Die Energiebilanz basiert auf dem grundlegenden thermodynamischen Prinzip, dass Energie nicht vernichtet werden kann, sondern von einem Organismus nur gewonnen, verloren oder gespeichert werden kann. Sie ist definiert als der Zustand, der erreicht wird, wenn die Energiezufuhr gleich dem Energieaufwand ist. Bei einer Energiebilanz bleibt das K\u00f6rpergewicht stabil; bei einer positiven Energiebilanz nimmt das K\u00f6rpergewicht zu und bei einer negativen Energiebilanz nimmt das K\u00f6rpergewicht ab. Mit anderen Worten: Energiebilanz bedeutet praktisch Gewichtsausgleich, positive Energiebilanz bedeutet Gewichtszunahme und negative Energiebilanz bedeutet Gewichtsverlust. Dies ist auch als CICO-Regel (calories in\/calories out) bekannt, nach der eine Gewichtsabnahme eintritt, wenn die verbrauchten Kalorien geringer sind als die verbrannten Kalorien, und eine Gewichtszunahme, wenn die verbrauchten Kalorien h\u00f6her sind als die verbrannten Kalorien. Das Gewicht wird gehalten, wenn die verbrauchten Kalorien den verbrannten Kalorien entsprechen.<\/p>\n
Um die Energiebilanz besser zu verstehen, sollten wir uns mit ihren beiden Komponenten befassen: Energiezufuhr und Energieaufwand. Die Energieaufnahme bezieht sich auf die Kalorien, die der Mensch durch den Verzehr von Lebensmitteln und Getr\u00e4nken aus Eiwei\u00df, Kohlenhydraten, Fett und Alkohol aufnimmt. Auf der anderen Seite bezieht sich der Energieverbrauch auf die Kalorien, die der Mensch durch den Ruheumsatz (RMR), den thermischen Effekt der Nahrung (TEF) und k\u00f6rperliche Aktivit\u00e4t verbraucht. Der RMR ist die Energie, die der K\u00f6rper im Ruhezustand ben\u00f6tigt, um die lebenswichtigen K\u00f6rperfunktionen und die Hom\u00f6ostase aufrechtzuerhalten. Die RMR macht 60-75% des t\u00e4glichen Gesamtenergieverbrauchs aus und ist proportional zur Muskelmasse, d. h. je mehr Muskeln jemand hat, desto h\u00f6her ist seine RMR. TEF bezieht sich auf die Energie, die f\u00fcr die Aufnahme, Verdauung und Verstoffwechselung der verzehrten Nahrung erforderlich ist, und macht in der Regel 8-10% des t\u00e4glichen Gesamtenergieverbrauchs aus. Die durch k\u00f6rperliche Aktivit\u00e4t verbrauchte Energie schlie\u00dflich, die variabelste Komponente des t\u00e4glichen Gesamtenergieverbrauchs, umfasst die Kalorien, die durch freiwillige und unfreiwillige Bewegung verbraucht werden, z. B. durch Haltungskontrolle und Zittern. Dies wird auch als Nicht-\u00dcbungsaktivit\u00e4ts-Thermogenese (NEAT) bezeichnet.<\/p>\n
Die Energieaufnahme und der Energieverbrauch werden in erster Linie durch das zentrale Nervensystem (ZNS) gesteuert. Beim Verzehr von Lebensmitteln werden Geruchs-, Geschmacks- und Textureing\u00e4nge an das kognitive und emotionale Gehirn gesendet und regulieren das Essverhalten. W\u00e4hrend die Nahrung in den Magen-Darm-Trakt gelangt, erzeugt die physische Dehnung des Magens ein S\u00e4ttigungssignal, das an das Gehirn weitergeleitet wird, um das Essen zu beenden. Dar\u00fcber hinaus f\u00f6rdern verdaute Nahrungsbestandteile wie Fetts\u00e4uren die S\u00e4ttigung weiter, indem sie kurzfristige S\u00e4ttigungshormone wie Cholecystokinin aus den endokrinen Zellen des Magen-Darm-Trakts stimulieren. Schlie\u00dflich werden nach Beendigung der Nahrungsaufnahme Hormone aus dem Fettgewebe (Leptin) und der Bauchspeicheldr\u00fcse (Insulin) ausgesch\u00fcttet, die den Appetit weiter unterdr\u00fccken. Die Regulierung des Energiehaushalts ist nicht nur ein kurzfristiger, sondern vor allem auch ein langfristiger Prozess. Der Hypothalamus, eine bestimmte Hirnregion, reguliert die langfristige Energiebilanz und damit das K\u00f6rpergewicht, indem er Informationen \u00fcber die gesamte Energieverf\u00fcgbarkeit und -reserve im K\u00f6rper kodiert.<\/p>\n
Eine chronisch positive Energiebilanz, die durch eine Kombination von genetischen (Adipositasgene) und umweltbedingten Faktoren (\u00dcberfluss an Nahrungsmitteln, niedrige Kosten f\u00fcr fett- und zuckerhaltige schmackhafte Lebensmittel, fehlende Infrastruktur und Motive f\u00fcr k\u00f6rperliche Aktivit\u00e4t) verursacht wird, f\u00fchrt zu Fettansammlungen und schlie\u00dflich zu Fettleibigkeit. Umgekehrt muss der Energieverbrauch die Energieaufnahme \u00fcbersteigen (negative Energiebilanz), um Gewicht zu verlieren. Das Ausma\u00df dieser negativen Energiebilanz ist jedoch h\u00f6chst umstritten, und im Laufe der Jahre wurden viele Theorien entwickelt. Eine der popul\u00e4rsten Theorien ist die \"3.500 kcal pro Pfund\"-Regel, die zur Vorhersage des zeitlichen Verlaufs der Gewichtsver\u00e4nderung durch eine Ern\u00e4hrungsma\u00dfnahme verwendet wird. Diese Regel besagt, dass man ein Kaloriendefizit von 3.500 kcal braucht, um 1 Pfund abzunehmen. Diese Regel hat sich best\u00e4tigt, da allgemein anerkannt ist, dass bei einer Gewichtsver\u00e4nderung kompensatorische Ver\u00e4nderungen des Energieverbrauchs auftreten, was diese Bilanz komplexer macht als eine einfache mathematische Gleichung.<\/p>\n
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Die st\u00e4rksten biologischen Anpassungen, die w\u00e4hrend der Gewichtsabnahme auftreten und gegen die Kontinuit\u00e4t der Gewichtsabnahme wirken, sind die Verringerung der RMR und die Erh\u00f6hung der Effizienz der Skelettmuskelaktivit\u00e4t, insbesondere bei geringer k\u00f6rperlicher Bet\u00e4tigung (fr\u00fcher als NEAT bezeichnet). Diese Anpassungen werden als adaptive Thermogenese (AT) bezeichnet, bei der die K\u00f6rperzellen, insbesondere die Skelettmuskelzellen, f\u00fcr ihre Aktivit\u00e4ten (haupts\u00e4chlich NEAT-artige Aktivit\u00e4ten) pro Gewichtseinheit weniger Kalorien verbrennen als sie es normalerweise tun w\u00fcrden, wenn es das hypokalorische Umfeld nicht g\u00e4be. Die oben genannten Ver\u00e4nderungen sind die Hauptursachen f\u00fcr ein Plateau bei der Gewichtsabnahme und eine vollst\u00e4ndige oder teilweise Wiederzunahme des Gewichts. Da der Energiehaushalt ein anf\u00e4lliger Mechanismus ist, der leicht gest\u00f6rt werden kann, vor allem durch extreme und unsachgem\u00e4\u00dfe Ern\u00e4hrungspraktiken wie die sehr kalorienarme Ern\u00e4hrung (VLCD), sollten sich Di\u00e4twillige immer an professionelle Ern\u00e4hrungsberater wenden, die sie bei diesem Prozess begleiten.<\/p>\n \u00dcbergewicht und Adipositas, die aus einer chronisch positiven Energiebilanz resultieren, sind wichtige Risikofaktoren f\u00fcr schwerwiegende chronische Krankheiten, insbesondere Krebs, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Diabetes Typ II. Adipositas ist ein urs\u00e4chlicher Faktor f\u00fcr viele Krebsarten, darunter Dickdarm-, Geb\u00e4rmutterschleimhaut-, Nieren-, Speiser\u00f6hren-, Bauchspeicheldr\u00fcsen-, Schilddr\u00fcsen-, Brust- und Prostatakrebs. Fettgewebe ist ein stoffwechselaktives Gewebe, das Hormone und entz\u00fcndliche Zytokine produziert, die zu einem erh\u00f6hten Risiko f\u00fcr bestimmte Krebsarten beitragen. Dar\u00fcber hinaus verursacht die Insulinresistenz, ein Kennzeichen der Fettleibigkeit und Vorl\u00e4ufer des Typ-II-Diabetes, eine Hyperinsulin\u00e4mie, die die Produktion des insulin\u00e4hnlichen Wachstumsfaktors -1 (IGF-1) anregt, was zu einem erh\u00f6hten Krebsrisiko f\u00fchrt. Fettleibigkeit ist auch ein starker Risikofaktor f\u00fcr die Entwicklung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen, da sie Bluthochdruck, Hyperlipid\u00e4mie und endotheliale Dysfunktion verursacht. Eine Gewichtsabnahme durch eine gesunde, ausgewogene Ern\u00e4hrungsweise, wie z. B. die Mittelmeerdi\u00e4t, mindert die sch\u00e4dlichen Auswirkungen einer langfristig positiven Energiebilanz auf das Herz und das Kreislaufsystem im Allgemeinen.<\/p>\n Eine positive Energiebilanz ist nur manchmal ungl\u00fccklich. Die Schaffung eines ausreichenden Energie\u00fcberschusses ist h\u00e4ufig eine Voraussetzung, insbesondere f\u00fcr schlanke Sportler, die versuchen, Muskelmasse aufzubauen. Wie gro\u00df dieser \u00dcberschuss sein muss, damit der Sportler 1 kg Skelettmuskelmasse aufbauen kann, ist aufgrund von unsch\u00e4tzbaren Variablen wie Genetik, Alter, Geschlecht, K\u00f6rperzusammensetzung und Trainingszustand noch nicht definiert. Da jedoch der Aufbau von Muskelmasse durch eine positive Energiebilanz auch mit einer Zunahme der Fettmasse einhergeht, wird allgemein ein \u00dcberschuss von 350-500 kcal pro Tag f\u00fcr einen effizienten anabolen Kontext empfohlen. Eine positive Energiebilanz ist unzureichend, vorausgesetzt, es gibt eine angemessene Verordnung f\u00fcr ein Widerstandstrainingsprogramm und eine angemessene Proteinzufuhr, die der wichtigste Makron\u00e4hrstoff f\u00fcr die Skelettmuskelhypertrophie ist.<\/p>\n Die RMR und damit die Energiebilanz kann mit Hilfe der indirekten Kalorimetrie der Atemwege, dem Goldstandard f\u00fcr die Messung des Energieverbrauchs, genau gemessen werden. Die Atemanalyse \u00fcberwacht den Gasaustausch, d. h. das Volumen des Sauerstoffverbrauchs (VO2) und der Kohlendioxidproduktion (VCO2) in Ruhe und w\u00e4hrend der Belastung. Das Verh\u00e4ltnis zwischen CO2-Produktion und O2-Verbrauch wird als respiratorisches Austauschverh\u00e4ltnis (RER) bezeichnet und stellt die Brennstoffoxidation dar, insbesondere den relativen Beitrag von Kohlenhydraten und Fett zum Energieverbrauch. Bei der reinen Kohlenhydratoxidation entspricht die erzeugte CO2-Menge der verbrauchten O2-Menge (RER=1,0), w\u00e4hrend bei der reinen Fettoxidation das RER 0,7 betr\u00e4gt. Eine gr\u00f6\u00dfere F\u00e4higkeit zur Oxidation von Fett in Ruhe ist wichtig f\u00fcr die metabolische Gesundheit, das Gewichtsmanagement und die K\u00f6rperzusammensetzung, w\u00e4hrend fettleibige Personen mit Insulinresistenz eine beeintr\u00e4chtigte Fettverbrennungseffizienz aufweisen. Dar\u00fcber hinaus ist eine hohe RER in Ruhe pr\u00e4diktiv f\u00fcr die Wiedergewinnung von Fettmasse nach einer di\u00e4tbedingten Verringerung des K\u00f6rpergewichts.<\/p>\n Insgesamt ist der Energiehaushalt ein komplexes Gleichgewicht mit vielen Komponenten, die von Mensch zu Mensch stark variieren k\u00f6nnen. An diesem Gleichgewicht sind komplexe biologische Mechanismen wie Hormone und neuronale Schaltkreise beteiligt, deren St\u00f6rung sich langfristig negativ auf die Stoffwechselgesundheit auswirken kann. Eine chronisch positive Energiebilanz steht zwar im Zusammenhang mit Fettleibigkeit und anderen schweren chronischen Gesundheitsproblemen, kann aber auch f\u00fcr Sportler, die Muskelmasse aufbauen wollen, w\u00fcnschenswert sein. Alle Personen, die eine valide Messung der Energiebilanz anstreben, sollten sich einer Atemanalyse unterziehen, der Goldstandardmethode zur Messung des Energieverbrauchs und damit zur Bestimmung der Energieaufnahme und schlie\u00dflich der Energiebilanz.<\/p>\nReferenzen<\/strong><\/h3>\n
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