Wie groß ist die Energieaufnahme aus Nahrung?

Hallo,
kann der menschliche Körper die chemische Energie die in den Lebensmitteln steckt 1:1 umsetzen?
Bzw. wie groß ist der Umsetzungsgrad und ist der von der Art der Nahrung abhängig?

Die Nährwertangaben auf Lebensmittelverpackung werden meines Wissens aus der Verbrennungswärme der Grundnährstoffe (KH,Protein,Fett)ermittelt.
In unserem Korper werden diese Stoffe jedoch weder pyrolytisch noch vollständig verbrannt. Daher gehe ich davon aus, dass ein 250kcal-Cheeseburger meinem Körper nicht 250kcal gibt sondern weniger.

Vielleicht weiss jemand aus dem entsprechenden Fachgebiet genaues? Danke!
viele Grüße

Hallo,

Bzw. wie groß ist der Umsetzungsgrad und ist der von der Art
der Nahrung abhängig?

siehe z.B.:

/t/wieviel-prozent-der-energie-verwertet-der-koerper…

Gruß

watergolf

Hallo morrdix,

kann der menschliche Körper die chemische Energie die in den
Lebensmitteln steckt 1:1 umsetzen?

so kann man nicht fragen, weil erstens gibt es in der Praxis keine 100%, und zweitens fehlt eine Definition für „umsetzen“.

Bzw. wie groß ist der Umsetzungsgrad und ist der von der Art
der Nahrung abhängig?

Die Nährwertangaben auf Lebensmittelverpackung werden meines
Wissens aus der Verbrennungswärme der Grundnährstoffe
(KH,Protein,Fett)ermittelt.

Damit kommen wir der Sache näher:
Nährstoffe sind solche, die der Ernährung dienen, also aufgenommen werden. Dies ohne weiteres wie Glucose oder nach Zerlegung durch Verdauungsenzyme.

Ballaststoffe können nicht zerlegt werden, weder durch die Enzyme noch durch Bakterien in nenneswertem Umfang. Und Mineralien, Vitamine laufen unter „ferner liefen“.

Und der Darm nimmt die Nährstoffe recht vollständig auf, erstens weil’s zweckmäßig ist, außer in den seltenen Überflusszeiten, und zweitens, weil sich sonst die Darmflora d’rüber hermacht, wie man bei der Lactoseintoleranz sieht. Den Spezialfall, dass Erwachsene Muttermilch trinken, hat die Natur halt vergessen.

Und wenn man unseren Exkanzler korrigieren will, entscheidend ist eben nicht, was hinten rauskommt. Denn das ist herzlich wenig. Will jetzt nicht näher auf Menge, Zusammensetzung und Beschaffen eingehen, aber gut 90 % der Nährstoffe dürften aufgenommen werden. Dafür ist die Verdauung schließlich da.

In unserem Korper werden diese Stoffe jedoch weder pyrolytisch
noch vollständig verbrannt. Daher gehe ich davon aus, dass ein
250kcal-Cheeseburger meinem Körper nicht 250kcal gibt sondern
weniger.

Ach ja? Und wo soll die chemische Energie landen?

Alle Ausscheidungen des Körpers (bis auf die Kohl’schen) enthalten so gut wie keine Energie, als da wären Urin, Schweiß, Atem oder Hautfett. Die Muttermilch ist sicher eine Ausnahme, wie auch die vorausgehende Schwangerschaft. OK, hätte das klüger gliedern können, damit wir nicht alle Ausscheidungen sind :wink:

Jedenfalls wird das alles verbrannt, und zwar nicht pyrolytisch, wie im Ofen oder Motor, auch nicht wie in einer Brennstoffzelle, sondern in einer den Lebewesen eigenen Art, deren Erläuterung hier etwas zu weit führte.

Vielleicht weiss jemand aus dem entsprechenden Fachgebiet genaues?

Da kommen wir zu der Frage, wie der Körper seine Energie einsetzt. Das einzige, was wir einigermaßen einschätzen können, ist die Muskelarbeit. Und die ist ziemlich effektiv, jedenfalls verglichen mit der Photosynthese oder einem Mofa. Braucht ein Mofa vielleicht 1,5 Liter Gemisch auf 100 km, braucht der Mensch auf einem Fahrrad sicher keine 1,5 Liter Pflanzenöl oder umgerechnet ca. 4 kg Brot.

Ansonsten ist der Körper stets damit beschäftigt, sich selbst am Leben zu erhalten, zu erneuern, Sinne und Nerven am Arbeiten zu halten, zu verdauen oder einfach sich warm zu halten, durch Verbrennung.

Und bei diesen wichtigen Funktionen einen Wirkungsgrad angeben, dass kann zumindest ich nicht. Allein 20 % der Nahrung eines Erwachsenen verbraucht angeblich das Gehirn.

Und warum Menschen bei gleicher Größe, gleichem Alter und Gewicht und gleicher Aktivität zu- oder abnehmen können wie die Blöden, das ist Gegenstand aktueller Forschungen, da gibt es sozusagen wöchentlich neue Erkenntnisse.

Mit anderen Worten, der Körper hat schon einen ernormen Spielraum, wie Energie benutzt (oder gar vernichtet?) wird. Jedenfalls kann der Körper nur die physikalisch normalen Wege nutzen, um die Energie abzugeben, Arbeit und Wärme.

Also ist doch entscheidend, was hinten rauskommt:
Jede Kalorie wird verbrannt, oder vorübergehend in Hüftgold angelegt.

Gruß, Zoelomat

Hallo Zoelomat,
danke für die schnelle und umfangreiche Antwort.

In einem Punkt hatte ich einen Denkfehler auf den ich durch deine Antwort aufmerksam wurde: Egal welcher Art die Verbrennung im Körper ist,wenn aus den selben Edukten die selben Produkte entstehen (CO2 und H20) sollte auch die Energiefreisetzung die selbe sein wie bei der Verbrennung im Kalorimeter.

Wenn die Aufnahme und Verbrennung der gängigen Nährstoffe quasi vollständig ist, würde die Kalorienangabe der später durch verstoffwechslung gewonnenen Energie entsprechen.
Um den Grad dieser Vollständigkeit herauszufinden müsste man wohl auch die Ausscheidungen mal ins Kalorimeter stecken und Bilanz ziehen
Zum Glück ist das nicht mein Job :smile:
Grüße,
morrdrix

Wieder so eine Frage, die ich mir nicht traue selber zu stellen aber was mich auch beschäftigt.

Man muß, daß natürlich in sehr viele Teilaspekte zerlegen.

Ein interessanter Teilaspekt ist die energetische Verwertung von Proteinen und was sich dabei aus der Beschritung auf der Lebensmittelverpackung als Zahlenwert ergibt.

Proteine werden nämlich nur bis zum Harnstoff abgebaut und der Harnstoff (der Körper gibt ca. 30g/Tag im Urin ab) enthält noch jede Menge Energie).

Da stellt sich schon mal die Frage ob die Gesamtkalorien, die auf der Verpackung angegeben sind die physikalischen Kalorien sind (also wenn ich das ganze verbrenne und mit einem Kalorimeter bestimme)

oder sind es die Kalorien (ich nenne das mal physilogisch verwertbare Kalorien), die der Körper verbraucht (und von den denen man dick wird).

Es wird ja immer gesagt 1g Zucker ist kaloriennmäßig 1g Protein (was aber nicht stimmt). Physikalisch hat Protein mehr Kalorien. Physiologisch läßt sich aber weniger Kalorien wie aus Zucker verwerten.

Naja. Protein sollte ja auch eher zum Strukturaufbau (Muskelaufbau usw. dienen). Als billiger Energielieferant ist es zu teuer.

Das jetzt mal der Zucker/Protein Teilaspekt.

Es gibt sehr viel weitere Teilaspekte.

Verdunstungsengergieverlust:
Letztenendes wird der Körper auch nicht alles in mechanische Arbeit umsetzen sondern weil wir Faulenzer sind das einfach so als Wärme abgeben. Und viel schlimmer noch es geht durch Atmung (der Atemausstoß hat 100% Luftfeuchte) auch über 1l an Wasser verloren was wiederum dem Körper entzogene Energie ist.
Dann geht ja auch Energie durch Fäkalausstoß verloren.

Vom biochemischen (wohl hier die eigentliche Frage) kenne ich mich leider so gut wie überhaupt nicht aus und weiß nicht was dort alles für Abschlagfaktoren zu machen sind.

Der Körper hat ja einen gewissen Grundumsatz (männlich ca. 10MJ) (wo fast alles in Wärme umgesetzt wird). Die Interessante Frage welcher mechanische Wirkungsgrad sich darüberhinaus bei Sportlern ergibt.

Proteine werden nämlich nur bis zum Harnstoff abgebaut und der
Harnstoff (der Körper gibt ca. 30g/Tag im Urin ab) enthält
noch jede Menge Energie).

Das stimmt chemisch. Ammoniak enthält Wasserstoff, der mit recht wenig Energieaufwand freigesetzt und verbrannt werden könnte. Da der Körper dies aber nicht tut, sollten diese Kalorien auch nicht einberechnet werden. „Sollten“, sicher bin ich mir nicht. Aber so riesig ist der Unterschied nicht, dafür ist die Menge Harnstoff zu gering.

oder sind es die Kalorien (ich nenne das mal physilogisch
verwertbare Kalorien), die der Körper verbraucht (und von den
denen man dick wird).

Irgendwann landen Aminosäuren im ganz normalen Stoffwechsel zur Energiegewinnung. Wenn man mehr als reichlich Proteine isst, wahrscheinlich direkt, ohne vorher zum Aufbau körpereigener Proteine benutzt zu werden. Details, wie das gesteuert wird, kenne ich aber nicht.

Das jetzt mal der Zucker/Protein Teilaspekt.

Es gibt sehr viel weitere Teilaspekte.

Verdunstungsengergieverlust:
Letztenendes wird der Körper auch nicht alles in mechanische
Arbeit umsetzen sondern weil wir Faulenzer sind das einfach so
als Wärme abgeben. Und viel schlimmer noch es geht durch
Atmung (der Atemausstoß hat 100% Luftfeuchte) auch über 1l an
Wasser verloren was wiederum dem Körper entzogene Energie ist.

Das ist nicht wirklich ein weiterer Aspekt, sondern fällt unter Wärme.

Es gibt ja nur zwei Möglichkeiten, die Energie loszuwerden, als Arbeit oder als Wärme. Und alle anderen Leistungen unseres Körpers, Auf- und Abbau, Nerventätigkeiten werden letztlich zu 100 % in Wärme umgewandelt.

Und ob man die Wärme bei einer kalten Dusche loswird, oder durch Schwitzen, ist dabei unerheblich.

Dann geht ja auch Energie durch Fäkalausstoß verloren.

Ich hoffe, du meinst jetzt nicht die enthaltene Wärmeenergie - igitt.

Das ist die eigentliche offene Frage. Wieviel % der Nahrung gelangen überhaupt in den Körper. Und natürlich enthält Kot nicht nur (unverdauliche) Anteile der Nahrung, sondern auch Reste von Verdauungssäften und abgestorbene Darmschleimhautzellen, und Bakterien, die sich darin vermeht haben.

Aber vergleich mal die Mengen, was du aufnimmst, und was du ausscheidest, als Kot.

Da würde ich mal 90 % als Aufnahme als realistisch einschätzen.

Der Körper hat ja einen gewissen Grundumsatz (männlich ca.
10MJ) (wo fast alles in Wärme umgesetzt wird). Die
Interessante Frage welcher mechanische Wirkungsgrad sich
darüberhinaus bei Sportlern ergibt.

Genaues weiß ich nicht, aber er ist ziemlich gut. Kannst dich ja mal schlau machen, und uns informieren.

Hallo,

Es gibt ja nur zwei Möglichkeiten, die Energie loszuwerden,
als Arbeit oder als Wärme. Und alle anderen Leistungen unseres
Körpers, Auf- und Abbau, Nerventätigkeiten werden letztlich zu
100 % in Wärme umgewandelt.

Wenn man ein Sofa in den 4. Stock schleppt, bleibt ein Teil von „Pommes rot weiß“ eindeutig in dem mit mehr potentieller Energie ausgestatteten Sitzmöbel gefangen. Es sei denn, das Sofa gefällt dir plötzlich nicht mehr und du wirfst es danach aus dem Fenster. Dann steckt alle Energie aus „Pommes rot weiss“ als Abwärme in dir und im Straßenbelag. Der herbeigerufene Kalorienmesstrupp von Blau- Weiß- Hannover wird sich bestimmt für das Messprotokoll interessieren. Notfalls setzen die auch selbst eins auf. Da kommt nur wenig Physik drin vor.

Gruß

Peter

überflüssiger Einwurf
Hallo,

als Arbeit oder als Wärme.
Und alle anderen Leistungen unseres
Körpers, Auf- und Abbau, Nerventätigkeiten
werden letztlich zu 100 % in Wärme umgewandelt.

Wenn man ein Sofa in den 4. Stock schleppt, bleibt ein Teil
von „Pommes rot weiß“ eindeutig in dem mit mehr potentieller
Energie ausgestatteten Sitzmöbel gefangen.

Das genau meint er mit Arbeit im physikalischen Sinne!

Die Bemerkung „100 % in Wärme“ bezieht sich eindeutig
nicht auf die Arbeit, sondern
„… andere Leistungen unsres Körpers …“
Gruß Uwi

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physiologischer Brennwert
Hi morrdix,

bei der Angabe auf Lebensmittelverpackungen wir der physiologische, nicht der physikalische Brennwert der Nährstoffe herangezogen.

Grüße
ev

http://de.wikipedia.org/wiki/Physiologischer_Brennwert

Hi!

Um mal ganz kurz eine Zahl zu nennen: Der sog. WIRKUNGSGRAD (die Menge an Energie, die in (mechan.) Arbeit umgesetzt wird) beträgt (je nach Arbeit) ca. 30%; der Rest geht als Wärme „verloren“ (natürlich nicht wirklich verloren; die Enzyme funktionieren bei höheren Temperaturen besser etc.)

Hoffe, ich konnte ein Stück weit helfen!
Grüße!
LAdyDi