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Energieumsatz

Skripte
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Einführung

Ernährung: Energieumsatz
Abb. 1: Akku leer? Dann muss aufgeladen werden
- genau wie beim Menschen
Ernährung: Energieumsatz
Abb. 1: Akku leer? Dann muss
aufgeladen werden - genau wie beim Menschen
Ein Moment, der vielen Menschen Sorgen bereitet: Du bist gerade unterwegs und der Akku deines Smartphones macht schlapp. Dabei müsstest du doch noch schnell auf Google Maps den Weg suchen oder der besten Freundin zurückschreiben. In solchen Momenten hilft es nur den Akku wieder aufzuladen.
Aber was tun wir Menschen, wenn unser Akku nachlässt und wir schlapp machen? Dann essen wir. Nahrung ist der Strom, der unseren Akku wieder lädt. Wie die Nahrung das bewerkstelligt und wo die ganze Energie hinfließt, nachdem wir sie aufgenommen haben, wollen wir uns in diesem Skript einmal näher anschauen.

Was passiert mit der Nahrung?

Die Hauptenergieträger in unserer Nahrung sind Fette und Kohlenhydrate. Sie werden bei der Verdauung in ihre grundlegenden Bausteine, wie z.B. den Traubenzucker oder Fettsäuren, zerkleinert. Im Darm werden diese Stoffe dann aufgenommen und an die Zellen verteilt.
In den Zellen gibt es bestimmte Zellorganelle, die Mitochondrien. Sie funktionieren ähnlich wie ein Kraftwerk. Die Energieträger werden also nach und nach in Energie umgewandelt.
Dabei werden verschiedene Energieformen ineinander umgewandelt. In den chemischen Stoffen ist die Energie in Form von chemischer Energie gespeichert. Wird diese Energie beim Abbauen freigesetzt, dann kann sie für andere Zwecke verwendet werden. Benutzen wir die Energie z.B. beim Basketball spielen und bewegen uns viel, dann wandeln wir sie in mechanische Energie, also die Energie der Bewegung, um. Dabei wird uns auch warm. Es geht also immer ein Teil der Energie als thermische Energie, also Wärme, verloren.
Ernährung: Energieumsatz
Abb. 2: Umwandlung von Energie
Ernährung: Energieumsatz
Abb. 2: Umwandlung von Energie

Die Einheit der Energie

Energie wird in Kilojoule (kJ) gemessen. Ein erwachsener Mensch benötigt ungefähr $8\,000$ kJ Energie pro Tag. Das ist eine ganze Menge Energie. Um dir das etwas anschaulicher zu machen, betrachten wir einen Kran. Die Energie, die ein Kran benötigt um ein $50\,\text{kg}$ schweres Gewicht $20\,\text{m}$ in die Höhe zu heben, beträgt gerade einmal $100$ kJ. Der Tagesbedarf eines Menschen würde also ausreichen, um dasselbe Gewicht $1,6\,\text{km}$ in die Luft zu heben.
Vielleicht kennst du noch die Energieangabe Kilokalorien (kcal). Das ist eine alte Energieangabe, die $1948$ zu Gunsten der Einheit Joule abgeschafft wurde. Heutzutage steht sie noch in vielen Nährwerttabellen auf Nahrungsmitteln.

Verwendungszwecke der Energie

Jetzt haben wir geklärt, woher die Energie kommt. Was können wir damit aber anstellen? Ein Beispiel haben wir ja eben schon genannt: Wir können damit Basketball spielen.

Der Antrieb im Alltag

Bewegung zählt zum sogenannten Betriebsstoffwechsel. Das ist die Energie, die wir für die Tätigkeiten des Alltags benötigen. Dabei verbrauchen wir Energie nicht nur bei der Bewegung. Auch Denken kostet uns Energie. Deshalb fühlst du dich nach Klassenarbeiten oder langem Lernen auch manchmal so ausgelaugt. Du bist vielleicht keinen Marathon gelaufen, aber dein Gehirn hat einen Lernmarathon hinter sich.
Vielleicht kennst du das auch: Du hast dein Smartphone frisch geladen und es lag den ganzen Tag in deiner Tasche und du hast es nicht benutzt, aber der Akkustand ist trotzdem auf $92\,\%$ gesunken? Unser Körper kennt das Problem ebenfalls. Man nennt das den Grundumsatz. Energie, die wir einfach benötigen, um einen gewissen Standard zu erhalten. Das Gegenteil des Grundumsatzes nennt man Leistungsumsatz.

Damit wir groß und stark werden

Als du auf die Welt kamst, warst du wahrscheinlich kaum einen halben Meter groß. In der Zwischenzeit bist du aber gewachsen und größer geworden. Dazu musst du natürlich Energie in dein Wachstum investieren.
Energie, die wir in das Wachstum investieren, nennt man Baustoffwechsel. Dabei wachsen wir nicht nur in die Höhe, sondern auch unsere Fingernägel und Haare wachsen ständig.
Ein anderes Wachstum, das wir berücksichtigen müssen, ist das Wachstum unserer Haut, wenn wir uns verletzt haben und eine Wunde sich nach und nach wieder schließt. Du siehst, der Baustoffwechsel endet also nie und wird immer benötigt.
Im Gegensatz zum Betriebsstoffwechsel sind für den Baustoffwechsel vor allem Proteine wichtig. Nicht wegen ihres Energiegehalts, sondern wegen ihren Grundbausteinen, den Aminosäuren. Diese sind wichtig für den Bau neuer Stoffe, wie z.B. des Keratins. Aus diesem Stoff bestehen z.B. unsere Fingernägel und Haare.
Die Verwendungszwecke von Energie in deinem Körper haben wir dir noch einmal in einer Abbildung zusammengefasst.
Ernährung: Energieumsatz
Abb. 3: Verwendungszwecke der aufgenommenen Energie
Ernährung: Energieumsatz
Abb. 3: Verwendungszwecke der aufgenommenen Energie
Bildnachweise [nach oben]
[1]
Public Domain
[2]
© 2015 – SchulLV.
[3]
© 2015 – SchulLV.
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