Energieumsatz beim Laufen

Energieumsatz beim Sport - Schwerpunkt Laufen

"Kalorienverbrauch" beim Laufen

Inhalt:

1. Einführung

2. Der durchschnittliche Kalorienbedarf eines Erwachsenen pro Tag

3. Der Engergieverbrauch beim Dauerlaufen

4. Wie setzt sich der Kalorienbedarf zusammen?

4.1. Grundumsatz

4.2. Energieaufwand für körperliche Aktivität (Arbeits- oder Leistungsumsatz)

4.3. Nahrungsinduzierte Wärmebildung (postprandiale Thermogenese)

5. Welche Faktoren beeinflussen den Energieumsatz beim Laufen

6. Laufen zur Gewichtskontrolle

7. Das metabolische Äquivalent (MET) zur Berechnung des Energieumsatzes

8. Wissenswertes zum Thema Energieverbrauch

9. Weiterführende Literatur

1. Einführung

Bei der Mehrzahl der Erwachsenen werden nur etwa 20% des täglichen Kalorienverbrauchs durch körperliche Aktivität verursacht. Dabei bietet gerade sportliche Aktivität die Möglichkeit den Gesamtbedarf an Kalorien maßgeblich zu beeinflussen. Wie groß ist der Kalorienverbrauch beim Laufen im Verhältnis zum Gesamttagesbedarf? Ist es nur ein Tropfen auf den heißen Stein oder ist es geeignet, überflüssige Pfunde dahin schmelzen zu lassen? Von vielen Menschen mit Gewichtsproblemen wird der Kalorienverbrauch bei sportlicher Aktivität jedoch überschätzt. Reicht der Kalorienverbrauch bei einem 10 km Lauf aus, um eine zusätzliche Tafel Schokolade zu vertilgen? Wie hoch ist der Kalorienbedarf eines Leistungssportlers, der jeden Tag läuft? Warum ist es aus der Sicht des Kalorienverbrauchs nahezu gleichgültig, ob wir einen Dauerlauf über 12 km in 1:00 Stunde oder 1:15 Stunde absolvieren? Der folgende Beitrag zum Energiebedarf beim Laufen versucht auf diese und viele vergleichbare Fragen konkrete Antworten zu geben.

Der Energieumsatz bzw. der Kalorienverbrauch bei sportlicher Aktivität kann entweder in Joule oder Calorie gemessen werden. In Deutschland ist noch überwiegend die Einheit kcal gebräuchlich, obwohl die korrekte SI-Einheit für Energie kJ lautet. 1 kcal entspricht 4,18 kJ. Im Folgenden wird die Einheit kcal für den Energieumsatz verwendet.

2. Der durchschnittliche Kalorienbedarf eines Erwachsenen pro Tag

Der Kalorienverbrauch pro Tag eines durchschnittlichen Erwachsenen mit sitzender Bürotätigkeit und ohne anstrengende Freizeitaktivitäten liegt abhängig vom Geschlecht und Körpergewicht in einem Bereich von 1600 – 2000 kcal für Frauen und 2400 bis 2900 kcal für Männer (Tab. 1) (16). Hochleistungssportler mit täglich 3 bis 4 Stunden harten Training verdoppeln etwa ihren Kalorienbedarf pro Tag.

Tab. 1: Durchschnittlicher Kalorienbedarf pro Tag bei wenig aktiven Erwachsenen (19 – 50 J.)

Körpergewicht	Frauen	Männer
50 kg	1680	-
55 kg	1736	-
60 kg	1792	2400
65 kg	1848	2480
70 kg	1904	2560
75 kg	1969	2640
80 kg	2016	2720
85 kg	-	2800
90 kg	-	2880

3. Der Energieverbrauch beim Dauerlauf

Der Dauerlauf zählt unter den Ausdauersportarten zu den Disziplinen mit dem relativ höchsten Energieumsatz. Im Vergleich zum Laufen beträgt der Kalorienverbrauch beim Inline-Skaten bei gleicher Geschwindigkeit nur maximal die Hälfte. Ein 80 kg schwerer Mann verbraucht bei einem Dauerlauf über 12 km in der Stunde (5-Minuten-Schnitt) 944 kcal. Auf Inline-Skates würde er bei gleicher Geschwindigkeit nur 390 kcal pro Stunde verbrauchen. In der Tabelle 2 und 3 ist ein Vergleich zwischen verschiedenen Ausdauersportarten dargestellt. Dabei sind die Entfernungen pro Stunde aufgetragen, die für den gleichen Kalorienverbrauch bei den einzelnen Aktivitäten zurückgelegt werden müssen. Anzumerken bleibt, dass der Energiebedarf beim Skaten und Radfahren mit höherer Geschwindigkeit im Vergleich zum Laufen überproportional ansteigt.

Tab. 2: Sportliche Aktivitäten mit gleichen Energieverbrauch pro Stunde (700 kcal)

Folgende Aktivitäten haben pro Stunde den gleichen Kalorienverbrauch*

19 km/h Inline-Skaten

23 km/h Mountainbike auf Schotterpiste

32 km/h Rennrad, Straße

10 km/h Laufen

2500 m/h Schwimmen (Freistil)

9 km/h Walking

*700 kcal für eine 70 kg schwere Person

Tab. 3 Sportliche Aktivitäten mit gleichen Energieverbrauch pro Stunde (300 kcal)

Folgende Aktivitäten haben pro Stunde den gleichen Kalorienverbrauch*

13 km/h Inline-Skaten

18 km/h Tourenrad, Straße

1250 m/h Schwimmen

6 km/h Walking

*300 kcal für eine 60 kg schwere Person

Der Kalorienverbrauch für einen 1-stündigen Dauerlauf über 12 km schlägt bei einem Mann (70 kg) zusätzlich mit 826 kcal zu Buche. Das entspricht immerhin ca. 32% des durchschnittlichen Tagesbedarfs eines vergleichbaren Erwachsenen mit überwiegend sitzender Tätigkeit (Tab. 1). Der Kalorienverbrauch beim Laufen wird im Wesentlichen durch das Körpergewicht und die Streckenlänge bestimmt. Tabelle 4 gibt einen Überblick über den Energieumsatz pro Stunde Dauerlauf in Abhängigkeit von Körpergewicht und Streckenlänge (18):

Tab. 4: Energieverbrauch in kcal pro Stunde Dauerlauf

Körpergewicht	Streckenlänge
[kg]	8 km	10 km	12 km	15 km
50	445	507	590	757
55	490	557	649	833
60	534	608	708	909
65	579	659	767	984
70	623	709	826	1060
75	668	760	885	1136
80	712	811	944	1212

Übrigens liegt der Kaloriengehalt einer Tafel Vollmilchschokolade bei etwa 530 kcal. Demnach reicht ein Dauerlauf über 10 km für die meisten Erwachsenen, um diese zusätzliche Kalorienaufnahme zu kompensieren (Tab. 4).

4. Wie setzt sich der Kalorienbedarf zusammen?

Der gesamte Energieverbrauch pro Tag setzt sich im Wesentlichen aus drei Komponenten zusammen: 1. dem Grundumsatz, 2. dem Energiebedarf für körperliche Aktivität und 3. der nahrungsinduzierten Wärmebildung (postprandiale Thermogenese).

4.1 Grundumsatz

Den größten Anteil an unserem täglichen Kalorienbedarf hat der Grundumsatz bei körperlicher Ruhe (GU). Zwischen 60 bis 70% des Tagesbedarfs werden allein durch den Ruheenergieverbrauch bestimmt. Diese Energie benötigt der Körper für eine normale Körperfunktion: Herzschlag, Atmung, Körpertemperatur. Die Größe des Grundumsatzes lässt sich kurzfristig nur wenig beeinflussen. In der Höhe des GU liegt aber für viele Menschen die Erklärung, warum sie Gewichtsprobleme haben. Viele Faktoren beeinflussen die Höhe des GU: das Alter, das Geschlecht, Hormone (z.B. Schilddrüsenhormon) und die so genannte Lean-body-mass (fettfreie Körpermasse), die sich im Wesentlichen aus dem Gewicht der Organe und der Muskulatur zusammensetzt. Aber auch die Umgebungstemperatur oder die Frage, ob jemand gerade „auf Diät“ ist, spielt eine wesentliche Rolle für die Höhe des Grundumsatzes. Im Verlaufe einer Diät sinkt der Grundumsatz, d.h. man isst zwar weniger, verbraucht leider aber auch weniger Kalorien. Das erklärt, warum eine kalorienreduzierte Diät oft weniger Fett dahin schmelzen lässt als ursprünglich erwartet.

Im Gegensatz zur Diät, bei der der Grundumsatz sinkt, kann ein intensives Lauftraining den GU erhöhen. Dass man beim Laufen mehr Kalorien verbrennt als beim gemütlichen Lesen eines Buches ist allen bekannt. Entscheidend ist aber, dass derjenige, der intensiv Sport betreibt auch beim Lesen eines Buches in Ruhe mehr Kalorien umsetzt als sein unsportlicher Nachbar mit gleichem Körpergewicht. Ursache dafür ist zum einen die höhere Lean-body-mass und der leicht erhöhte Nachbelastungsstoffwechsel in den Stunden nach dem Sport.

Einflussgrößen auf den Grundumsatz:

Alter: Etwa mit 20 Jahren hat man den höchsten Grundumsatz, danach sinkt der GU in jeder Lebensdekade um 2%. Auch ein Grund, warum ältere Menschen weniger Essen und leichter an Gewicht zunehmen.

Größe: Je größer die Körperoberfläche, desto größer der Grundumsatz. Große, dünne Menschen haben einen höheren GU. Vergleicht man eine große Person mit einer kleinen bei gleichem Körpergewicht, so hat die große Person einen höheren GU.

Geschlecht: Männer haben im Allgemeinen einen um 10 bis 15% höheren GU als Frauen. Ein wesentlicher Grund ist die größere Muskelmasse des Mannes. Die fettfreie Körpermasse (Lean-body-mass) braucht mehr Energie als Fettgewebe. Es macht also durchaus Sinn, sich ein paar Muskeln anzutrainieren. Ein Bodybuilder auf der Couch verbraucht in Ruhe mehr Kalorien als sein gleich schwerer, aber nicht muskelbepackter Arbeitskollege.

Umgebungstemperatur: Überraschenderweise ist der Grundumsatz unter tropischen Temperaturen 5 bis 20% höher als unter Normalbedingungen. Hingegen steigt der GU bei einem Aufenthalt in milder Kälte nur um etwa 7% (7).

4.2 Energieaufwand für körperliche Aktivität (Arbeits- oder Leistungsumsatz)

Der bewegungsabhängige Energieverbrauch liegt für die meisten Menschen bei 20% - 40% des gesamten Energieverbrauchs. Dieser Anteil des Gesamtenergiebedarfs ist großen individuellen Schwankungen unterworfen. Beeinflusst wird die Höhe des Leistungsumsatzes durch die Dauer und Intensität von sportlicher Aktivität. Ganz wesentlich wird dieser Wert aber auch von den Alltagsaktivitäten, wie Aufräumen, Einkaufen gehen oder Gartenarbeit geprägt.

Grundsätzlich stellt aber körperliche Aktivität eine gut zu beeinflussende Größe dar, um den Gesamtenergieverbrauch zu erhöhen.

4.3 Nahrungsinduzierte Wärmebildung (postprandiale Thermogenese)

Nicht nur Dicke schwitzen nach einer üppigen Mahlzeit. Körpertemperatur und Wärmeabgabe an die Umgebung steigen nach der Nahrungsaufnahme. Die nahrungsinduzierte Thermogenese entspricht der Steigerung des Energieumsatzes nach Nahrungsaufnahme. Diese Wärmebildung beruht darauf, dass für Verdauung und Stoffwechsel Energie benötigt wird. Für diesen Verarbeitungsprozess werden durchschnittlich 8 - 15% des täglichen Energieumsatzes benötigt. Diese nahrungsinduzierte Wärmebildung hängt allerdings stark von der Zusammensetzung des Essens ab: Bei ausschließlicher Ernährung mit Fetten sinkt dieser Wert auf 2 - 4%. Eine reine Kohlenhydrat-Ernährung verursacht eine etwas höhere Wärmeproduktion (4 – 7%). Die extrem eiweißreiche Ernährung hat den höchsten Energiebedarf bei der Verstoffwechselung (18 – 25%).

5. Welche Faktoren beeinflussen den Energieumsatz beim Laufen

Die Höhe des Kalorienbedarfs beim Laufen wird im Wesentlichen durch das Körpergewicht des Läufers und die zurückgelegte Strecke bestimmt. Weiteren Einfluss haben die Laufgeschwindigkeit / -intensität und der Trainingszustand.

1. Der Kalorienverbrauch ist streng körpergewichtsabhängig. Während eine 50-kg-Läuferin für 10 km (6 Min/km) ca. 500 kcal benötigt, verbraucht ihr 70 kg schwerer Freund, neben ihr laufend, ca. 700 kcal (Abb.1). Deutliche geschlechtsbedingte Unterschiede sind nicht bekannt.

Abb. 1: Kalorienverbrauch beim Laufen in Abhängigkeit vom Körpergewicht (18)

2. Mit zunehmender Streckenlänge steigt der Kalorienverbrauch fast linear an. In Abb. 2 ist der Zusammenhang zwischen der zurückgelegten Laufstrecke und dem Kalorienverbrauch für unterschiedlich schwere Läufer bzw. Läuferinnen dargestellt.

Abb. 2: Kalorienverbrauch beim Laufen in Abhängigkeit von der Streckenlänge

3. Auch die Laufintensität bzw. Laufgeschwindigkeit, d.h. die Zeit die für einen km benötigt wird, hat Einfluss auf den Kalorienbedarf. Der Unterschied wird offensichtlich, wenn ein langsamer (6 min/km) und ein schneller Läufer (4 min/km) die gleiche Zeiteinheit, z.B. 1 Stunde laufen. Dabei legt der langsame Läufer 10 km und der schnelle Läufer 15 km in einer Stunde zurück. Der Kalorienverbrauch des schnellen Läufers (70 kg) liegt bei ca. 1050 kcal, der des langsamen Läufers (70 kg) bei etwa 700 kcal. In der Praxis laufen beide aber eher die gleiche Streckenlänge, z.B. 12 km, als die gleiche Zeiteinheit. Der schnelle Läufer hat dann allerdings eine deutlich kürzere Belastungszeit (48 min vs. 1:12 h). In diesem Fall ist der Energieverbrauch bei beiden Läufern nahezu identisch (850 kcal). Daraus ergibt sich eine ganz wesentliche Schlussfolgerung für den Kalorienverbrauch beim Laufen: Die Laufgeschwindigkeit hat keinen Einfluss auf den Energieverbrauch solange zwei Läufer mit unterschiedlicher Geschwindigkeit die gleiche Entfernung zurücklegen. Das gilt für Laufgeschwindigkeiten von 10 km/h (6 min pro km) bis 15 km/h (4 min pro km) ohne Einschränkung. Am Beispiel des Energieverbrauchs beim Marathonlauf wird dies deutlich. Die folgende Tabelle 5 zeigt, dass der 3-Stunden-Läufer einen ähnlichen Kalorienverbrauch aufweist, wie ein Läufer der nach ca. 4 Stunden ins Ziel kommt.

Tab. 5: Kalorienverbrauch beim Marathon in Abhängigkeit von der Laufzeit

Marathonzeit [Stunden]	Kalorienverbrauch [kcal]
	60 kg	70 kg	80 kg
2:48	2544	2969	3393
3:00	2506	2923	3341
3:30	2479	2892	3305
4:12	2553	2979	3404

Merke: Wesentlich für den Kalorienverbrauch beim Laufen ist die zurückgelegte Laufstrecke, nicht die Laufgeschwindigkeit.

Für Laufgeschwindigkeiten von ³ 16 km/h ist dieser einfache Zusammenhang nicht mehr gültig. Aus der Abb. 3 wird ersichtlich, dass ab einer Laufgeschwindigkeit von 16 km/h der Energieumsatz überproportional ansteigt. Deutlich wird dies auch am Kalorienverbrauch eines Marathonlaufs im Bereich des Weltrekordes (2:05:38 Std.): Ein 60 kg leichter Kenianer wird nach 2:06 Std. am Ende des Marathons etwa 2891 kcal umgesetzt haben und damit mehr als ein 4-Stunden-Läufer bei gleichem Körpergewicht, obwohl dieser gut 2 Stunden länger auf den Beinen war (Tab. 5).

Abb. 3: Kalorienverbrauch beim Laufen in Abhängigkeit von der Laufgeschwindigkeit

4. Als Ergebnis eines regelmäßigen Trainings wird die Laufbewegung ökonomischer, d.h. es wird bei gleicher Geschwindigkeit weniger Energie verbraucht. Da viel Athleten aber immer mit dem gleichen Grad subjektiver Anstrengung laufen, erhöht sich mit dem besseren Trainingszustand in der Regel auch die Laufgeschwindigkeit und damit steigt der Energieverbrauch wieder. Im Allgemeinen kann man davon ausgehen, dass eine verbesserte Laufökonomie den Kalorienverbrauch um ca. 10 bis 15% reduziert (Abb. 4). Davon abzugrenzen ist jedoch die Zunahme der absoluten Leistungsfähigkeit (gemessen als maximale Sauerstoffaufnahme VO₂max) als Ergebnis eines eher langfristigen Trainingsprozesses. Diese Veränderungen gehen weit über einen rein ökonomischeren Bewegungsablauf hinaus. Bei einer Zunahme der VO₂max beim Laufen hat der Betreffende das Gefühl, der 4-Minuten-Schnitt, der vor 2 Monaten noch richtig anstrengend war, geht jetzt fast wie von selbst. Das bedeutet aber nicht, dass der Energieverbrauch im gleichen Maße sinkt. Auch mit einer als Folge des Trainings erhöhten Leistungsfähigkeit wird der Energiebedarf bei einem 15-km-Lauf im 4-Minuten-Schnitt pro km noch bei etwa 950 kcal (± 100 kcal) für einen 70 kg schweren Läufer liegen.

Abb. 4: Einfluss des Trainingszustandes eines Läufers (70 kg) auf den Energieumsatz

Die bisherigen Ausführungen machen deutlich, dass pauschale Angaben zum Energieverbrauch bei sportlicher Aktivität mit großen Fehlern behaftet sein können. Eine undifferenzierte Angabe, z.B. „1 Std. Dauerlauf verbrennt 700 kcal“ ist für die Mehrzahl der Erwachsenen zu ungenau. Eine grobe Abschätzung des Kalorienverbrauchs beim Laufen ermöglicht eine einfache Formel, die das Körpergewicht berücksichtigt:

Energieumsatz:1 kcal pro Kilometer und Kilogramm Körpergewicht

Beispiel: Ein Läufer mit 78 kg Körpergewicht läuft 13 km: 13 km x 78 kg = 1014 kcal

Es gibt noch weitere Einflussfaktoren, die aber im Vergleich zum Körpergewicht den Kalorienverbrauch nur gering beeinflussen. Beispielsweise erhöht eine Mahlzeit (mind. 1000 kcal) bis zu einer Stunde vor dem Laufen eingenommen den Kalorienverbrauch (7). Allerdings ist das Laufen mit vollem Bauch auch kein Vergnügen!

6. Laufen zur Gewichtskontrolle

Wer das Laufen im Wesentlichen aus der Motivation heraus betreibt, sein Kalorienverbrauch zu erhöhten, sollte beachten, dass es leichter ist den Kalorienverbrauch über eine zunehmende Streckenlänge als über eine erhöhte Laufintensität / Laufgeschwindigkeit zu steigern. Ein Beispiel soll dies verdeutlichen: Ein Läuferin mit einem Körpergewicht von 60 kg verbraucht bei einem Dauerlauf in einem Tempo von 5:30 /km über eine halbe Stunde 330 kcal. Um 430 kcal zu verbrauchen, müsste die Frau ihr Lauf-Tempo auf 4:17 /km erhöhen, oder, und das scheint für viele leichter, einfach die gleiche Geschwindigkeit etwa 9 Minuten länger laufen (entsprechend ca. 1,7 km).

Merke: Um das Körpergewicht zu reduzieren, ist es leichter die Laufstrecke zu verlängern als die gleiche Strecke schneller zu laufen.

Um das Körpergewicht durch Laufen zu reduzieren benötigt man mehr Zeit als es auf dem ersten Blick zu vermuten wäre. Geradezu beeindruckend scheint es, wenn man sich am Ende eines 1-stündigen Dauerlaufs auf die Waage stellt. Im Sommer ist ein Gewichtsverlust von einem Kilogramm Normalität. Bei diesem Gewichtsverlust handelt es sich aber zum aller größten Teil um einen Flüssigkeitsverlust, der durch eine entsprechend erhöhte Trinkmenge wieder ausgeglichen werden muss. Um ein Kilogramm Gewicht (überwiegend Fett) abzunehmen, ist bei gleichbleibender Ernährung ein zusätzlicher Kalorienverbrauch von ca. 7700 kcal notwendig (15).

Wie lange dauert es durch ein Lauftraining diese 7700 kcal zu verbrennen? Ein älterer Läufer (79 kg) entschließt sich bei gleichbleibender Ernährung dreimal pro Woche zusätzlich 7 km in 42 min zu laufen (560 kcal x 3). Er verbraucht beim Laufen demnach 1680 kcal pro Woche mehr als üblich. Hätte sich dieser Mann stattdessen die gleiche Zeit (insgesamt ca. 2 Std.) entspannt vor den Fernseher gelegt, läge der Kalorienverbrauch in der gleichen Zeit bei etwa 160 kcal. Nur wenn wir diesen Ruhe-Energieverbrauch vom Energieumsatz beim Laufen abziehen, erhalten wir den Kalorienanteil, der wirklich zusätzlich verbraucht wird (1680 – 160 = 1520). Das bedeutet, dass dieser Läufer 5 Wochen regelmäßig dreimal pro Woche zusätzlich laufen müsste, um sein Körpergewicht um 1 Kilogramm zu reduzieren. Ganz korrekt ist diese Rechnung nicht, denn es wird dabei nur der erhöhte Energieumsatz für die Zeit des Laufens betrachtet (in diesem Beispiel 560 kcal). Nicht berücksichtigt wurde dabei der nach Belastungsende noch bis zu Stunden anhaltende leicht erhöhte Kalorienverbrauch (15). Neben dem Auffüllen von entleerten Energiespeichern wird auch zusätzliche Energie benötigt für die trainingsinduzierten Aufbauvorgänge in der Muskulatur. Dieser erhöhte Nachbelastungs-Stoffwechsel verbraucht in der Regel weniger als 10% des Energieumsatzes der eigentlichen sportlichen Belastung. Soweit die Theorie. In der Praxis erzeugt das zusätzliche Laufen auch ein vermehrtes Hungergefühl, sodass sich die notwendige Zeit, um 1 Kilogramm abzunehmen, nicht exakt bemessen lässt .

7. Das metabolische Äquivalent (MET) zur Berechnung des Energieumsatzes

Vielen Menschen ist die Berechnung von verbrauchten Kalorien zu kompliziert. Auch der Vergleich zwischen den verschiedenen Formen körperlicher Aktivität (Laufen, Schwimmen, Radfahren) erfordert oft Detailkenntnisse. Um eine Vergleichbarkeit des Energieverbrauchs verschiedener Aktivitäten zu ermöglichen, wurde das Konzept des metabolischen Äquivalents (MET) entwickelt (1,2).

Den Kalorienverbrauch bei körperlicher Aktivität kann man als ein Vielfaches des Ruheumsatzes darstellen. Der Ruheumsatz liegt etwa 10% über dem Grundumsatz. Beispielsweise wird das entspannte Spazierengehen (etwa 4 km/h) mit dem Faktor 3 bewertet, d.h. pro Stunde werden dreimal so viel Kalorien verbraucht wie beim gemütlichen Fernsehgucken. Laufen mit einer Geschwindigkeit von 4:15 /km über eine Stunde wird hingegen mit dem 14fachen bewertet. Im amerikanischen Sprachraum wird dieser Ruheumsatzes als MET’s bezeichnet (metabolisches Äquivalent, 1 MET = entspricht etwa 1 kcal pro Stunde und kg Körpergewicht). Viele Amerikaner sprechen jetzt nicht mehr davon, wie viele Kalorien sie bei welcher Sportart verbraucht haben, sondern werfen sich nur noch gegenseitig ihre MET’s um die Ohren: „Ich hab‘ heute 1 Stunde mit 10 MET’s geschafft.“ In dem Moment ist es egal, ob derjenige Laufen oder Schwimmen oder Radfahren war, was zählt, ist der Energieverbrauch und der lag bei 10 mal dem Ruheumsatz pro Stunde, d.h. etwa bei 10 kcal pro Stunde und Kg Körpergewicht.

Für den Durchschnitts-Mann mit 70 kg wären das 70 x 10 Kcal = 700 kcal.

Für diese 10 MET’s müsste man in einer Stunde entweder 10 km laufen oder 2,5 km schwimmen. Mit dem Rennrad sind in der gleichen Zeit 32 km zu fahren, mit Inline-Skates immerhin noch 19 km zurückzulegen. Es existieren umfangreiche Tabellen mit der Angabe von MET’s für die unterschiedlichsten Aktivitäten des Alltags (siehe Tab. 7 und 8). Wichtige Voraussetzung, um mit den MET’s den eigenen Kalorienverbrauch abzuschätzen, ist die Kenntnis des eigenen Ruheumsatzes (1 MET). Der Ruheumsatz liegt für Männer im Alter von 19 bis 50 Jahren etwa bei 1 kcal pro kg Körpergewicht in der Stunde. Für unseren Standard-Mann (70 kg) berechnet sich der Ruheumsatz pro Stunde wie folgt:

70 kg x 1 kcal = 70 kcal pro Stunde = 1 MET.

Diese einfache Formel gilt für normalgewichtige Erwachsene. Für Übergewichtige liegt dieser Wert eher bei 0,9 kcal pro kg und Stunde. Der Ruhe-Energieverbrauch eines Bodybuilders mit geringem Körperfettanteil weicht aufgrund seiner großen Muskelmasse ebenfalls von dieser einfachen Formel ab: Der Ruheumsatz für diesen Athleten beträgt etwa 1,4 kcal pro kg und Stunde. Für Frauen im Alter von 19 bis 50 Jahren liegt der Ruheumsatz bei etwa 0,9 kcal pro kg Körpergewicht in der Stunde (z.B.: 60 kg x 0,9 kcal = 54 kcal pro Stunde = 1 MET). In der folgenden Tabelle 6 ist eine Übersicht zum Ruheumsatz bei unterschiedlichem Körpergewicht dargestellt. Der Ruheumsatz pro Tag entspricht etwa dem Kalorienbedarf eines Menschen mit einem Knochenbruch, der den ganzen Tag nicht aufstehen darf und daher fast 16 Stunden am Tag Bücher ließt oder Fernsehen guckt.

Tab. 6: Ruheumsatz pro Tag in Abhängigkeit vom Körpergewicht

Frauen 1 MET = 0,9 kcal
Gewicht in kg	Ruheumsatz pro Std. = 1 MET	Ruheumsatz pro Tag
50	45,0	1080
55	49,5	1188
60	54,0	1296
65	58,5	1404
70	63,0	1512
75	67,5	1620

Männer 1 MET = 1 kcal
65	65,0	1560
70	70,0	1680
75	75,0	1800
80	80,0	1920
85	85,0	2040
90	90,0	2160

Tab. 7: Intensität sportlicher Aktivität gemessen in MET’s* (metabolisches Äquivalent)

Sportart	MET‘s
Golfspielen	3
Tischtennis	4
Walking 5 km/h	4
Inline-Skaten 13 km/h	5
Schwimmen 1500 m pro Stunde	6
Tanzen (intensiv)	7
Radfahren: Tourenbike 24 km/h	8
Laufen: 11 km/h	11
Squash	12
Laufen: 14 km/h	14
*modifiziert nach Ainsworth (1)

8. Wissenswertes zum Thema Energieverbrauch

Das Tragen von gut gedämpften Laufschuhen im Vergleich zu Schuhen mit harten Sohlen reduziert den Energieumsatz beim Laufen um 2,4% (19). Ab einer Geschwindigkeit von 8 km/h ist es ökonomischer zu Laufen statt zu Walken (9). Ab dieser Geschwindigkeit steigt der Energieumsatz beim Walken überproportional an.

Das Windschattenlaufen in einem Wettkampf hinter einem anderen Athleten kann den Energieumsatz um bis zu 9% reduzieren (19). Einen Marathon konsequent im Windschatten gelaufen, reduziert den Energieaufwand um durchschnittlich 5%. Bei einem Läufer mit einer Endzeit von 2:48 Std. sind das mehr als 8 Minuten, die er mit gleichem Energieaufwand schneller laufen könnte.

9. Weiterführende Literatur

Das Konzept des metabolischen Äquivalents (MET) wurde von Ainsworth und Mitarbeitern entwickelt. Die Original-Publikation von 1993 „Compendium of Physical Activity“ bietet einen sehr ausführlichen Überblick zum Energiebedarf von Aktivitäten des alltäglichen Lebens (1,2).

Die Literaturliste enthält zusätzlich Publikationen, die sich mit der Belastungsintensität und dem Energieumsatz einzelner Sportarten befassen:

Radfahren (3, 5, 8, 13), Running und Walking (9, 11), Basketball (12) und Krafttraining im Alter (6).

Zwei Arbeiten beschäftigen sich mit den Faktoren, die den Energieverbrauch im Alltag beeinflussen (7,10). Wichtige Aspekte zum Einfluss von Sport auf die Ernährung und den Kalorienbedarf werden in den folgenden Publikationen diskutiert: (4, 14, 15, 17).

1. Ainsworth BE, Haskell WL, Leon AS, Jacobs DR Jr, Montoye HJ, Sallis JF, Paffenbarger RS Jr. Compendium of physical activities: classification of energy costs of human physical activities. Med Sci Sports Exerc. 1993 Jan;25(1):71-80.

2. Ainsworth BE, Haskell WL, Whitt MC, Irwin ML, Swartz AM, Strath SJ, O'Brien WL, Bassett DR Jr, Schmitz KH, Emplaincourt PO, Jacobs DR Jr, Leon AS. Compendium of physical activities: an update of activity codes and MET intensities. Med Sci Sports Exerc. 2000 Sep;32(9 Suppl):S498-504.

3. Benecke R, di Prampero PE. Mechanische und metabolische Belastung beim Radfahren – eine Analyse aus physiologischer und biomechanischer Sicht. Deutsche Zeitschrift für Sportmedizin 2001; 52 (1): 29-32.

4. Burke LM. Energy needs of athletes. Can J Appl Physiol. 2001;26 Suppl:S202-19. Review.

5. Burke LM. Nutritional practices of male and female endurance cyclists. Sports Med. 2001;31(7):521-32. Review.

6. Campbell WW, Crim MC, Young VR, Evans WJ. Increased energy requirements and changes in body composition with resistance training in older adults. Am J Clin Nutr. 1994 Aug;60(2):167-75.

7. Dauncey MJ. Activity and energy expenditure. Can J Physiol Pharmacol. 1990 Jan;68(1):17-27. Review.

8. Francescato MP, Di Prampero PE. Energy expenditure during an ultra-endurance cycling race. J Sports Med Phys Fitness. 2002 Mar;42(1):1-7.

9. Greiwe JS, Kohrt WM. Energy expenditure during walking and jogging. J Sports Med Phys Fitness. 2000 Dec;40(4):297-302.

10. Levine JA, Schleusner SJ, Jensen MD. Energy expenditure of nonexercise activity. Am J Clin Nutr. 2000 Dec;72(6):1451-4.

11. Maldonado S, Mujika I, Padilla S. Influence of body mass and height on the energy cost of running in highly trained middle- and long-distance runners. Int J Sports Med. 2002 May;23(4):268-72.

12. McInnes SE, Carlson JS, Jones CJ, McKenna MJ. The physiological load imposed on basketball players during competition. J Sports Sci. 1995 Oct;13(5):387-97.

13. Neumann G. Physiologische Grundlagen des Radsports. Deutsche Zeitschrift für Sportmedizin. 2000; 51 (5): 169-175.

14. Position of the American Dietetic Association, Dietitians of Canada, and the American College of Sports Medicine: Nutrition and athletic performance. J Am Diet Assoc. 2000 Dec;100(12):1543-56.

15. Swain DP. Energy cost calculations for exercise prescription: an update. Sports Med. 2000 Jul;30(1):17-22. Review.

16. Vinken AG, Bathalon GP, Sawaya AL, Dallal GE, Tucker KL, Roberts SB. Equations for predicting the energy requirements of healthy adults aged 18-81 y. Am J Clin Nutr. 1999 May;69(5):920-6.

17. Westerterp KR. Alterations in energy balance with exercise. Am J Clin Nutr. 1998 Oct;68(4):970S-974S. Review.

Internet-Adressen:

18. Formelsammlung zur Berechnung des Energieverbrauchs bei unterschiedlichen Sportarten. (International Arctic Research Center University of Alaska-Fairbanks):

http://www.frontier.iarc.uaf.edu/~cswingle/misc/exercise.phtml

Inhalt einer Vorlesungsreihe zur Sportphysiologie. Gute Übersicht zum Thema Sport und Ernährung und zu den Einflussfaktoren auf den Energieverbrauch bei sportlicher Aktivität.

http://www.ruf.rice.edu/~kines/KINE321LectureNotes.html

Samstag, 8. Dezember 2007

Der Energieverbrauch beim Dauerlauf

Ascaron

Energieumsatz beim Sport

Inhalt:

1. Einführung

2. Der durchschnittliche Kalorienbedarf eines Erwachsenen pro Tag

3. Der Engergieverbrauch beim Dauerlaufen

4. Wie setzt sich der Kalorienbedarf zusammen?

4.1. Grundumsatz

4.2. Energieaufwand für körperliche Aktivität (Arbeits- oder Leistungsumsatz)

4.3. Nahrungsinduzierte Wärmebildung (postprandiale Thermogenese)

5. Welche Faktoren beeinflussen den Energieumsatz beim Laufen

6. Laufen zur Gewichtskontrolle

7. Das metabolische Äquivalent (MET) zur Berechnung des
Energieumsatzes

8. Wissenswertes zum Thema Energieverbrauch

9. Weiterführende Literatur

1. Einführung

Bei der Mehrzahl der Erwachsenen werden nur etwa 20% des täglichen Kalorienverbrauchs durch körperliche Aktivität verursacht. Dabei bietet gerade sportliche Aktivität die Möglichkeit den Gesamtbedarf an Kalorien maßgeblich zu beeinflussen. Wie groß ist der Kalorienverbrauch beim Laufen im Verhältnis zum Gesamttagesbedarf? Ist es nur ein Tropfen auf den heißen Stein oder ist es geeignet, überflüssige Pfunde dahin schmelzen zu lassen? Von vielen Menschen mit Gewichtsproblemen wird der Kalorienverbrauch bei sportlicher Aktivität jedoch überschätzt. Reicht der Kalorienverbrauch bei einem 10 km Lauf aus, um eine zusätzliche Tafel Schokolade zu vertilgen? Wie hoch ist der Kalorienbedarf eines Leistungssportlers, der jeden Tag läuft? Warum ist es aus der Sicht des Kalorienverbrauchs nahezu gleichgültig, ob wir einen Dauerlauf über 12 km in 1:00 Stunde oder 1:15 Stunde absolvieren? Der folgende Beitrag zum Energiebedarf beim Laufen versucht auf diese und viele vergleichbare Fragen konkrete Antworten zu geben.

Der Energieumsatz bzw. der Kalorienverbrauch bei sportlicher Aktivität kann entweder in Joule oder Calorie gemessen werden. In Deutschland ist noch überwiegend die Einheit kcal gebräuchlich, obwohl die korrekte SI-Einheit für Energie kJ lautet. 1 kcal entspricht 4,18 kJ. Im Folgenden wird die Einheit kcal für den Energieumsatz verwendet.

2. Der durchschnittliche Kalorienbedarf eines Erwachsenen pro Tag

Der Kalorienverbrauch pro Tag eines durchschnittlichen Erwachsenen mit sitzender Bürotätigkeit und ohne anstrengende Freizeitaktivitäten liegt abhängig vom Geschlecht und Körpergewicht in einem Bereich von 1600 – 2000 kcal für Frauen und 2400 bis 2900 kcal für Männer (Tab. 1) (16). Hochleistungssportler mit täglich 3 bis 4 Stunden harten Training verdoppeln etwa ihren Kalorienbedarf pro Tag.

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Samstag, 8. Dezember 2007

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