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 tägliche Kalorienverbrauch sowohl für den Grundumsatz, als auch für den Gesamtumsatz errechnet werden kann.

Die errechneten Werte geben in erster Linie einen guten quantitativen Anhaltspunkt über unsere Ernährungsweise. Also wieviel Kalorien wir pro Tag zu uns nehmen.

Formeln zur Berechnung des Kalorienbedarf

In zweiter Linie erfahren wir etwas darüber, wie gering oder wie hoch unser Kalorienbedarf für unsere Aktivitäten des täglichen Lebens (ADL = activity of daily life) ist. Dazu können folgende 2 Formeln genutzt werden, auf welche ich weiter unten in diesem Beitrag noch eingehen werde:

  • PAL (= Physical Activity Level)
  • MET (= Metabolic Equivalent of Task)

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.

Definition und Berechnung des Grundumsatzes (BMR = Basic Metabolic Rate)

Als Grundumsatz wird der Kalorienbedarf 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 Spiroergometrie 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:

 

Männer Grundumsatz [kcal/24 h] = 66,47 + (13,7 × Gewicht [kg]) + (5 × Größe [cm]) – (6,8 × Alter [Jahre])
Frauen Grundumsatz [kcal/24 h] = 655,1 + (9,6 × Gewicht [kg]) + (1,8 × Größe [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.

Berechnung des angepassten Körpergewichtes

“Angepasstes Gewicht [kg] = Idealgewicht [kg] + ((Gewicht [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

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

In zahlreichen Publikationen und von vielen Fachautoren wird jedoch eine etwas andere Faustformel verwendet und zudem die Berechnung noch nach dem Geschlecht unterschieden. Dies wird durch folgende Faktoren bedingt:

  • Männer sind im Durchschnitt etwas größer,
  • haben mehr Muskelmasse (sowohl absolut als auch relativ zum Körpergewicht)
  • und prozentual zum Körpergewicht auch etwas weniger Körperfett.

Nach dieser Faustformel berechnet sich der tägliche Grundumsatz  (Kalorienbedarf) wie folgt:

 

Männer Grundumsatz = [Körpergewicht in kg] x 24 x 1,0
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 wie einer Spiroergometrie oder eines Laktatstufentests und Ernährungsberatung völlig ungeeignet!

Leistungsumsatz (auch Arbeitsumsatz oder Gesamtenergieumsatz)

Der tatsächliche Energiebedarf (Kalorienbedarf) 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).

Der Physical Activity Level = PAL

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

 

Multiplikator Aktivitätslevel
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.

Richtwerte der Deutschen Gesellschaft für Ernährung

 

Alter

Richtwerte für die Energiezufuhr
in kcal/Tag

PAL  1,4 PAL  1,6 PAL  1,8
m w m w m w
Kinder und Jugendliche
1 – 3 Jahre 1200 1100 1300 1200
4 – 6 Jahre 1400 1300 1600 1500 1800 1700
7 -9 Jahre 1700 1500 1900 1800 2100 2000
10 -12 Jahre 1900 1700 2200 2000 2400 2200
13 – 14 Jahre 2300 1900 2600 2200 2900 2500
15 – 18 Jahre 2600 2000 3000 2300 3400 2600
Erwachsene
19 – 24 Jahre 2400 1900 2800 2200 3100 2500
25 – 50 Jahre 2300 1800 2700 2100 3000 2400
51 – 64 Jahre 2200 1700 2500 2000 2800 2200
65 Jahre und älter 2100 1700 2500 1900 2800 2100
Schwangere
Richtwerte für die zusätzliche Energiezufuhr für Schwangere im 2. Trimester +250 kcal/Tag und im 3. Trimester +500 kcal/Tag. Diese Angaben gelten nur bei Normalgewicht vor der Schwangerschaft, bei einer wünschenswerten Gewichtsentwicklung während der Schwangerschaft (Körpergewichtszunahme von 12 kg bis Ende der Schwangerschaft) und bei
unverminderter körperlicher Aktivität.
Stillende
Richtwert für die zusätzliche Energiezufuhr für Stillende bei ausschließlichem Stillen während der ersten 4 bis 6 Monate +500 kcal/Tag.

 

Das Metabolic Equivalent of Task = MET

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, dass 1MET einem Energieverbrauch (Kalorienbedarf) von 1 kcal pro Kilogramm Körpergewicht und pro Stunde entspricht. Danach wurden verschiedenen Aktivitäten entsprechend hohe METs zugeordnet.

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

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

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. Der 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

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

Dasselbe Beispiel für eine 56 kg schwere Frau:

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

Quellenangaben

Tabelle der Richtwerte für die Energiezufuhr: Deutsche Gesellschaft für Ernährung

Dieser Beitrag wurde zuletzt am 10. Jun 2018 @ 9:12 überarbeitet.

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3 Kommentare
  1. Jens Thiessen sagte:

    Hy Bernd,
    da hast du eine sehr gute Seite gemacht, Selbst Ich als Laie verstehe alles was du hier zusammengestellt hast.
    Mache Bitte weiter so, auch wenn es sehr viel arbeit macht.
    Ich werde deinen Blog auf alle Fälle weiterempfehlen.

    Gruß Jens

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