Metabolische Tests: Entlarvung des Mythos einer einzigen Bewertung

In den letzten Jahren wurden mehrere tragbare Atemanalysegeräte auf den Markt gebracht, die vermeintlich einfache und leicht zugängliche Stoffwechselmessungen anbieten. Ihre Behauptungen, gepaart mit einem Mangel an Validierung, haben zu verständlicher Skepsis und Verwirrung geführt. In diesem Artikel erklären wir, was an der Stoffwechselanalyse wahr ist und was nicht, und räumen mit dem Mythos auf, dass man seinen Stoffwechsel mit einem Atemzug messen kann. 

Zunächst ein wenig Hintergrundwissen über die Stoffwechselanalyse und die Atemmessung. Die Atemanalyse ist der Goldstandard für die Messung der Stoffwechselaktivität im menschlichen Körper. Insbesondere bietet sie die genaueste Möglichkeit zu messen, wie viele Kalorien Sie verbrennen und wie viele davon aus Fetten und Kohlenhydraten stammen. Dies geschieht durch Messung des Sauerstoffverbrauchs (auch VO2max genannt) und der Kohlendioxidproduktion (auch VCO2 genannt). Durch die Kombination dieser beiden Variablen können wir die Anzahl der Kalorien sowie den Anteil von Fetten und Kohlenhydraten an Ihrem Kalorienverbrauch anhand der folgenden Formeln berechnen:

Kcal = 1440 x (3,94 x VO2 + 1,11 x VCO2) 

Austauschverhältnis der Atemwege (RER): VCO2 / VO2

RER ist eine Kennzahl, die in der Regel zwischen 0,7 und 1 liegt. 0,7 entspricht 0% Kohlenhydratverbrennung und 100% Fettverbrennung, d. h. alle Kalorien, die Sie verbrennen, stammen aus Fetten. 0,85 entspricht 50% Fett- und 50% Kohlenhydratverbrennung, und 1 entspricht 100% Kohlenhydrat- und 0% Fettverbrennung. Abbildung 1 zeigt, wie sich der Anteil der Kohlenhydrate und Fette entwickelt, wenn sich der RER-Wert von 0,7 auf 1 ändert.  

Abbildung 1 Die Korrelation zwischen den RER-Werten und dem Gleichgewicht zwischen Kohlenhydrat- und Fettoxidation

Vor diesem Hintergrund wird klar, warum diese Informationen nicht aus einem Atemzug entnommen werden können. Selbst wenn dies möglich wäre, wäre es für die Optimierung Ihrer täglichen Ernährung und Bewegung nicht von Nutzen.

Der Stoffwechsel eines Menschen kann nicht in einem Atemzug gemessen werden

Jeder Atemzug, den Sie machen, unterscheidet sich stark von den anderen, und so ist auch das Verhältnis von VCO2 zu VO2, mit anderen Worten, Ihre RER. Die nachstehende Grafik zeigt die RER für jeden einzelnen Atemzug einer Person im Ruhezustand unter Verwendung des PNOE-Stoffwechselanalysators. Das PNOE-Gerät wurde von unabhängiger Seite validiert und kann VO2 und VCO2 bei jedem Atemzyklus mit klinischer Genauigkeit messen [1].

Wie in Abbildung 2 dargestellt, liegt die RER während des gesamten Tests zwischen 0,7 (100% Fette, 0% Kohlenhydrate) und 0,81 (62% Fette, 38% Kohlenhydrate). Wenn wir zwei zufällig benachbarte Atemzüge auswählen (Atemzug 1 = 0,7 und Atemzug 2 = 0,76), können wir sehen, dass der Unterschied in der RER bis zu 0,06 betragen kann, was einem Unterschied von 18%-Punkten in der Fettverbrennung entspricht.

Die in diesem Test gezeigte Volatilität der RER ist normal. Daher wird in klinischen Empfehlungen empfohlen, einen Durchschnitt von mindestens 1-2 Minuten zu nehmen, bei dem die Schwankungen gering sind und der normalerweise mindestens 20-30 Atemzüge umfasst [2]. Insgesamt liegt die durchschnittliche RER in diesem Test bei 0,8 (65% Fette, 35% Kohlenhydrate) und unterscheidet sich damit deutlich von den beiden zufällig ausgewählten Atemzügen.  

Das Gleichgewicht von O2 und CO2 in Ihrer Atemluft und Ihre RER wird stark von Ihrer Atmung beeinflusst. Wenn Sie Ihre typische Ruheatmung und insbesondere die Mundatmung ändern, wird der VCO2-Gehalt in Ihrer Atemluft fast immer künstlich erhöht, wodurch die RER ansteigt und die erfasste Fettverbrennung sinkt. Darüber hinaus führen Veränderungen der Körperhaltung vorübergehend zu Turbulenzen in den Lungen und Atemwegen, die ebenfalls die RER-Messwerte auf unvorhersehbare Weise verändern können. Abbildung 3 unten zeigt, wie sich die RER erheblich verändert, wenn eine Person von normaler Atmung zu reiner Mundatmung übergeht. Der mittlere RER-Wert für den ersten Teil des Tests beträgt 0,8 (65% Fette, 35% Kohlenhydrate), während er für den zweiten Teil des Tests 0,88 beträgt (26% Fette, 74% Kohlenhydrate).

Allgemeine Schlussfolgerung: Um eine genaue und repräsentative Momentaufnahme Ihrer Fett- und Kohlenhydratverbrennung zu erhalten, stellen Sie sicher, dass Sie mindestens einige Minuten lang in der gleichen Position wie gewohnt weiteratmen. Eine Gesichtsmaske ist das wirksamste Mittel, um sicherzustellen, dass Ihre Atmung unverändert bleibt [3]. 

Selbst wenn Sie die Punkte 1 und 2 irgendwie angehen könnten, ist es nicht möglich, täglich zu messen, wie viele Kohlenhydrate und Fette Ihr Körper verbrennt.

Die RER ist eine Messgröße, die von vielen Parametern und Faktoren beeinflusst wird und nur unter bestimmten Umständen berücksichtigt werden sollte. Dinge, die eine genaue RER-Messung (z. B. das Tragen einer Gesichtsmaske und die Entnahme einer ausreichenden Anzahl von Atemproben) Ihnen sagen kann:

• Ihr RER-Wert im Ruhezustand gibt Aufschluss über den Anteil von Fetten und Kohlenhydraten an Ihrer Stoffwechselaktivität. Dies ist ein Indikator für die Gesundheit des Stoffwechsels und ein Risikofaktor für eine langfristige Gewichtszunahme oder -wiederzunahme [3]. 
• Ihr RER-Wert während einer gleichmäßigen Bewegung (z. B. Laufen mit 7 Meilen pro Stunde) gibt Aufschluss darüber, wie viele Fette und Kohlenhydrate Sie bei der jeweiligen Sportart und Trainingsintensität zu sich nehmen. 
• Ihre RER während einer linear ansteigenden Belastungsintensität (z. B. ein Rampentest auf dem Laufband) kann zur Ermittlung Ihrer aeroben und anaeroben Schwellen verwendet werden. 

Keine der oben genannten Erkenntnisse ändert sich täglich und kann daher sinnvolle Anhaltspunkte für die Änderung Ihrer täglichen Ernährungs- und Trainingsroutinen liefern. Faktoren, die sich täglich auf Ihre Ernährung auswirken können, sind Ihr Aktivitätsniveau und Ihre Trainingsart, die sich auf die Anzahl der Kalorien, die Sie zu sich nehmen sollten, und auf die Aufteilung der Makronährstoffe in Ihren Mahlzeiten auswirken (z. B. mehr Eiweiß an Tagen mit Krafttraining). Zu den Faktoren, die sich täglich auf Ihren Trainingsplan auswirken, gehören Ihre körperliche Erholung (z. B. intensiveres Training an Tagen, an denen Sie ausgeruhter sind) oder die Reihenfolge Ihrer Trainingseinheiten. 

Das Wichtigste zum Mitnehmen: Die Stoffwechselanalyse ist ein wertvolles Instrument, mit dem Sie die Ernährung und das Training ermitteln können, die Sie je nach Ihrem Fitnessziel benötigen. Sie bringt jedoch keinen Nutzen, wenn sie täglich durchgeführt wird, da sich Ihr Stoffwechsel NICHT täglich in dem Maße verändert, wie es sinnvoll wäre, ihn zu verfolgen.