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Flashcards in Energieumsatz Deck (27)
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1

Grundumsatz GU

Minimum an Energie, das der Körper für basale Vorgänge benötigt [kJ/kg x h]

Normwerte: 3,8 – 4,2 kJ/ kg x h

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Wirkungsgrad

Anteil an der zugeführten Energie, der tatsächlich genutzt werden kann [%]
Normwert: ca. 25%

3

Brennwert

Die beim Abbau einer Substanz frei werdende Energie [kJ/g]

4

Physikalischer Brennwert

Kohlenhydrate: 17,6 kJ/g
Lipide: 38,9 kJ/g
Proteine: 23 kJ/g

5

Physiologischer Brennwert

Energie, die im Endeffekt vom Körper genutzt werden kann

Kohlenhydrate und Proteine: 17,2 kJ/g
Lipide: 38,9 kJ/g

6

Freizeitumsatz

Täglicher Umsatz bei keiner intensiven körperlichen Betätigung: ca. 8400 bis 9600 kJ

7

Arbeitsumsatz

Energieumsatz bei körperlicher Arbeit, ca. 2 – 10 kJ/ kg x h zusätzlich zu, Freizeitumsatz

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Kalorimetrie

Messung der Energiemenge zur Bestimmung des Energieumsatzes
– direkt: mithilfe der Wärmeabgabe
– indirekt: durch Messung der Atemgase

Energieumsatz = (O2 – Aufnahme/min) x kalorisches Äquivalent [kJ/min]

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Kalorisches Äquivalent

Energiewert, der bei der Oxidation eines bestimmten Stoffes pro Liter O2 gewonnen wird [kJ/ LO2]

KH = 21
Fette = 19,6
Proteine = 18,8
Mischkost = 20

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Respiratorischer Quotient RQ

Quotient aus CO2 Abgabe und O2 Aufnahme

RQ = V(CO2) / V(O2)
Bei Mischkost RQ = ca. 0,82, bei Kohlenhydraten erhöht, bei Fetten und Proteinen gesenkt

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Regulation des Wärmehaushalts

Regelzentrum: kaudaler Hypothalamus
– erhält Informationen von Temperatursensoren, gleicht sie mit Solltemperatur ab und veranlasst Mechanismen zur Wärmebildung oder Wärmeabgabe
– zentrale innere vs periphere äußere Sensoren

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Wärmebildung

‚Abwärme‘

Kurzfristig:
1) verstärkte Muskelaktivität
– willkürlich: Umherlaufen bei Kälte
– unwillkürlich: Muskelzittern (ab der Zitterschwelle), sehr ineffizient
2) Zitterfreie Wärmebildung: Lipolyse im braunen Fettgewebe
3) Gefässkonstriktion der Hautgefässe

Langfristig:
– Zitterschwelle sinkt ab
– Gesteigerter Grundumsatz

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Indifferenztemperatur

Äußerer Temperaturbereich, dem wir als behaglich empfinden
– abhängig von Umgebungstemperatur! Luftfeuchtigkeit, Windgeschwindigkeit, Wärmestrahlung, Bekleidung und Aktivität
– ruhig und unbekleidet, ohne Wind und bei einer etwa 50%igen Luftfeuchtigkeit: zwischen 28 und 32 Grad Celsius

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Mechanismen bei Wärmebelastung

Kurzfristig:
– Dilatation der Hautgefäße
– Schweißproduktion

Langfristig:
– Schweißproduktion bei geringeren Temperaturen
– Veränderung der Schweißzusammensetzung: weniger Elektrolyte –> hypertones Blutplasma –> Gesteigertes Durstgefühl –> größere Trinkmenge –> erhöhtes Plasmavolumen

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Organanteile am Grundumsatz

Muskulatur: 25%
Leber: 25%
Gehirn: 20%
Herz: 10%
Nieren: 5– 10%

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Kalorische Äquivalente

KH: 21
Lipide: 19
Proteine: 20
Mischkost: ca. 20

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Konduktion

Wärmeaustausch mit Gegenständen, die dem Körper direkt anliegen
Bsp.: Auf einem Stuhl sitzen

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Konvektion

Wärmetransport in einem strömenden Fluid
Bsp.: erwärmtes Blut wird mit dem Strom in die Peripherie transportiert

Konvektion sinkt mit steigender Temperatur

19

Wärmestrahlung

Infrarotstrahlung, die zwischen unterschiedlich temperierten Körpern und Gegenständen ausgetauscht wird
Bsp.: Aufnahme von Wärme durch einen erhitzten Naturstein

Wärmestrahlung sinkt mit steigender Temperatur

20

Verdunstung ( Evaporation )

Wasser, das an der Körperoberfläche verdunstet, entzieht dem Körper Wärme. Ist nur möglich wenn der Wasserdampfpartialdruck (ca. 6,3 kPa) der Haut höher ist als der der Luft.
Bsp.: Schwitzen

Verdunstung steigt mit steigender Temperatur

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Verfügbare Energie

In zeitlich verbrauchter Reihenfolge
1) ATP Spaltung
2) Kreatinphosphat
3) anaerobe Glykolyse
4) aerober Stoffwechsel

=> verfügbare Energiemenge im anaeroben Bereich am höchsten

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Volumenaufnahme unter STPD Bedingungen

STPD = Standard Temperature 0 Celsius, Pressure 760 Torr, Dry)

V(O2) [STPD] = V(O2) x 273/Tm x P/760 x (P – PH2O)/ P

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Energieumsatz pro 24h

Bei einem angenommenen RQ von 0,82:

V(O2) [STPD] in L/min x Energ. Äquivalent [kJ/LO2] x 1440 [min]

24

Brutto Wirkungsgrad [%]

Brutto Wirkungsgrad = Leistung [Watt] / Arbeitsumsatz [kJ/min] x 100 [%]

25

Netto Wirkungsgrad [%]

Netto Wirkungsgrad = Leistung [Watt] / Leistungszuwachs [kJ/min] x 100

26

Verhältnis Watt und Joul

1 Watt = 1 J/sec

27

Wieviele kJ sind eine Kilokalorie?

4,18 kJ/ kcal