Physiologie (Fach) / 13 (Lektion)
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Energieumsatz
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- Energie-Einheit Joule [J] = N*m = 1Ws = (kg*m2)÷s2
- 1 Kalorie [cal] Energie-Einheit zur Beschreibung des Energieinhalts von Nahrungsmitteln 1cal = 4,187 J
- Physikalischer Brennwert Absoluter Energiegehalt von Nährsubstraten Nur bei Proteinen ist der physikalische Brennwert höher, nämlich 23 kJ pro g (physiolog. Brennwert: 17 kJ pro g) Grund: Bei der physiolgischen Verrennung von Proteinen entsteht Harnstoff, dieser dient der Ausscheidung des in Proteinen enthaltenen Stickstoffs; Harnstoff enthält aber eine große Energiemenge, diese geht mit der Ausscheidung ungenutzt verloren
- Physiologischer Brennwert Energieinhalt, der vom Körper tatsächlich verwertet wird kann deutlich geringer sein, als physikalischer Brennwert Einige Werte: Lipide: 39 kJ pro g Kohlenhydrate: 17 kJ pro g Proteine: 17 kJ pro g (physikalischer Brennwert: 23 kJ pro g) Alkohol: 30kJ pro g
- Grundumsatz = Ruhe-Nüchtern-Umsatz = basaler Energieumsatz = Umsatz, der sich ergibt, wenn alle steigernden Faktoren ausgeschalten werden = Umsatz, der erforderlich um das Leben aller Zellen aufrecht zu erhalten und sie leistungsbereit zu halten Bedingungen körperliche und geistige Ruhe Nüchternheit Indifferenztemperatur (nackt: 28-30°C; bekleidet: 20-22°C) Messung in frühen Morgenstunden
- Faustregeln für den normalen Grundumsatz 1 W pro kg und Tag 100 kJ pro kg und Tag 4,2 kJ pro kg und Stunde Grundumsatz der Frau: 10% niedriger
- Leistungszuwachs Steigerung des Energieumsatzes über den Basalwert hinaus
- Ruheumsatz = Energieumsatz des ruhenden, nicht nüchternen Menschen (--> Verdauungsumsatz) 10% höher als GU Messung im Liegen
- Arbeitsumsatz = Energiemenge, die der Organismus für zusätzliche Arbeit über den Grundumsatz hinaus umsetzt = Geamt-Energieumsatz während körperlicher Arbeit
- Kalorimetrie = Messung der Wärmebildun; wird verwendet, um den Energieumsatz zu quantifizieren
- Direkte Kalorimetrie = direkte Messung der Wärmeabgabe
- Indirekte Kalorimetrie = Methode zur Erfassung des Energieumsatzes; Messung der Sauerstoffaufnahme, daraus wird die Wärmebildung errechhnet
- Kalorisches Äquivalent = Energiemenge, die bei der Verbrennung eines best. Substrates unter Zufuhr von 1l Sauerstoff frei wird bei Mischkost: ~ 20 kJ pro Liter Sauerstoff KÄ liegt bei Fetten niedriger als bei Kohlenhydraten, da bei der Fettverbrennung mehr O2 benötigt wird
- Respiratorischer Quotient = Verhältnis zwischen CO2 -Abgabe und O2 -Aufnahme pro Minute RQ=1, wenn genauso viel CO2 abgegeben wird, wie O2 aufgenommen wird gibt Auskunft über das Verhältnis von Kohlenhydrat- zu Fettverbrennung Unterschiede resultieren aus dem molekularen Aufbau der Stoffe aus RQ lässt sich näherungsweise das energetische Äquivalent bestimmen (indirekte Kalorimetrie) Kohlenhydrate: RQ = 1,0 (reine Kohlenhydratverbrennung) Proteine: RQ= 0,81 Lipide: RQ= 0,7 (reine Fettverbrennung) RQ steigt an, wenn: Hyperventilation Kohlenhydratmast metabolische Azidose RQ fällt, wenn: Alkalose Hunger
- Sauerstoff-Schuld = Volumen O2, was nach Ende einer Belastung zusätzlich vom Körper aufgenommen werden muss, um ein O2-Defizit auszugleichen
- Diät-Berechnung bezogen auf den Sollumsatz (GU + 30%) 1 g Eiweiß pro kg und Tag 30% Fett Kohlenhydrate > 50%
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- Steigerung des Grundumsatzes Hyperthyreose Fieber Stress (Glucocorticoide) 2. Zyklushälfte (Progesteron) Kälteadaptation (Thyroxin)
- Sollumsatz = Freizeitumsatz = Umsatz bei leichter körperlicher und geistiger Tätigkeit 30% über Grundumsatz
- Spezifischer Grundumsatz = Energieumsatz auf die Körperoberfläche bezogen Einheit: Watt pro m2
- Sauerstoffverbrauch 250 ml pro Minute abhängig vom Sollumsatz
- Spezifisch-dynamische Wirkung von Nährstoffen meint, dass bei der Aufnahme von Nahrung der Stoffwechsel angeregt wird und so einen Teil der zugeführten Energie verbraucht wird (z.B.: Poteine) besonders ausgeprägt bei Proteinverwertung (bis zu 30% der aufgenommenen Energie --> Ursache: beim Abbau von Proteinen entsteht Ammoniak, dieser muss in der Leber zu Harnstoff entgiftet werden
- Stoffwechsel = Abbau von Nährstoffen zu energieärmeren Stoffen, dabei wird Energie frei
- Energieumsatz = KÄ* O2 -Aufnahme pro Zeit
- Erholungspulssumme = Anzal der Pulse, die in der Erholungsphase oberhalb des Ausgangswertes liegen
- Atemgrenzwert AGW= 120-170 l pro Minute
- Dauerleistungsgrenze für dynamische Arbeit Herzfrequenz von 130 pro Minute AMV von 30 l pro Minute Erholungszeit < 5 Minuten Erholungspulssumme < 100 Blutlaktatkonzentration < 2mM Sauerstoffaufnahme < 50% des Maximalwertes