Lexikon der Ernährung: Energie
Energie, E energy, eine physikalische Größe, die anschaulich definiert ist als die Fähigkeit eines Körpers (Moleküls, Systems), Arbeit zu verrichten. SI-Einheit der E. ist das Joule [J].
1 J = 1 Nm = 1 kg × m2 / s2
(Nm = Newtonmeter, die Einheit der Arbeit). Zwar soll die alte Einheit Kalorie [cal] für Energie nicht mehr eingesetzt werden, gerade im Bereich der Ernährungsphysiologie ist sie jedoch noch weit verbreitet.
1 cal = 4,1868 J bzw. 1 kJ = 0,2389 kcal. Zu beachten ist besonders, dass umgangssprachlich mit „Kalorien“ meist Kilokalorien (1.000 cal) gemeint sind.Die Physik unterscheidet verschiedene Formen der E. Die potenzielle Energie (Lageenergie; z. B. eines gegen die Erdschwerkraft angehobenen Körpers einer bestimmten Masse oder einer gespannten Feder), die kinetische Energie (Bewegungsenergie; z. B. eines Körpers definierter Masse, der auf eine bestimmte Geschwindigkeit beschleunigt wurde), die Wärmeenergie (d. i. die kinetische Energie schwingender Teilchen auf atomarer bzw. Molekülebene), Strahlungsenergie und E. des elektrischen Stromes.
Im physiologischen Zusammenhang spielen besonders die chemische Energie, d. h. die in den chemischen Bindungstypen der Moleküle gespeicherte Energie, die Gibbssche freie Energie, die Enthalpie und die Wärmeenergie (thermische Energie; als „Motor“ der Diffusion) eine Rolle. Die universelle Energie-„Währung“ des Stoffwechsels sind die energiereichen Phosphate, hier besonders das Adenosintriphosphat (ATP).
Nach dem Energieerhaltungssatz können Energieformen ineinander umgewandelt werden, außerdem bleibt in einem geschlossenen System die Summe aller Energieformen gleich. Formulierungen wie „Energie entsteht“ oder „Energie geht verloren“ sind daher physikalisch nicht korrekt. In diesem Sinne existiert eigentlich auch kein „Energiestoffwechsel“; die korrekteren Begriffe Energiewechsel bzw. Energietransformation haben sich jedoch nicht durchgesetzt. Lebewesen stehen mit ihrer Umwelt in einem ständigen Austausch von Substanz und E. („offenes System“), bei allen Messungen zum Energieumsatz ist es daher wichtig, alle Energieformen und Substanzströme zu erfassen und die Grenzen des beobachteten Systems zu definieren.
Eine Übersicht wichtiger Begriffe zum Energieumsatz gibt die Tabelle.
Energie: Tab. Wichtige Begriffe zum Energieumsatz.
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| energetisches Äquivalent (EÄ) | |
| Energieaufnahme (EA), Energiezufuhr =physikalischer Brennwert | |
| Energieberechnungsfaktoren | |
| Energieumsatzgrößen: Grundumsatz, Ruheumsatz, Leistungsumsatz | |
| Faecesenergie (FE) | |
| Harnenergie (HE) | |
| respiratorischer Quotient (RQ) | |
| spezifisch-dynamische Wirkung (SDW) | |
| verdauliche Energie (VE), Differenz aus Energieaufnahme und Faecesenergie | |
| Wärmeenergie (WE) | |
| umsetzbare Energie (UE) = physiologischer Brennwert |
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