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Erfassen körperlicher Aktivität über den Energieverbrauch

Direkte Kaloriemetrie - Messung der Wärmeabgabe

Die direkte Kaloriemetrie misst die bei körperlicher Aktivität entstandene Wärme. Ein Raumkaloriemeter nimmt die Temperaturveränderung des aus dem Raum eingehenen und ausgehenen Wassers auf und berechnet daraus die Wärme (218).

Die Methode der direkten Kaloriemetrie ist äußerst aufwendig und daher nur wenigen Fragestellungen vorbehalten.

Indirekte Kaloriemetrie - Messung der Sauerstoffaufnahme und Kohlendioxidabgabe

Die indirekte Kaloriemetrie berechnet den Energieverbrauch aus der Sauerstoffaufnahme und gegebenenfalls der Kohlendioxidabgabe. Es werden geschlossene und offene Messsysteme unterschieden.

Geschlossenes Messsystem

Beim geschlossenen System wird die Inspirationsluft aus einem mit Sauerstoff gefüllten Spirometer entnommen. Der CO2-Gehalt der Exspirationsluft wird in einer Atemkalkpatrone absorbiert, so dass nur der restliche Sauerstoff in den Spirometer zurückgelangt. Die Differenz zwischen der Ausgangsmenge und der Endmenge zeigt den Sauerstoffverbrauch während der körperlichen Aktivität an.

Offenes Spirometriemessgerät Quark b2 (Cosmed, Italien)

Offenes Messsystem

Die Inspirationsluft ist die normale Umgebungsluft mit ihren bekannten Anteilen an Sauerstoff und Kohlendioxid. Aus der aufgefangenen Exspirationsluft werden die Anteil der beiden Gase bestimmt. Dies geschieht bei den unterschiedlichen Messsystemen über chemische Gasanalysatoren oder Infrarotsensoren. Die jeweilige Differenz ergibt die Sauerstoffaufnahme bzw. Kohlendioxidabgabe, mit deren Hilfe der Kalorienverbrauch berechnet werden kann.

Doubly Labeled Water

Die Doubly Labeled Water Methode berechnet den Energieverbrauch über die Kohlendioxidabgabe. Hierzu wird eine bestimmte Menge Wasser mit markierten Wasserstoff- und Sauerstoffisotopen oral zugeführt. Während die Wasserstoffisotope den Körper über verschiedene Flüssigkeiten verlassen (Schweiß, Urin, Atmung), binden sich die Sauerstoffisotope neben Wasserstoff auch an Kohlenstoffionen und verlassen den Körper über Kohlendioxid. Hieraus ergibt sich für die Sauerstoffisotope eine wesentlich höhere Eliminationsrate als für die Wasserstoffisotope. Die Differenz zwischen den ausgeschiedenen und verbleibenen Isotopen ermöglicht die Berechnung der Kohlendioxidabgabe und des einhergehenden Energieverbrauchs innerhalb eines bestimmten Zeitraumes.

Aufgrund des hohen Kosten- und Geräteaufwandes wird diese Methode nur in besonderen Fragestellungen verwendet.