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Stoffwechsel: Die Energieverbrauchskurve eines Menschenlebens

Tausende zusammengeworfene Datensätze zeigen, wann Menschen im Lauf ihres Lebens im Durchschnitt besonders viel oder wenig Energie verbrauchen.
Zwei energiegeladene Mädchen springen vor einer Bergkulisse in die Höhe

Unterschiedliche Menschen verbrauchen natürlich unterschiedlich viel Energie. Aber egal ob Frau, Mann, Senior, Neugeborenes, Sportler oder Couchpotato: Für alle gilt eine typische Kurve der durchschnittlichen Energieverbrennung, die einen auffälligen Peak am Anfang des Lebens aufweist. Zu diesem Schluss kommt ein Team um Herman Pontzer von der Duke University, nachdem es Daten von tausenden Personen aller Altersstufen erhoben hat. Das erlaubte es, den universellen Durchschnittsverlauf des Energiestoffwechsels in einem Menschenleben aufzustellen, berichten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler im Fachblatt »Science«. Demnach verbrauchen gerade Kinder enorme Mengen, Neugeborene sowie Erwachsene zwischen 20 bis etwa 60 Jahren aber eher moderat viel Energie. Und schließlich sinkt der durchschnittliche Energieverbrauch im Alter noch einmal deutlich ab.

Wie viel Energie ein Mensch zu einem bestimmten Zeitpunkt verbraucht, ist nicht ganz einfach zu ermitteln: Lange musste man Personen dazu in kontrollierter Umgebung genau beobachten und dokumentieren, wie viel sie essen, ausscheiden und an Gewicht zu- oder abnehmen. Möglich ist auch, Probanden am Kalorimeter zu testen, um etwa den Wärme-, Kohlendioxid- und Sauerstoffaustausch mit der Umgebung exakt zu messen und darüber eine Energiebilanz auszurechnen. Mittel der Wahl ist doppeltisotopenmarkiertes Wasser. Probanden trinken dabei Wasser mit winzigen Mengen der seltenen, nicht gesundheitsschädlichen Isotope Deuterium (2H), das sie später mit dem Urin ausscheiden, und Sauerstoff-18 (18O), das sie wieder ausatmen. Wie schnell beides geht, lässt genaue Rückschlüsse darauf zu, wie schnell der Stoffwechsel arbeitet und wie viel Energie er dabei benötigt.

Dies funktioniert recht gut, um den Energieverbrauch einzelner Personen zu einem bestimmten Zeitpunkt zu bestimmen. Die Methode ist aber extrem kostspielig. Pontzer und seine Kollegen haben 6421 solcher mühsam erhobenen Datensätze von Personen im Alter zwischen 8 Tagen und 95 Jahren zusammengetragen, um den Durchschnittswert des Energieumsatzes für verschiedene Lebensalter zu ermitteln.

Dabei wurden eindeutige Trends deutlich. Sehr auffällig ist die Kindheit: Im Alter von 9 bis 15 Jahren verbrauchen Menschen an einem Tag etwa 50 Prozent mehr Energie als Erwachsene, wenn man die unterschiedliche Energie zum Erhalt der Körpermasse herausrechnet. Kinder stechen damit sowohl Schwangere aus – die etwa so viel mehr Energie verbrauchen, wie sie an Körpergewicht zulegen – als auch männliche Teens, und somit zwei Gruppen, die man eigentlich als Spitzenreiter des Energieverbrennens im Verdacht hatte. Dies bedeutet, dass Kinder besonders anfällig sind, krank zu werden oder Wachstumsstörungen zu entwickeln, wenn sie nicht immer wieder schnell ihre Energiespeicher durch Nahrung auffüllen können: Häufiger Nachschub ist hier wichtig.

Bei Senioren ist dies genau umgekehrt. Ab dem Alter von ungefähr 60 sinkt der durchschnittliche Energieverbrauch deutlich; 90-Jährige verbrauchen demnach nur 26 Prozent der Energie der Menschen in mittlerem Alter. Mit dem sinkenden Energieverbrauch steigt im Übrigen auch die Zahl chronischer Erkrankungen: Womöglich ist der veränderte Stoffwechsel hier ein Auslöser, spekulieren die Wissenschaftler. Mehr oder weniger ausgeprägte Fettleibigkeit wird dagegen im Alter zwischen 40 und 60 häufiger und flacht dann wieder ab; sie ist weniger stark mit dem in diesen Jahren gleich bleibenden Energieverbrauch gekoppelt, als man vermuten könnte.

Das Schwanken des Energieverbrauchs nach Lebensalter dürfte durch eine Reihe typischer Einflussfaktoren bestimmt sein, vermutet Pontzer. So sei es naheliegend, dass Kinder zusätzlich Energie verbrauchen, während sich ihre Hirnstrukturen entwickeln und Körperorgane und Immunsystem sich umbilden. Bei Senioren schrumpfen die Organe dagegen, und ihre sinkende Zahl von Zellen verbrennt weniger Energie.

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