Kalorienrechner: so berechnest du deinen Kalorienbedarf

Kalorienrechner

Einleitung

Für viele Sportler ist es immer mehr zum Trend geworden, die täglich zugeführten Kalorien zu „tracken“. Doch woher weiß man eigentlich, wie viele Kalorien der Körper zum Muskelaufbau oder Fettabbau benötigt? Um diesen Kalorienverbrauch abzuschätzen, kann man sogenannte „Kalorienrechner“ nutzen. Auch Rocka Nutrition bietet einen Kalorienrechner an. Im heutigen Blog soll es einmal rund um diese Rechner und deren Aussagekraft gehen.

Kalorienbedarf - wie viel Energie benötigt der Körper?

Zunächst werden einmal grundlegende Terminologien sowie ein mögliches Rechenbeispiel zum besseren Verständnis der Funktionsweise der Kalorienrechner erklärt. Der BMI ist in der Regel im Breitensport zur Beurteilung des Gewichts gut anwendbar (vgl. Tab. 1). So sollte das Körpergewicht bei einer ausgewachsenen Person konstant im empfohlenen Rahmen liegen (Normalbereich: 18,5-24,9 kg/m2), nichtsdestotrotz je nach Körperbau aber kritisch hinterfragt werden. Zudem kann die Berechnung des Gesamtenergieumsatzes eine ungefähre Aussage über den individuellen Energiebedarf liefern. Die Berechnung setzt sich jedoch wie folgt zusammen: Gesamtenergieumsatz=Grund-+Leistungsumsatz (Arbeit, Freizeit und Training).

Tab. 1: Gewichtseinteilung anhand des BMI (modifiziert nach [12])

Gewichtskategorie	BMI (in kg/ m2)
Untergewicht	·       <18,5
Normalgewicht	·       18,5-24,9
Übergewicht	·       25-29,9
Adipositas	·       ≥30

Der Grundumsatz (GU) ist der Energieumsatz eines Menschen zur Aufrechterhaltung aller Körperfunktionen. Die Höhe des Grundumsatzes kann mittels der Faustformel mit 1kcal/kg Körpergewicht/Stunde für den Mann und mit 0,9 kcal/kg Körpergewicht/Stunde für die Frau errechnet und dient als Richtwert [3]. Für etwas genauere Abschätzungen des GU einer Person können die Berechnung nach Harris und Benedict aus dem Jahr 1919 verwendet werden (vgl. folgende Tab. 2).

Tab. 2: Grundumsatz berechnen nach Harris und Benedict (1919)

Mann

GU (kcal/Tag) = 66 + (13,8 x Gewicht [kg]) + (5,0 x Größe [cm]) – (6,8 x Alter [Jahre])

Frau

GU (kcal/Tag) = 655 + (9,5 x Gewicht [kg]) + (1,9 x Größe [cm]) – (4,7 x Alter [Jahre])

Der Leistungsumsatz (Physical Activity Level [PAL]) impliziert den zusätzlichen Energiebedarf für besondere physische/physiologische Leistungen. Um den steigenden Energieumsatz zu berücksichtigen, wird der GU mit dem PAL-Faktor multipliziert [9]. Die nachfolgende Tabelle zeigt einige Beispiele für die durchschnittlichen täglichen Energieumsätze bei unterschiedlichen Berufs-und Freizeittätigkeiten.

Tab. 3: PAL-Werte bei unterschiedlichen Berufs-und Freizeittätigkeiten von Erwachsenen (modifiziert nach [3])

Arbeitsschwere und Freizeitverhalten	PAL-Faktor	Beispiele
Unter Grundumsatz	0,95	Schlaf
ausschließlich sitzende/liegende Lebensweise	1,2	alte, gebrechliche Menschen
ausschließlich sitzende Tätigkeit, wenige oder keine anstrengenden Freizeitaktivitäten	1,4-1,5	Bürotätigkeit, Feinmechaniker
sitzende Tätigkeit + zeitweise Energieaufwand für gehende oder stehende Tätigkeiten	1,6-1,7	Laboranten, Kraftfahrer, Studierende, Fließbandarbeit
überwiegende gehende oder stehende Tätigkeit	1,8-1,9	Verkäufer, Kellner, Mechaniker, Handwerker
körperlich anstrengende berufliche Tätigkeit	2,0-2,4	Bauarbeiter, Landwirte, Wald- oder Bergarbeiter, Sportler

Für die sportliche Aktivität (30-60 Min. je Einheit, 4- bis 5-mal pro Woche) können pauschal 0,3 PAL-Einheiten pro Tag zusätzlich hinzugerechnet werden [3]. Kreider et al. [7] haben den Energieumsatz pauschal für den Breitensportler zusammengefasst (vgl. Tab. 4).

Tab. 4: Pauschaler Energieumsatz für den Breitensportler (modifiziert nach [7])

	Breitensportler/ Fitness-Sportler
Trainingsumfang	ca. 30-40 min/Einheit, 3 Einheiten/Woche
Energie/Tag	25-35 kcal/kg KG (ca. 1800-2400 kcal/d für einen 50-80 kg schweren Sportler)
Energie/Training/Stunde	ca. 200-400 kcal

Bei wettkampforientierten Breitensportlern empfiehlt sich hingegen aufgrund der höheren Belastungsumfängen einen sportartspezifischen Verbrauch (Trainingsumsatz) zu ermitteln (vgl. Tab. 5). Vom Trainingsumsatz muss dann der jeweilige PAL-Wert abgezogen werden, da nun die spezifische Sportart anstelle der Alltagsaktivität durchgeführt wird [9].

Tab. 5: Kalorienverbrauch Sport für verschiedene Sportarten pro Stunde (modifiziert nach [10])

Energieumsatz pro Stunde und  kg Körpergewicht	sportliche Belastungsart
6-7 kcal/kg/h	Kanu, Badminton, Tennis
8-9 kcal/kg/h	Reiten, Krafttraining, Hockey, Fußball, Basketball, Aerobic
10-11 kcal/kg/h	Tanzen. Schwimmen, Judo
12-13 kcal/kg/h	Laufen (5 Min./km), Radfahren (35 km/h), Boxen, Squash

Im Folgenden wird eine Beispielrechnung für eine Büroangestellte durchgeführt: Eine Büroangestellte (23 Jahre, 1,70 m und 60 kg) führt eine ausschließlich sitzende berufliche Tätigkeit (8 Stunden) aus. In ihrer Freizeit sitzt sie ebenfalls überwiegend und steht nur zeitweilig. Zusätzlich absolviert sie 3-mal wöchentlich jeweils 60 Minuten Krafttraining, deshalb werde zu ihrem PALFreizeit-Wert noch pauschal 0,1 für jede Stunde Sport addiert (3 x 0,1 = 0,3). Ihre Schlafdauer beträgt im Durchschnitt 8 Stunden. Somit verfallen 8 Stunden (24 Stunden – 8 Stunden Arbeit – 8 Stunden Schlaf) auf die Freizeitaktivitäten.

 

Grundumsatz (nach Harris und Benedict, 1919):

GU: 655 + (9,5 x 60 kg) + (1,9 x 170 cm) – (4,7 x 23 Jahre) = 1.440 kcal

Formel des individuellen Gesamtenergiebedarfs:

Gesamtenergiebedarf = Grundumsatz x PALGesamt-Wert

= 1.440 kcal x 1,42 = 2044 kcal pro Tag

Wie Aussagekräftig ist dieser Gesamtwert nun?

Der ermittelte Wert kann als Orientierung gesehen werden, liefert jedoch nur eine grobe Schätzung. Die Formel neigt teilweise dazu den Kalorienbedarf – insbesondere bei übergewichtigen Personen – zu überschätzen. Daher sollte es als Richtwert für einen bestimmten Zeitraum von beispielsweise 2-4 Wochen gesehen werden, in dem das Gewicht und die Körperumfänge regelmäßig kontrolliert werden. So dass man am Ende nicht die unerwünschte Quittung erhält, da man es eventuell zu gut mit den Kalorien gemeint hat. Der Energiebedarf ist gedeckt, wenn die Körpermasse über einen relativ langen Zeitraum nur geringen Schwankungen unterliegt. Je nachdem wie die genauen Ziele aussehen, können die ermitteln Zahlen auf bestimmte Ziele im weiteren Verlauf angepasst werden:

• um (magere) Masse aufzubauen: ca. 10-20 % dem oben ermittelten Wert an Kalorien hinzufügen
• um (Fett-) Masse abzubauen: ca. 10-20 % dem oben ermittelten Wert an Kalorien abziehen

Was ist eigentlich eine Kalorie? Und wie kommt es zu den Abweichungen?

Eine Kalorie ist die Energiemenge, die erforderlich ist, um ein Gramm Wasser um 1 Grad Celcius zu erwärmen [13]. Daran kann sich grundsätzlich auch erst einmal nichts ändern, unabhängig davon aus welchem energieliefernden Stoff die Kalorie gewonnen wird (vgl. Tab. 6).

Daraus ergibt sich häufig folgende Idee: Dass man unabhängig von der Makronährstoffzusammensetzung mit 2 identisch hyperkalorischen bzw. hypokalorischen Ernährungsweisen eine gleiche Gewichtszunahme oder eine äquivalente Gewichtsreduktion erreichen kann. Der Unterschied ist jedoch, wie geht der Körper mit den jeweilig zugeführten Kalorien um? Nach der Nahrungsaufnahme benötigt der Körper grundsätzlich erst einmal mehr Energie, aufgrund der anschließenden Stoffwechselprozesse, um die zugeführte Mahlzeit verwertbar zu machen [8]. Jeder dieser drei Makronährstoffe liefert also dem Organismus nicht nur Energie, sondern verbraucht auch solche bei den notwendigen Prozessen, welche in Form von Hitze abgegeben wird. Dieser Effekt wird nahrungsabhängige Thermogenese oder „thermic effect of food“ (TEF) genannt. Der TEF ist für die genannten drei Nährstoffe unterschiedlich [6].

• Protein (20-30 %)
• Kohlenhydrate (4-8 %)
• Fett (2-4 %)

Bei den Proteinen kann dieser Effekt sogar bis zu 18 Stunden anhalten. Da der Betriebsstoffwechsel zur Aufrechterhaltung bei proteinreicher Kost mehr Energie benötigt als bei fett-oder kohlenhydratbetonter Kost [4]. Weiterhin sollte nicht sollte nicht unerwähnt bleiben, dass es neben dem TEF noch weitere Mechanismen im Organismus gibt, welche zu einer erhöhten Thermogenese führen können:

• unwillkürliche kurzzeitige Muskelaktivitäten (non-exercise activity thermogenesis, NEAT), wie z. B. ständiges Wippen, Zappeln oder permanente Unruhe,
• Koffein, grüner Tee,
• Rauchen (Nikotin) sowie
• (krankhaft) erhöhte Spiegel an Schilddrüsenhormonen

Was bedeutet das für die Praxis?

Wenn man nun beispielsweise 2000 Kalorien rein in Form von Proteinen zuführt, verglichen mit 2000 Kalorien, welche rein in Form von Kohlenhydraten zugeführt werden. Bei der Proteinvariante bleiben bei 2000 Kalorien noch 1400 Kalorien übrig (wenn man von den 30 Prozent ausgeht), welche der Körper dann tatsächlich nutzen kann. Bei der Kohlenhydratvariante wären es mehr als 1800 Kalorien, die der Körper noch nutzen kann. Neben des höherem Sättigungseffekts und der positiven Stickstoffbilanz macht daher eine proteinreiche Ernährung während einer kalorienreduzierten Diät Sinn, um den TEF zu nutzen. In einer Aufbauphase kann dieser Effekt jedoch nachteilig sein, daher sollte die Proteinzufuhr deutlich herunter gesetzt und lediglich der Bedarf gedeckt werden [1].

Fitnessuhr – sinnvolle Alternative zum Kalorienrechner?

Häufig werden in diesem Zusammenhang Kalorien-Tracker genannt, welche den Kalorienverbrauch exakter ermitteln sollen. Es gibt die Fitnessuhren mittlerweile wie Sand am Meer und sie sind in jeder Preisklasse mit größten technischen Raffinessen zu erhalten. Doch wie genau sind sie wirklich? Dieser Frage gingen Wallen et al. (2016) nach. Die Ergebnisse sind jedoch relativ ernüchternd und zeigen, dass die Uhren lediglich preisintensive Pulsmesser darstellen. Da nur die Bestimmung des Pulses bzw. der Herzschlagfrequenz nach den Messergebnissen verlässlich waren [11]. Anders sieht es hinsichtlich der Messung des Energieumsatzes aus. Die Abweichungen vom tatsächlichen Energieumsatz betragen bis zu 43 %. Solche enormen Messabweichungen können natürlich erhebliche Auswirkungen auf das Endziel haben. Eine weitere Untersuchung, welche sich mit den Fitnessuhren beschäftigte, konnte feststellen, dass die höchsten Fehlerraten bei individuellen Aktivitäten – insbesondere beim Krafttraining – auftraten [2].
Da die Uhren ebenfalls nicht das Anpassungsvermögen und die Veränderungen des Stoffwechsels erfassen können, reichen auch hier nicht die biometrischen Daten sowie die Belastungsdauer und der Puls aus, um den Energiestoffwechsel adäquat zu erfassen.

Makros & Mikros

Zum Ende sollte nicht unerwähnt bleiben, dass unabhängig davon, ob man seinen Tagesbedarf mit einer Kalorienrechner App oder einem Kalorienzähler Online ermittelt, die nicht energieliefernden Nährstoffe in von Form von Vitaminen, Mineralstoffen und Wasser eine nicht untergeordnete Rolle spielen sollten. Beispielsweise bliebe die größte Menge an Kohlenhydraten relativ wirkungslos, wenn nicht ausreichend Kalium zur Verfügung steht, um das Glykogen in der Muskulatur zu speichern [5] oder Vitamin B1, welches als Coenzym wirkt und maßgeblich am Kohlenhydratstoffwechsel beteiligt ist, fehlt [4]. Somit bliebe jede Diät wirkungslos, trotz noch so akribischer Einhaltung der exakten Makronährstoffzufuhr. Daher sollten im heutigen IIFYM-Zeitalter die Mikronährstoffe nicht vernachlässigt werden, nur, weil sie keine direkten Kalorien liefern.

Fazit

Das führt zu dem Ergebnis, dass der Energierechner eine gute Orientierung für den Kalorienbedarf darstellt. Unabhängig davon nach welcher noch so hochkomplexen Formel der Rechner nun einmal programmiert worden ist, sind Anpassungen im Nachhinein jedoch häufig notwendig. Der Kalorienrechner von Rocka Nutrition bietet jedoch eine gute Basis zu einer zielführenden Kalorienmenge. Daher sollte es als Richtwert für einen bestimmten Zeitraum (2-4 Wochen) gesehen werden. In dieser Zeit sollten sowohl das Gewicht als auch die Körperumfänge regelmäßig kontrolliert werden, damit der Tagesbedarf (Kalorien) rechtzeitig angepasst werden kann.

Literaturverzeichnis

1: Antonio, J., Peacock, C.A., Ellerbroek, A., Fromhoff, B. & Silver, T. (2014). The effects of consuming a high protein diet (4.4 g/kg/d) on body composition in resistance-trained individuals. Journal of the International Society of Sports Nutrition, 11, 19.

2: Bai, Y., Welk, G.J., Nam, Y.H., Lee, J.A., Lee, J.-M., Kim, Y. et al. (2016). Comparison of Consumer and Research Monitors under Semistructured Settings. Medicine and Science in Sports and Exercise, 48 (1), 151–158.

3: Deutsche Gesellschaft für Ernährung [DGE], Österreichische Gesellschaft für Ernährung [ÖGE], Schweizerische Gesellschaft für Ernährungsforschung [SGE] & Schweizerische Vereinigung für Ernährung [SVE]. (2013). Referenzwerte für die Nährstoffzufuhr (1. Aufl., 5. überarb. Nachdruck.). Neustadt an der Weinstraße: Umschau.

4: Geiss, K. R. & Hamm, M. (2000). Handbuch Sportler-Ernährung (2. Aufl.). Behr's: Hamburg.

5: Hahn, A., Ströhle, A. & Wolters, M. (2005). Ernährung. Physiologische Grundlagen, Prävention, Therapie. Stuttgart: Wissenschaftliche Ver- lagsgesellschaft.

6: Jéquier, E. (2002). Pathways to obesity. International Journal of Obesity and Related Metabolic Disorders: Journal of the International Association for the Study of Obesity, 26 Suppl 2, S12–17.

7: Kreider, R.B., Wilborn, C.D., Taylor, L., Campbell, B., Almada, A.L., Collins, R. et al. (2010). ISSN exercise & sport nutrition review: research & recommendations. Journal of the International Society of Sports Nutrition, 7 (1), 7.

8: Kreymann, K. (2004). Energiehaushalt. In H. K. Biesalski & Bischoff, S. C. & Puchstein, C. (Hrsg.), Ernährungsmedizin. Nach dem Curriculum Ernäh- rungsmedizin der Bundesärztekammer (3. Aufl., S. 37–38). Stuttgart: Thieme.

9: Raschka, C. & Ruf, S. (2015). Sport und Ernährung: Wissenschaftlich basierte Empfehlungen, Tipps und Ernährungspläne für die Praxis (2. Aufl.). Stuttgart: Thieme.

10: Schek, A. (2013). Ernährung im Top-Sport: aktuelle Richtlinien für Bestleistungen. Wiesbaden: Umschau Zeitschriftenverlag.

11: Wallen, M.P., Gomersall, S.R., Keating, S.E., Wisløff, U. & Coombes, J.S. (2016). Accuracy of Heart Rate Watches: Implications for Weight Management. PloS One, 11 (5), e0154420.

12: World Health Organization. (2000). The problem of overweight and obesity. In World Health Organisation (Hrsg.), Obesity : preventing and managing the global epidemic : report of a WHO consultation. Geneva (S. 5-37): World Health Organization.

13: Berg, J.M., Tymoczko, J.L. & Stryer, L. (2009). Stryer Biochemie. (B. Häcker, A. Held, C. Lange, K. Mahlke, G. Maxam, L. Seidler et al., Übers.) (6. Aufl. 2007, korr. Nachdruck 2010.). Heidelberg u.a.: Spektrum Akademischer Verlag.