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Medizin

Studie: Energiestoffwechsel des Menschen verändert sich im Verlauf des Lebens, aber anders als erwartet

Montag, 16. August 2021

/VectorMine, stock.adobe.com

Durham/North Carolina – Menschen benötigen, bezogen auf ihr Körpergewicht in den ersten Lebens­monaten die meiste Energie. Der Verbrauch lässt bis zum frühen Erwachsenenalter langsam nach, erreicht dann aber ein Plateau, das bis um das 60. Lebensjahr anhält. Danach sinkt der Energieverbrauch langsam aber stetig.

Diese für Experten und Laien gleichermaßen überraschenden Ergebnisse liefert die Untersuchung von mehr als 6.000 Menschen mit der „Doubly Labeled Water“-Methode, die ein internationales Forscher­team jetzt in Science (2021; DOI: 10.1126/science.abe5017) vorstellt.

Die „Doubly Labeled Water“-Methode ist derzeit der Goldstandard zur Bestimmung des Energiever­brauchs eines Menschen. Es ist eine Variante der indirekten Kalorimetrie, die den Sauerstoffverbrauch über die Kohlendioxidabgabe ermittelt (CO2 entsteht im Körper ausschließlich bei der Energieerzeugung in der Mitochondrien). Dazu trinkt der Proband zu 2 Zeitpunkten eine bestimmte Menge Wasser, dessen Sauerstoffmoleküle teilweise aus dem Isotop O18 und dessen Wasserstoffmoleküle teilweise aus dem Isotop Deuterium bestehen.

Das Sauerstoffisotop O18 wird später als Bestandteil von CO2 in der Atemluft gemessen, als Marker für den Energieverbrauch. Da Wasser auch über andere Flüssigkeiten verloren geht, wird der Wert um die Ausscheidung des Deuteriums im Urin korrigiert. Die Methode ist sicherlich nicht ideal, aber es gibt keine bessere.

Der wichtigste Nachteil der „Doubly Labeled Water“-Methode ist, dass sie – wegen der Markierung des Wassers mit O18 und Deuterium – sehr teuer ist und selten durchgeführt wird. Die Forscher aus den verschiedenen Ländern teilen ihre Ergebnisse deshalb über die DLW-Database („Doubly Labeled Water“) der internationalen Atomenergie-Organisation in Wien.

Herman Pontzer von der Duke University in Durham/North Carolina hat zusammen mit Kollegen aus 29 Ländern jetzt die Untersuchungsergebnisse von 6.421 Personen ausgewertet, die bei der Untersuchung zwischen 8 Tage und 95 Jahre alt waren. Untersuchungsziel waren die Veränderungen des Energiestoff­wechsels im Verlauf des Lebens. Die Forscher fanden vier Lebensphasen des Energiestoffwechsels.

Phase 1 umfasst den Zeitraum von der Geburt bis etwa zum Alter von einem Jahr. Nach den Untersuch­ungs­ergebnissen verbraucht ein Mensch bei der Geburt – bezogen auf sein Körpergewicht – in etwa so viel Energie wie ein Erwachsener.

Danach steigt der Energieverbrauch kontinuierlich an. Säuglinge im Alter zwischen 9 und 15 Monaten verbrauchen pro Tag und Kilo Körpergewicht 50 % mehr Energie als Erwachsene. Der Energieverbrauch ist höher als bei Teenagern (die zum Erstaunen vieler Erwachsener große Mengen Nahrung verzehren können ohne zuzunehmen) oder bei Schwangeren (die nach dem Volksmund „für 2 essen“ müssen).

Ein Grund für den enormen Energiehunger von Säuglingen dürfte das schnelle Körperwachstum und die Entwicklung der Organe im ersten Lebensjahr sein. Laut den Forschern erklärt dies allerdings nicht den gesamten Mehrbedarf. Möglicherweise sei die zunehmende körperliche Aktivität des Säuglings ein weiterer Grund.

Klären kann die Studie die Hintergründe des vermehrten Energiebedarfs nicht, hierzu wären eingeh­endere Untersuchungen notwendig, die ethisch nicht vertretbar wären. Mediziner wissen allerdings seit langem, dass Kinder, die als Säuglinge nicht genug Nahrung erhalten, häufig in der Entwicklung zurückbleiben und den Nachteil später oft nicht aufholen. In ärmeren Ländern ist das „Stunting“ eine wichtige Ursache der Kindersterblichkeit.

Phase 2 umfasst das Alter von 1 bis etwa 20 Jahren. In dieser Zeit nimmt der Energieverbrauch jährlich um etwa 2,8 % ab. Auch der Wachstumsschub in der Pubertät hatte keinen Einfluss auf diesem Trend. Ein Anstieg, der auch den auffallenden Heißhunger der Teenager erklären würde, wurde nicht beobachtet. Dass sie trotz abnehmendem Energieverbrauch oft nicht an Gewicht zulegen, muss andere Gründe haben.

Phase 3 reicht etwa vom 20. bis zum 60. Lebensjahr. In dieser Zeit bleibt der Energieverbrauch nach den Ergebnissen der Studie in etwa konstant – ungeachtet dem Rückgang der körperlichen Leistungsfähig­keit, der etwa ab dem 30. Lebensjahr einsetzt.

Auch die kontinuierliche Gewichtszunahme, die viele Menschen ab dem mittleren Lebensalter an sich beobachten, lässt sich nicht auf einen Rückgang des Energiestoffwechsels schieben. Nicht der Kalorien­verbrauch des Körpers ist vermindert. Die Gewichtszunahme dürfte eher darauf zurückzuführen sein, dass die Kalorienzufuhr insgesamt zu hoch ist.

Auch ein Einfluss der Menopause auf den Energieverbrauch war den Forschern zufolge nicht feststellbar. Dass viele Frauen in dieser Phase stark an Gewicht zulegen, lässt sich aus den Ergebnissen der Studie nicht erklären. Auch Schwangere haben keinen erhöhten Energiebedarf – wenn ihr Körpergewicht und damit das Stadium der Schwangerschaft berücksichtigt werden.

Phase 4 beginnt etwa im Alter von 60 Jahren. Der Energieverbrauch sinkt jetzt kontinuierlich um etwa 0,7 % pro Jahr, so dass Menschen im Alter von 90 Jahren etwa 26 % weniger Energie benötigen (und damit sicherlich auch weniger essen müssen).

Ein Grund für den Rückgang dürfte der Verlust von Muskelmasse sein, zu dem es mit zunehmendem Alter kommt, da Muskeln mehr Kalorien verbrennen als Fettgewebe. Das ist jedoch nicht die alleinige Erklärung. Auch unter Berücksichtigung der schwindenden Muskelmasse war ein Rückgang des Energieverbrauchs nachweisbar.

© rme/aerzteblatt.de

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