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Ernährungslehre
Energiequellen
Kohlenhydrate
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Fette
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Eiweiße
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Alkohol
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Energiemengen
Joule
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oder
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Kalorien
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4,184
kJ
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=
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1
kcal
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1
kJ
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=
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0,239
kcal
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Brennwerte
der Energieträger
1
g Kohlenhydrate
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17
kJ
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4
kcal
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1
g Fette
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38
kJ
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9
kcal
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1
g Proteine
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17
kJ
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4
kcal
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1
g Alkohol
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30
kJ
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7
kcal
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(kalorimetrische
Brennwerte)
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Energiebedarf
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Der
Energiebedarf des menschlichen Organismus wird durch den Grundumsatz und den Leistungsumsatz bestimmt
Grundumsatz
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ist die Energie
die benötigt wird zur Erhaltung der Körperfunktionen bei
körperlicher und geistiger Ruhe
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Leistungsumsatz
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ist die Energie
die benötigt wird um körperliche und geistige
Tätigkeiten auszuführen (denken, laufen, sitzen)
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Arbeitsumsatz
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ist Grundumsatz
+ Leistungsumsatz
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Erhaltungsumsatz
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ist die Energie
die der Körper in Extremsituationen zum Überleben
benötigt (z.B. Hunger, vor dem Erfrieren)
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Grundumsatz ist
abhängig vom Geschlecht und vom Lebensalter
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Bsp.:
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Mann
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18 Jahre
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7500 kJ
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Frau
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18 Jahre
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6700 kJ
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Mann
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75 Jahre
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5900 kJ
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Frau
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75 Jahre
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5400 kJ
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Leistungsumsatz
hängt vom Ausmaß der verrichteten Arbeit ab
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Bsp.:
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Mann
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70 kg
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im sitzen
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420 kJ / h
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spazieren
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840 kJ / h
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Treppen steigen
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4600 kJ / h
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Dauerlauf (10 km/h)
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10475 kJ / h
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Fenster putzen
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3059 kJ / h
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1
kcal = 4.1868 kJ
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Messmethoden des
Energieumsatzes
direkte
Kalorimetrie
Ausgangssituation:
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Endprodukt aller
Energieumwandlungsprozesse ist Wärme
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Prinzip:
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Messung der direkt
abgegebenen Wärme eines Organismus .
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Aufbau:
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Die vom Organismus
abgegebene Wärme wird mit Hilfe von Kühlwasser abgeleitet und
die Menge und Temperaturdifferenz gemessen.
Zur Kontrolle wir die Menge des abgegebenen Wassers und CO2
und die Menge des aufgenommenen Sauerstoffes gemessen.
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indirekte
Kalorimetrie
| Ausgangssituation: |
Die Stoffmenge
und der Energieumsatz befinden sich im stöchometrischen
Verhältnis.
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Prinzip:
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Berechnung des
Energieumsatzes mit Hilfe des Verbrauchten O2 und gebildeten
CO2
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Problem:
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Im Körper werden
nur Kohlenhydrate und Fette vollständig zu CO2 und H2O
abgebaut. Eiweißstoffe werden nur bis zum Harnstoff abgebaut und
dann mit dem Urin ausgeschieden.
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Brennwert
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physikalischer
Brennwert
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physiologischer
Brennwert
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Energiegehalt im
Kalorimeter
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Energiegehalt der
für den Organismus nutzbar ist
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Kohlenhydrate
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17
kJ / g
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17
kJ / g
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Fette
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39
kJ / g
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39
kJ / g
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Eiweiße
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24
kJ / g
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17
kJ / g
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Respiratorischer Quotient
RQ =
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CO2
- Menge
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(abgegeben)
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O2 -
Menge
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(aufgenommen)
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Ist
der Quotient aus dem abgegebenen Kohlenstoffdioxid (CO2)
und aufgenommener Sauerstoffmenge (Wichtige Größe bei der
Berechnung von Energieumsätzen). Er ist abhängig von der
Aufgenommenen Nahrungsart.
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Kohlenhydrate
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C6H12O6
+ 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O
» RQ =
6 / 6 = 1
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Fett
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2 C57H110O6
+ 163 O2 → 114 CO2 + 110 H2O
»
RQ = 114 / 163 = 0,7
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Eiweiß
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2 CH3CH(NH2)COOH
+ 6 O2 → (NH2)2CO + 5 CO2
+5 H2O » RQ = 5 / 6
= 0,83
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Ammoniak
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CH3CH(NH2)COOH
+ 3 O2 → 3 CO2 + 2 H20 + NH3
» RQ = 3 / 3 = 1
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Mensch
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RQ = 0,85
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