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Das Wichtigste über Kalorien

Wie setzt sich der individuelle Kalorienverbrauch zusammen? Wie viele Kalorien braucht der Mensch zum Leben und wie viele, um abzunehmen? Werden alle Kalorien vom Körper gleichermaßen verwertet und kann man sich "schlank essen"? 

Kalorien sind über Nahrung zugeführte Energie - das lernt man bereits im Biologieunterricht. Dann hört das Allgemeinwissen allerdings meistens schon auf.

 

Irgendwie ist man sich einig, dass Kalorien für das Gewicht von Bedeutung sind, aber dann beginnen schon die Meinungsunterschiede: ist eine Kalorie immer gleich eine Kalorie oder sind Kalorien aus einer Butterbrezel für den Organismus etwas Anderes als Kalorien aus Rindersteak?

 

 

 

 

#1 Sind alle Kalorien gleich?

Kalorien (cal) sind eine Messeinheit für Wärmeenergie und geben den Brennwert eines Lebensmittels an. Die Brennwerte auf den Verpackungen der Lebensmitteln sind als Kilokalorien (kcal) deklariert. Im Alltag werden Kilokalorien als Kalorien bezeichnet, was wissenschaftlich falsch ist, da eine Kilokalorie (kcal) mathematisch 1000 Kalorien (cal) entspricht, aber in der Praxis irrelevant ist.

 

 

Im Folgenden wird der Einfachheit halber auch einfach von Kalorien gesprochen, auch wenn Kilokalorien gemeint sind.

 

Laut wissenschaftlicher Definition ist eine Kalorie (cal) die Menge an benötigter Energie, die man braucht, um ein Gramm Wasser um ein Grad Celsius zu erwärmen. Die Kalorienangabe verrät also, wie viel Energie ein Lebensmittel pro 100g enthält.

 

Um die erste Frage zu beantworten: als Messeinheit ist eine Kalorie immer gleich eine Kalorie, so wie ein Zentimeter immer ein Zentimeter ist.

Für die drei Makronährstoffe werden folgende Energiedichten festgelegt:

 

Fette:              9kcal / 1g

Kohlehydrate: 4kcal / 1g

Proteine:         4kcal / 1g

 

Alkohol (technisch kein Makronährstoff, liefert aber ebenfalls Energie):       7kcal / 1g 

Bsp. Fett: Kokosnuss

Bsp. Protein: Hühnerei

Bsp. Kohlehydrat: Getreide


Wie genau sind die Angaben?

 

Sämtliche Angaben zu Lebens- und Nahrungsmitteln beziehen sich auf die oben genannte Werte. Doch man muss wissen, dass das keine exakten Zahlen, sondern nur statistisch korrekte Durchschnittswerte sind.

 

In der Realität unterliegt die Energiedichte von Lebensmitteln derselben Makronährstoffgruppe Schwankungen. Das bedeutet, dass nicht jedes Kohlehydrat und jedes Protein exakt 4kcal/g und nicht jedes Fett exakt 9kcal/g Energie liefert.

 

Die gemessene Verbrennungsenergie von Proteinen reiht in Wirklichkeit von 3,75 bis 4,55 kcal/g

Die wissenschaftlich gemessene Spanne von Verbrennungsenergie bei Kohlehydraten reicht von 2,45 bis4,5 kcal/g

Die gemessene Verbrennungsenergie für Fette reicht von 9,3 bis 9,5 kcal/g

 

Das macht bei mehreren 100g Lebensmittel tatsächlich einen relevanten Unterschied. Diese Tatsache muss beim Zählen und Bilanzieren von Kalorien im Hinterkopf behalten werden.

#2 Was passiert mit Kalorien im Körper?

Die zugeführte Energie wird vom Körper genutzt, um Stoffwechselprozesse auszuführen. Dazu gehören die Grundfunktionen unserer Organe (Herz, Leber, Niere, Lunge, Magen-Darm-System, Gehirn ...), die Arbeit unserer Skelettmuskulatur (körperliche Aktivität) und sämtliche Gewebeauf- und -umbauprozesse (Knochendichte, Haarwachstum, Zellreparaturen ...). Wenn diese Funktionen erfüllt sind, wird überschüssige Energie nicht ausgeschieden, sondern für schlechte Zeiten gespeichert.

 

Unser Organismus ist ein komplexes System, doch mit Einschränkungen gelten auch hier Hauptsätze der Thermodynamik:

  • Wer mehr Energie zu sich nimmt als er verbraucht, nimmt an Gewicht zu.
  • Wer genauso viel Energie umsetzt, wie er zu sich nimmt, hält sein Gewicht stabil.
  • Wer weniger zu sich nimmt, als er verbraucht, verliert Körpergewicht.

Der Körper speichert die drei Makronährstoffe bei einem Überschuss unterschiedlich ab.  Überschüssige Fette werden bekanntlich in Fettzellen gespeichert. Kohlehydrate werden als Glykogen zunächst in der Leber, anschließend in den Muskelzellen und – wenn diese Speicher alle voll sind - schlussendlich ebenfalls in den Fettzellen gespeichert. Proteine werden grundsätzlich nicht als Energiequelle herangezogen, sondern für Gewebeaufbau. Überschüssige Proteine werden als freie Aminosäuren im sogenannten Aminosäurepool (Muskeln, Leber, Blutplasma) zwischengespeichert.

 

#3 Wie setzt sich der individuelle Kalorienverbrauch zusammen?

Der eigene Kalorienverbrauch hängt von verschiedenen Faktoren ab und ist individuell verschieden. Der gesamte Kalorienumsatz eines Menschen setzt sich aus vier verschiedenen Komponenten zusammen:

  • Grundumsatz
  • Kalorienverbrauch durch Verstoffwechselung von Nahrung
  • Kalorienverbrauch beim Sport
  • Kalorienverbrauch durch unbewusste Bewegung

 

 

Es gibt Formeln, mit denen sich der eigene Kalorienverbrauch berechnen lässt. Die bekanntesten sind die Harris-Benedict-Gleichung, die Mifflin St.Jeor-Gleichung und die Katch-McArdle-Formel.

 

Jede Formel wird andere Ergebnisse bringen. Deshalb sollten sie mehr als Anhaltspunkt betrachtet werden, um eine Abnehmstrategie zu planen. Wer es genau wissen will, muss sich einen Spiro-Ergometrietest (Atmengasanalyse) unterziehen. Bei diesem Verfahren wird die Sauerstoff- und Kohlenstoff-Dioxid-Konzentration beim Ausatmen gemessen und basierend darauf der Grundumsatz berechnet.

Zusammensetzung Gesamt-Kalorienverbrauch

1. Der Grundumsatz (GU) // engl.: Resting Metabolic Rate (RMR)

 

Die RMR ist die Energie, die ein Körper in Ruhe verbraucht, um seine überlebenswichtigen Funktionen zu erfüllen. Selbst wenn Du völlig inaktiv den ganzen Tag liegend auf der Couch verbringst (nüchtern, bei Raumtemperatur), hast du einen gewissen Verbrauch für Deine Grundfunktionen wie Atmung, Blutfluss, Gehirnfunktion, Immunsystem etc. Der Grundumsatz macht bei den meisten Menschen bereits 50-80% des gesamten Kalorienbedarfs aus.

 

Die Größe des RMR ist von Körpergewicht, dem Anteil der fettfreien Masse (Muskeln), Geschlecht, Alter und der Genetik abhängig. Ältere Menschen verbrauchen im Ruhezustand grundsätzlich weniger als junge Menschen, Personen mit einem höheren Anteil an Muskelmasse verbrauchen in Ruhe mehr als Menschen mit geringem Muskelanteil und Frauen verbrauchen in Ruhe meistens weniger als Männer (u.a. aufgrund des geringeren Muskelanteils).

 

 

Die RMR kann kaum beeinflusst werden. Eine Zu- oder Abnahme von Körpergewicht hat noch die größte Wirkung (eine größere physikalische Masse benötigt mehr Energie, um versorgt zu werden, als eine geringere Masse).

2. Die Verstoffwechselung der Nahrung // engl.: Thermic Effect of Food (TEF)

 

Die Aufnahme, Verstoffwechselung und Speicherung von zugeführter Nahrung ist ein Prozess, der einen Teil der zugeführten Energie selbst verbraucht. Man kann mit einem zusätzlichen Energieverbrauch von etwa 10% durch Verdauungsvorgänge rechnen. Das ist allerdings ein Durchschnittswert: je nach Nahrungsmittel, Verarbeitungsgrad und Verdaulichkeit verbraucht die Verdauung mehr oder weniger Energie. Unverarbeitete Lebensmittel benötigen mehr Energie als verarbeitete Lebensmittel. Die jeweiligen Makronährstoffe haben unterschiedliche TEF-Werte:

 

Fett: 0-3%

Kohlehydrate: 5-15%

Eiweiß: 20-35-%

Alkohol: 10-30%

 

Das bedeutet, dass für die Verstoffwechselung von Proteinen und Alkohol mehr Energie benötigt wird als für die Verstoffwechselung von Fetten oder Kohlehydraten. An dieser Stelle sollte man bitte nicht auf die Idee kommen, mehr Alkohol zu trinken, um seinen Verbrauch zu erhöhen! Abgesehen von den ganzen negativen Begleiterscheinungen von Alkoholkonsum ist es eine Tatsache, dass Alkohol zusätzlich zur normalen Ernährung konsumiert wird und nicht stattdessen. Man wird also durch Alkoholkonsum eher mehr als weniger Energie zu sich nehmen.

 

3. Bewusste Bewegung (Training, Sport) // engl.: Thermic Effect of Actvity (TEA)

 

Die TEA gibt an, wie viel Energie mit bewusster Bewegung wie Sport und gezieltem Training verbraucht wird. Jede Form von Bewegung über der üblichen Alltagsaktivität verbraucht Energie; egal ob Radfahren, Kraftsport, Boxen, Schwimmen oder Tennisspielen. Training ist eine gute Einflussmöglichkeit auf den Kalorienverbrauch, aber es verbrennt nicht so viel, wie von den meisten Menschen angenommen wird: Abnehmen geschieht damit nicht automatisch. Ernährung ist der weitaus größere Hebel beim Gewichtsverlust.

 

Studien zeigen, dass der Kalorienverbrauch beim Sport allgemein massiv überschätzt wird. Auch der häufig gepriesene Nachbrenneffekt hochintensiver Trainingseinheiten ist längst nicht so hoch, wie Viele meinen: für die meisten Aktivitäten beträgt er weniger als 10%. Selbst falls unter großer Anstrengung in hochintensivem Intervalltraining 300kcal verbrannt werden, liegt der Nachbrenneffekt anschließend bei 30kcal. Das ist weniger, als ein halber Apfel an Energie liefert. Der Nachbrenneffekt ist deshalb ebenfalls keine nennenswerte Stellschraube für Gewichtsverlust.

 

4. Unbewusste Bewegung // Non-Exercise Activity Thermogenesis (NEAT)

 

Unter NEAT versteht man alle Bewegungen, die den Tag über unbewusst ausgeführt werden. Dazu gehört Herumzappeln, mit dem Fuß wippen, am PC tippen, Gehen und Stehen. Das klingt unspektakulär, macht aber mitunter den entscheidenden Unterschied. Das Ausmaß von NEAT kann stark variieren: Personen, die dazu neigen, im Gespräch ausladend zu gestikulieren oder beim Telefonieren umherzumarschieren, haben einen erheblich höheren Kalorienverbrauch als träge Personen, die keinen Schritt mehr als nötig tun. Studien ergeben, dass der Unterschied bis zu 1000kcal ausmachen kann - das ist gut und gerne eine ganze Pizza. Das erklärt teilweise (nicht vollständig), warum manche Menschen scheinbar nicht zunehmen, obwohl sie viel essen. NEAT ist deshalb ebenfalls die Größe, die der Körper zurückfährt, wenn man eine Diät macht: fehlt Nahrungsenergie, werden wir müde, träge und inaktiv.

 

Der NEAT gilt demnach als der größte Einfluss auf den gesamten Kalorienverbrauch.

 

 

#4 Gewichtsmanagement und Kalorienbilanzen

Beim Thema Abnehmen und Zunehmen streiten sich die Lager: die einen sagen, es käme auf darauf an, WAS man ißt, andere behaupten, das sei egal, solange man kontrolliere, WIEVIEL man ißt.

 

Die Wahrheit liegt irgendwo dazwischen.

 

Kalorien spielen eine wichtige Rolle. Aber nicht die einzige (sonst wären sämtliche Ernährungsberater und Fitness-Coaches arbeitslos).

 

Gewichtsabnahme erfordert ein Kaloriendefizit. Es muss weniger Energie aufgenommen werden, als verbraucht wird bzw. es muss mehr Energie verbraucht als über die Nahrung aufgenommen werden, um abzunehmen. Jede (!) Ernährungsstrategie, die Gewichtsverlust ermöglicht, tut dies über ein Energiedefizit. das gleiche gilt für Gewichtszunahme und Kalorienüberschüsse.

 

Allerdings kann man ein Energiedefizit bzw. einen Überschuss auf verschiedene Weisen herstellen, nicht ausschließlich über Kalorien zählen.

 

 Aus folgenden Gründen ist Kalorienbilanzierung problematisch:

 

Außerhalb des Labors, also im Alltag, sind die tatsächlichen Energiegehalte in Lebens- und Nahrungsmitteln nicht messbar. Zweitens ist der menschliche Organismus komplex. Auch wenn wir immer von "Kalorien verbrennen" sprechen, verbrennt der Mensch Kalorien nicht, sondern er verstoffwechselt sie. Der Stoffwechsel besteht aus komplexen hormonellen Regelkreisläufen, die individuell verschieden und sogar tagesformabhängig sind.

 

Der Lebensstil, die individuellen körperlichen Voraussetzungen und die Hormone bestimmen darüber, wann und ob man sich im Kaloriendefizit findet. Unabhängig von der Ernährungsweise, mit der eine Veränderung des Gewicht herbei geführt werden soll, darf man sich durchaus um die Qualität seiner Nahrung Gedanken machen, damit die Hormone im Gleichgewicht und der Organismus gesund bleibt.

 

Unter der Annahme, dass Kalorienbilanzen nicht exakt sind, sondern Anhaltswerte, wird mit folgenden Zahlen gearbeitet:

 

Ein Kilogramm Körperfett enthält die Energiemenge 7000 Kalorien. Das bedeutet, dass 7000kcal extra verbraucht werden müssen, um ein Kilogramm Fett abzubauen. Wie lange man dafür braucht, ist hängt von der Ausgangssituation und der Strategie ab. 

 

Faustregel: je niedriger der Körperfettanteil, desto schwieriger ist es, den Körper dazu zu bewegen, seine letzten Fettreserven herzugeben.

 

(Das Projekt Gewichtszunahme erfordert sogar noch komplexere Strategien, da bei Gewichtszunahme weniger Fettaufbau als vielmehr Muskelaufbau angestrebt wird)

Fazit

Kalorien sind eine Messeinheit für Energie. Sämtliche Brennwerte für Nahrungs- und Lebensmittel sind statistische Durchschnittswerte und können in der Realität von diesem Wert abweichen.

 

Menschen haben je nach körperlicher Ausgangssituation, Stoffwechselaktivität und Alltagsroutinen einen individuellen, täglichen Energieverbrauch. Dieser setzt sich aus dem Grundumsatz, dem Verbrauch für sportliche und unbewusste körperliche Aktivität sowie dem Verbrauch zur Verstoffwechselung von Nahrung zusammen.

 

Wer (Fett)Masse abbauen oder (Muskel)Masse aufbauen oder (sportliche) Leistungen steigern möchte, sollte seinen Verbrauch kennen, um seine zugeführte Nahrungsenergiemenge dementsprechend anzupassen. Neben der Menge spielt die Quelle (Makronährstoffe) und Qualität (Vitalstoffe) der zugeführten Kalorien eine Rolle: es macht einen Unterschied, ob man verarbeitete oder unverarbeitete, schnell verdauliche oder langsam verdauliche, nährstoffreiche oder nährstoffarme Lebensmittel zu sich nimmt und ob sie aus Proteinen, Fetten oder Kohlehydraten bestehen.

 

 

 

©Ayeshe Nawal Hercules I Personal Training & Ernährungsberatung Darmstadt



Bildquellen im Artikel "Das Wichtigste über Kalorien": Frau auf Waage: i yunmai ©unsplash, Kokosnuss: Louis Hansel Shotsoflouis©unsplash, Eier: Norwood Themen ©unsplash, Haferflocken-Bowl: Daria Nepriakhi ©unsplash, Frau im See: Yonan Boyer @unsplash,  Fitness-Experts.de / Inhaber: Johannes Steinhart (Diagramm Kalorienzusammensetzung), URL: https://fitness-experts.de/grundlagen/kalorienverbrauch, Mann, oberkörperfrei: Damit Spanic@Unsplash