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Der Energiestoffwechsel ist die Quantifizierung der Energieströme im Körper. Die indirekte Kalorimetrie (Weir-Gleichung) schätzt den Ruheenergieverbrauch (REE) durch Messung des O-Verbrauchs und der CO-Produktion: Diese Gase spiegeln die Oxidation von Substraten wider (Fett: RQ=0,7; Kohlenhydrate: RQ=1,0; Proteine: RQ0,8). Der RQ ermöglicht uns auch Rückschlüsse darauf, welchen Brennstoff der Körper oxidiert.

Die oxidative Phosphorylierung in der mitochondrialen Atmungskette wandelt den von NADH und FADH erzeugten Protonengradienten in ATP um (P/O 2,5 bzw. 1,5). Aerobe Glukose ergibt etwa 3032 ATP im Vergleich zu nur 2 ATP bei der anaeroben Glykolyse: Dies erklärt, warum sich Laktat schnell ansammelt, wenn die O-Versorgung unzureichend ist (Ischämie, hochintensives Training).

Das Kleibersche Gesetz (BMR M^0,75) ist eine der robustesten biologischen Gesetzmäßigkeiten: Der Grundstoffwechsel skaliert nicht mit der Masse (M^1), sondern mit M^0,75, was wahrscheinlich die fraktale Geometrie des Blutverteilungsnetzwerks widerspiegelt. Dies impliziert, dass große Tiere pro Masseneinheit metabolisch effizienter sind, aber insgesamt mehr Energie benötigen.

VO_max (Fick-Gleichung: CO_max × maximale a-v-Differenz) ist die Obergrenze der aeroben Kapazität. Bei untrainierten Probanden ist die Grenze hauptsächlich das maximale Herzzeitvolumen (CO_max 20 L/min); Bei Spitzensportlern spielen auch die Lungendiffusion und die Muskelextraktionskapazität eine Rolle. VO_max ist der beste Prädiktor für Langlebigkeit und Herzfunktionsfähigkeit.

METs ermöglichen es uns, den Energieverbrauch körperlicher Aktivitäten auf praktische Weise zu quantifizieren: Gehen mit 5 km/h 3,5 METs; Laufen Sie mit 10 km/h 10 METs. Auf der Intensivstation kann der REE von kritisch kranken Patienten das 1,2- bis 2-fache des von Harris-Benedict vorhergesagten Werts (Hypermetabolismus) betragen, und die indirekte Kalorimetrie steuert die künstliche Ernährung, um eine Überernährung (Hyperglykämie, Hyperkapnie, Schwierigkeiten beim Entwöhnen vom Beatmungsgerät) zu vermeiden.

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Beschreibung

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