Ruheenergieverbrauch

Der Ruheenergieverbrauch wird häufig synonym zum Grundumsatz verwendet, ist mit diesem aber nicht identisch. Der Grundumsatz wird unter streng standardisierten Bedingungen bestimmt – morgens, nüchtern, nach nächtlicher Ruhe, in liegender Position und im thermoneutralen Bereich. Der Ruheenergieverbrauch lässt weniger strikte Messbedingungen zu und liegt daher um mindestens 10 % über dem Grundumsatz.^[2]

Der Gesamtenergieumsatz setzt sich aus drei Komponenten zusammen:

• Ruheenergieverbrauch – Energie für Grundfunktionen wie Atmung, Kreislauf, Thermoregulation und Zellstoffwechsel
• Nahrungsinduzierte Thermogenese – Energie für Verdauung, Resorption und Verstoffwechselung der Nahrung
• Energieumsatz durch körperliche Aktivität

Beim überwiegend sitzend lebenden Erwachsenen entfallen rund 60–75 % des Gesamtenergieumsatzes auf den Ruheenergieverbrauch.^[2]

Der Ruheenergieverbrauch ist individuell variabel und wird durch mehrere Faktoren bestimmt:

• Fettfreie Masse – wichtigster Einzelprädiktor; stoffwechselaktive Organe wie Leber, Gehirn, Herz und Niere tragen pro Kilogramm deutlich stärker bei als die Skelettmuskulatur
• Alter – Abnahme im höheren Lebensalter, überwiegend durch Verlust an fettfreier Masse
• Geschlecht – bei Männern im Mittel höher als bei Frauen
• Körpergröße und Körperoberfläche
• Hormonstatus – insbesondere Schilddrüsenhormone und Katecholamine
• Körpertemperatur – Anstieg bei Fieber
• Genetische Faktoren

Insgesamt erklärt die fettfreie Masse den größten Teil der interindividuellen Unterschiede.^[1]

Die indirekte Kalorimetrie gilt als Referenzmethode zur Bestimmung des Ruheenergieverbrauchs.^[1] Gemessen werden die Sauerstoffaufnahme (V̇O₂) und die Kohlendioxidabgabe (V̇CO₂), aus denen der Energieumsatz nach der Weir-Formel berechnet wird: $${\displaystyle REE[kcal/d]=(3,941\times V{O}_2[l/min]+1,106\times VC{O}_2[l/min])\times 1440}$$

Der respiratorische Quotient (RQ = V̇CO₂/V̇O₂) erlaubt zusätzlich Rückschlüsse auf die Substratverwertung: Werte um 0,7 sprechen für eine überwiegende Fettoxidation, Werte um 1,0 für eine überwiegende Kohlenhydratoxidation. Für ein valides Ergebnis sollte die Messung morgens, nüchtern, nach mindestens 30 Minuten körperlicher Ruhe und in thermoneutraler Umgebung erfolgen.

Neben der indirekten Kalorimetrie stehen weitere Methoden zur Verfügung, die jeweils spezifische Vor- und Nachteile aufweisen:

Steht keine Kalorimetrie zur Verfügung, wird der Ruheenergieverbrauch anhand von Schätzformeln aus anthropometrischen Daten abgeschätzt. Als aktuelle Referenzgleichung dient die Müller-Formel (2004), die an einer großen deutschen bzw. europäischen Erwachsenenkohorte entwickelt wurde und ältere, an US-amerikanischen oder kleineren Kollektiven abgeleitete Formeln wie die Harris-Benedict-Gleichung (1919) und die Mifflin-St-Jeor-Gleichung (1990) ablöst.^[3] Sie wird u.a. von der Deutschen Gesellschaft für Ernährung (DGE) zur Abschätzung des Ruheenergieverbrauchs herangezogen:^[4] $${\displaystyle Frauen:(0,047\times Gewichtinkg-0,01452\times AlterinJahren+3,21)\times 239}$$

$${\displaystyle M\ddot{a}nner:(0,047\times Gewichtinkg+1,009-0,01452\times AlterinJahren+3,21)\times 239}$$

Aus dem Ruheenergieverbrauch lässt sich durch Multiplikation mit dem PAL-Wert der Gesamtenergiebedarf abschätzen.

Auch die Müller-Formel liefert nur Näherungswerte; Schätzformeln treffen den kalorimetrisch gemessenen Umsatz im Einzelfall unterschiedlich gut.^[5] U.a. bei Adipositas überschätzen Schätzformeln den tatsächlichen Ruheumsatz teils um mehr als 200 kcal/d – in solchen Fällen ist die kalorimetrische Messung vorzuziehen.^[2]

Der Ruheenergieverbrauch ist stark von der fettfreien Masse abhängig und daher individuell sehr variabel. Als grobe Richtwerte für Erwachsene gelten:

• absolut: ca. 1.300–1.700 kcal/d
• gewichtsbezogen: etwa 20–25 kcal/kg Körpergewicht/d

Der Ruheenergieverbrauch bildet die Grundlage zur Berechnung des individuellen Energiebedarfs. Der Gesamtenergiebedarf ergibt sich durch Multiplikation mit einem Aktivitäts- bzw. Stressfaktor und ist zentral für die Ernährungstherapie.

In der Intensivmedizin wird die kalorimetrische Bestimmung des Ruheenergieverbrauchs empfohlen, um eine bedarfsgerechte Ernährung sicherzustellen und sowohl Über- als auch Unterernährung kritisch kranker Patienten zu vermeiden.

Bei der Behandlung der Adipositas ist die genaue Kenntnis des Ruheumsatzes für die Planung einer negativen Energiebilanz bedeutsam. Im Rahmen einer Gewichtsabnahme sinkt der Ruheenergieverbrauch häufig stärker ab, als es allein durch den Massenverlust zu erwarten wäre (adaptive Thermogenese).

Ein erhöhter Ruheenergieverbrauch (Hypermetabolismus) findet sich unter anderem bei Fieber, Sepsis, Verbrennungen und Hyperthyreose. Ein erniedrigter Umsatz kann bei Hypothyreose, im Hungerzustand oder bei Kachexie auftreten.

• Biesalski HK et al. Ernährungsmedizin. 5. Aufl. Thieme; 2018.
• Silbernagl S, Despopoulos A. Taschenatlas Physiologie. 9. Aufl. Thieme; 2018.