Gesundheit & ErnährungHealth & Nutrition

Metabolismus & StoffwechselMetabolism

Wie Menschen Energie verbrauchen und speichern – und warum der individuelle Stoffwechsel so verschieden ist.How people use and store energy – and why individual metabolism varies so widely.

60–75%
Grundumsatz am GesamtenergiebedarfBasal metabolic rate of total energy
36 ATP
pro Glukosemolekül (aerob)per glucose molecule (aerobic)
±400 kcal
individueller Unterschied im Grundumsatzindividual difference in BMR
37 °C
optimale Körpertemperatur für Enzymeoptimal body temperature for enzymes
EnergiebedarfEnergy Needs

Grundumsatz & GesamtenergiebedarfBasal Metabolic Rate & Total Energy Need

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Grundumsatz (BMR)Basal Metabolic Rate (BMR)

Der Grundumsatz ist die Energiemenge, die der Körper in absoluter Ruhe für lebenserhaltende Funktionen benötigt: Herzschlag, Atmung, Körperwärme, Zellreparatur, Gehirnaktivität. Er macht 60–75 % des gesamten Energiebedarfs aus. Berechnung nach Mifflin-St-Jeor (2005):

Männer: 10 × Gewicht (kg) + 6,25 × Größe (cm) − 5 × Alter + 5
Frauen: 10 × Gewicht + 6,25 × Größe − 5 × Alter − 161The basal metabolic rate is the energy the body needs in absolute rest for life-sustaining functions: heartbeat, breathing, body temperature, cell repair, brain activity. It makes up 60–75% of total energy need. Calculation via Mifflin-St Jeor (2005):

Men: 10 × weight (kg) + 6.25 × height (cm) − 5 × age + 5
Women: 10 × weight + 6.25 × height − 5 × age − 161

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Leistungsumsatz (PAL-Faktor)Activity-based Energy Use (PAL factor)

Der Gesamtenergiebedarf = BMR × PAL (Physical Activity Level):

1,2 – Bettlägerig / kaum Bewegung
1,375 – Leicht aktiv (1–3× Sport/Woche)
1,55 – Moderat aktiv (3–5×/Woche)
1,725 – Sehr aktiv (6–7×/Woche)
1,9 – Extremsport / körperliche Arbeit

Ein 35-jähriger Mann (80 kg, 180 cm) mit moderatem Aktivitätslevel: ~2.400 kcal/Tag Gesamtbedarf.Total energy need = BMR × PAL (Physical Activity Level):

1.2 – Bedbound / little movement
1.375 – Lightly active (1–3× sport/week)
1.55 – Moderately active (3–5×/week)
1.725 – Very active (6–7×/week)
1.9 – Extreme sport / physical work

A 35-year-old man (80kg, 180cm) with moderate activity: ~2,400 kcal/day total need.

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Thermischer Effekt der Nahrung (TEF)Thermic Effect of Food (TEF)

Die Verdauung selbst kostet Energie – der sogenannte postprandiale Thermogenese-Effekt (TEF). Eiweiße haben den höchsten TEF (20–30 % der Kalorien), Kohlenhydrate mittlere TEF (5–10 %), Fette die niedrigsten (0–3 %). Das bedeutet: Proteinreiche Ernährung erhöht den Kalorienverbrauch durch Verdauung erheblich.Digestion itself costs energy – the so-called thermic effect of food (TEF). Proteins have the highest TEF (20–30% of calories), carbohydrates medium TEF (5–10%), fats the lowest (0–3%). This means: protein-rich nutrition significantly increases calorie expenditure through digestion.

Warum Menschen so verschieden sindWhy people differ so much

Individuelle Stoffwechsel­unterschiedeIndividual Metabolic Differences

Nicht jeder Mensch verbrennt Kalorien gleich schnell. Entscheidende Faktoren:Not everyone burns calories at the same rate. Key factors:

Muskeln verbrauchen in Ruhe ~13 kcal/kg/Tag, Fettgewebe nur ~4,5 kcal/kg/Tag. Mehr Muskelmasse = höherer Grundumsatz. Krafttraining erhöht also dauerhaft den Kalorienverbrauch – auch im Ruhezustand (After-Burn-Effekt).Muscles consume ~13 kcal/kg/day at rest, adipose tissue only ~4.5 kcal/kg/day. More muscle mass = higher BMR. Strength training permanently raises calorie expenditure – even at rest (afterburn effect).
Schilddrüsenhormone sind der wichtigste Regulator des Grundumsatzes. Hypothyreose (Unterfunktion) senkt den Grundumsatz um bis zu 30 % und führt zu Gewichtszunahme. Hyperthyreose (Überfunktion) erhöht ihn – mit Gewichtsverlust trotz hoher Kalorienaufnahme.Thyroid hormones are the most important regulators of BMR. Hypothyroidism lowers BMR by up to 30% causing weight gain. Hyperthyroidism raises it – with weight loss despite high calorie intake.
Zwillingsstudien zeigen: Genetik erklärt ca. 40–70 % der Varianz im BMR. Gene beeinflussen Mitochondrienzahl, Enzymaktivitäten und Fettverteilung. Epigenetische Faktoren (Schlaf, Stress, Ernährung) modifizieren die Genexpression – Gewohnheiten können also genetische Nachteile teilweise ausgleichen.Twin studies show: genetics explains ~40–70% of BMR variance. Genes influence mitochondria count, enzyme activities and fat distribution. Epigenetic factors (sleep, stress, diet) modify gene expression – habits can thus partially compensate genetic disadvantages.
Ab ca. 30 Jahren sinkt der Grundumsatz um ~1–2 % pro Dekade – primär durch Muskelschwund (Sarkopenie). Regelmäßiges Krafttraining kann diesen Rückgang erheblich verlangsamen. Neuere Forschung (Pontzer et al., Science 2021) zeigt, dass der Grundumsatz von 20–60 Jahren stabiler ist als bisher angenommen.From ~age 30, BMR declines by ~1–2% per decade – primarily due to muscle loss (sarcopenia). Regular strength training can significantly slow this decline. Recent research (Pontzer et al., Science 2021) shows BMR is more stable from age 20–60 than previously assumed.
Schlechter Schlaf erhöht Cortisol und Ghrelin (Hungerhormon), senkt Leptin (Sättigungshormon). Chronischer Stress führt zu erhöhtem Insulinspiegel und bevorzugter Fetteinlagerung im Bauchraum (viszerales Fett). Schlafdauer unter 6 h pro Nacht verdoppelt das Risiko für Insulinresistenz laut mehreren Studien.Poor sleep raises cortisol and ghrelin (hunger hormone), lowers leptin (satiety hormone). Chronic stress leads to elevated insulin and preferential fat storage in the abdomen (visceral fat). Sleep under 6h per night doubles insulin resistance risk according to multiple studies.
ZellebeneCell level

Mitochondrien – die Kraftwerke der ZelleMitochondria – the powerhouses of the cell

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ATP-SyntheseATP Synthesis

Mitochondrien produzieren ~90 % des zellulären ATPs über die oxidative Phosphorylierung. Die innere Mitochondrienmembran enthält die Elektronentransportkette und ATP-Synthase. Pro Glukosemolekül entstehen aerob ~36 ATP, anaerob nur 2 ATP – weshalb Sauerstoff so entscheidend für Ausdauerleistungen ist.Mitochondria produce ~90% of cellular ATP via oxidative phosphorylation. The inner mitochondrial membrane contains the electron transport chain and ATP synthase. Per glucose molecule, ~36 ATP are produced aerobically, only 2 anaerobically – which is why oxygen is so critical for endurance performance.

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Mitochondriendichte & TrainingMitochondrial density & training

Ausdauertraining erhöht die Mitochondrienzahl und -größe in Muskelzellen (Biogenese) durch PGC-1α-Aktivierung. Mehr Mitochondrien = effizientere Fettverbrennung, höhere aerobe Kapazität, bessere Blutzuckerregulation. Trainierte Muskelzellen können Fette als primäre Energiequelle nutzen – untrainierte sind stärker auf Glukose angewiesen.Endurance training increases mitochondria number and size in muscle cells (biogenesis) via PGC-1α activation. More mitochondria = more efficient fat burning, higher aerobic capacity, better blood glucose regulation. Trained muscle cells can use fats as primary energy source – untrained cells are more dependent on glucose.

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Thermogenin & braunes FettgewebeThermogenin & brown adipose tissue

Braunes Fettgewebe (BAT) enthält besonders viele Mitochondrien und das Protein Thermogenin (UCP1), das chemische Energie in Wärme umwandelt, anstatt ATP zu produzieren. Kälteexposition und bestimmte Nahrungsmittel (Capsaicin, grüner Tee) können braunes Fettgewebe aktivieren und den Energieverbrauch erhöhen.Brown adipose tissue (BAT) contains especially many mitochondria and the protein thermogenin (UCP1), which converts chemical energy to heat instead of producing ATP. Cold exposure and certain foods (capsaicin, green tea) can activate brown fat and increase energy expenditure.

Deinen Grundumsatz berechnenCalculate your basal metabolic rate

Unser Rechner berechnet BMR nach Mifflin-St-Jeor und deinen persönlichen Zuckerbedarf nach WHO.Our calculator computes BMR via Mifflin-St Jeor and your personal WHO sugar needs.

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