Jahrhunderts untersucht wurde. [9] [10]

Harris-Benedict-Formeln umfassen Körpergewicht, Größe, Alter und Geschlecht. Dank ihnen können Sie leicht die Rate Ihres Grundstoffwechsels pro Tag berechnen und so herausfinden, wie viele Kalorien Sie pro Tag benötigen, um Gewicht zu halten. Sie können dann die RBM-Werte verwenden, um Ihren gesamten täglichen Energieverbrauch zu berechnen. [10] [11]

RBM (bei Männern) = 66,47 + (13,75 x Gewicht in kg) + (5,003 x Größe in cm) – (6,755 x Alter in Jahren)

RBM (bei Frauen) = 655,1 + (9,563 x Gewicht in kg) + (1,85 x Größe in cm) – (4,676 x Alter in Jahren)

Wenn Sie also eine 30-jährige Frau mit einer Größe von 165 cm und einem Gewicht von 55 kg sind, sieht die Formel ungefähr so aus: 

RBM = 655,1 + (9,563 x 55) + (1,85 x 165) – (4,676 x 30)

655,1 + 525,954 + 305,25 – 140,28 = 1346,024 kcal

Somit beträgt RBM 1346.024 Kalorien pro Tag. Ihr Körper verbrennt aufgrund des Grundstoffwechsels pro Tag so viele Kalorien. Die Mindestanzahl an Kalorien, die Sie pro Tag für ein gesundes Funktionieren des Körpers benötigen, beträgt 1346 Kalorien. Versuchen Sie, Ihren Grundumsatz zu berechnen. [5]

Mit dem Ergebnis der Harris-Benedict-Formeln erhalten Sie den RBM-Wert, den Sie mit dem Katch-McArdle-Multiplikator multiplizieren können, um den gesamten täglichen Energieverbrauch zu berechnen. Für die Neuberechnung unseres täglichen Energieverbrauchs präsentieren wir Standard-Katch-McArdle-Multiplikatoren sowie eine modifizierte Version von Michael Matthews. [5] [12]

1.2 = Bewegungsmangel (minimale oder keine Übung)

1.375 = leicht aktiv ((leichte Übung / Sport 1-3 Tage / Woche)

1,55 = mäßige Aktivität ((mäßige Bewegung / Sport, 3-5 Tage / Woche)

1.725 = hohe Aktivität (6-7 Tage die Woche harte Bewegung oder Sport)

Einige Quellen definieren auch einen Multiplikator mit einem Wert von 1,9, aber einer anderen Definition der Aktivität.

1,9 = extrem hohe Aktivität (schwieriges Training, schwierige manuelle Arbeit, zweimal tägliches Training) [5]

1,9 = zusätzliche Aktivität (6-7 Tage während der Woche schwere Bewegung oder Sport und körperliche Arbeit). [12]

Berechnen Sie Ihren ganztägigen Energieverbrauch, indem Sie den Multiplikator mit der Grundumsatzrate multiplizieren.

CDVE = RBM x Katch-McArdle-Multiplikator

CDVE = 1346,024 x 1,375 (wenn Sie eine Frau sind, die zum Beispiel zweimal pro Woche trainiert)

CDVE = 1850,783 Kalorien 

Michael Matthews erwähnt jedoch auch modifizierte Multiplikatoren. Der Autor basiert nicht auf Forschung, sondern auf der Praxis mit Tausenden von Menschen. Ihm zufolge kann die Menge an verbrannter Energie überschätzt werden. Bei Verwendung von Standardmultiplikatoren kann es zu einem zu geringen Kaloriendefizit und einem großen Überschuss bei der Aufnahme kommen. Das Ergebnis ist ein geringerer Fettabbau während der Körperformung und ein übermäßiges Fettwachstum in der Volumenphase. Modifizierte Matthews-Multiplikatoren bieten einen besseren Ausgangspunkt. Ihre Verwendung ist dieselbe wie bei Standardmultiplikatoren. [12]

1,15 = sitzender Typ (minimale oder keine Übung)

1,2 bis 1,35 = leichte Aktivität (1 – 3 Stunden Bewegung oder Sport pro Woche)

1,4 bis 1,55 = mäßige Aktivität (4 – 6 Stunden Bewegung oder Sport pro Woche)

1,6 bis 1,75 = hohe Aktivität (7-9 Stunden Bewegung oder Sport pro Woche)

1,8 bis 1,95 = besonders hohe Aktivität (10 und mehr Stunden Bewegung oder Sport pro Woche)

Die Verwendung von Standard- oder modifizierten Multiplikatoren zur Berechnung des Energieverbrauchs liegt bei Ihnen und Ihrer Entscheidung.

Mifflin-St Jeor Formel

Die als Mifflin-St Jeor bekannte Formel dient wie die Harris-Benedict-Formel zur Berechnung des Energieverbrauchs. Es wurde erstmals 1990 in einer Studie dieser Herren veröffentlicht. Zu diesem Zeitpunkt galt es als aktuellere Version der Harris-Benedict-Formel und war auch besser für den modernen Lebensstil geeignet. Die Wertdifferenz zwischen dem neuen und dem älteren Modell beträgt ungefähr 5%, wobei die Mifflin-St Jeor-Formel eine höhere Genauigkeit aufweist. Zum Vergleich präsentieren wir eine Formel für Männer und Frauen, aber auch ein Beispiel: [10]:

RBM (bei Männern) = (10 x Gewicht in kg) + (6,25 x Größe in cm) – (5 x Alter in Jahren) + 5

RBM (bei Frauen) = (10 x Gewicht in kg) + (6,25 x Größe in cm) – (5 x Alter in Jahren) – 161

Wie bei der Harris-Benedict-Formel können Sie dann Mifflin-St Jeor-Formel verwenden, um CDVE mithilfe von Katch-McArdle-Multiplikatoren neu zu berechnen.

Möchten Sie Ihren täglichen Energieverbrauch nach der Mifflin-St Jeor-Formel berechnen, aber nicht mühsam auf einem Taschenrechner berechnen? Nutzen Sie unseren Online-BMR-Rechner.

Eine Studie aus dem Jahr 2005 untersuchte die Literatur, um die Genauigkeit von Vorhersagemustern zu überprüfen. Es kam zu dem Schluss, dass folgende Formeln in der klinischen Praxis am häufigsten verwendet werden [13]:

• Harris-Benedict
• Mifflin-St Jeor
• Owen
• World Health Organization/Food and Agriculture Organization/United Nations University [WHO/FAO/UNU]

Von den genannten Formeln war Mifflin-St Jeor die genaueste und hatte den engsten Fehlerbereich. Mifflin-St Jeor sagte eine Ruhe-Stoffwechselrate im Bereich von 10% des gemessenen Wertes bei mehr nicht fettleibigen und fettleibigen Menschen als bei anderen Formeln voraus. [13]

Wie Sie vielleicht bemerkt haben, gibt es neben Harris-Benedict und Mifflin-St Jeor noch andere Formeln zur Berechnung des Energieverbrauchs. Dazu gehören beispielsweise Katch-McArdle, Katch-McArdle (Hybrid), Cunningham oder eine überarbeitete Version von Harris-Benedict aus dem Jahr 1984. Im Internet finden Sie Taschenrechner, die dies für Sie tun, und Sie müssen lediglich Ihre eingeben persönliche Parameter. Die Ergebnisse der genannten Studie aus dem Jahr 2005 weisen jedoch darauf hin, dass es sich nur um Vorhersagemuster handelt. Sie können daher teilweise vom beizulegenden Zeitwert abweichen.

Die resultierenden Werte mögen indikativ sein, aber es ist schwer zu sagen, ob sie zu 100% zu Ihnen passen. Wir glauben, dass Sie einige der Formeln ausprobieren und Ihnen helfen werden, Ihre Fitnessziele zu erreichen und gleichzeitig den Körperbau Ihrer Träume zu erreichen. Möchten Sie, dass Ihre Freunde mehr über diese Grundformeln für den Stoffwechsel erfahren? Fühlen Sie sich frei, den Artikel durch Teilen zu unterstützen.

Quellen:

[1] Energy intake and expenditure – https://www.nutrition.org.uk/nutritionscience/obesityandweightmanagement/energy-intake-and-expenditure.html?start=1

[2] Jennifer R. Scott - How to Boost Your Energy Expenditure – https://www.verywellfit.com/what-is-energy-expenditure-3496103

[3] CHAPTER 3: CALCULATION OF THE ENERGY CONTENT OF FOODS - ENERGY CONVERSION FACTORS – http://www.fao.org/3/Y5022E/y5022e04.htm

[4] Macronutrients – http://opkp.si/en_GB/cms/help/assistance-in-working-with-open/macronutrients

[5] Robert Schinetsky - What is My TDEE (Total Daily Energy Expenditure)? – https://steelfitusa.com/2018/10/calculate-tdee/

[6] Calculate Your Basal Metabolic Rate (BMR) – https://www.bodybuilding.com/fun/bmr_calculator.htm

[7] Mike Roussell - Ask The Macro Manager: What Is The Thermic Effect Of Food – https://www.bodybuilding.com/fun/ask-the-macro-manager-what-is-thermic-effect.html

[8] Levine JA - Non-exercise activity thermogenesis (NEAT). – https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12468415

[9] Frankenfield DC, Muth ER, Rowe WA - The Harris-Benedict studies of human basal metabolism: history and limitations. – https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9550168

[10] Alastair Hazell - BMR Formula (Basal Metabolic Rate) – https://www.thecalculatorsite.com/articles/health/bmr-formula.php

[11] Physical Activity and Controlling Weight – https://www.k-state.edu/paccats/Contents/PA/PDF/Physical%20Activity%20and%20Controlling%20Weight.pdf

[12] Michael Matthews - This Is the Best TDEE Calculator on the Web (2020) – https://legionathletics.com/tdee-calculator/

[13] Frankenfield D, Roth-Yousey L, Compher C - Comparison of predictive equations for resting metabolic rate in healthy nonobese and obese adults: a systematic review. – https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15883556

[14] SCIENTIFIC MACRO CALCULATOR – https://bodyofscience.co.uk/pages/macro-calculator