Neue Formel lässt den Energieverbrauch beim Gehen berechnen

Ein Amerikanisches Forscherteam hat eine Formel gefunden, wie sich der

Energieverbrauch beim Gehen exakt berechnen lässt. Eine solche Formel könnte in

verschiedenen Sportgeräten zu einer besseren Erfassung des Energieverbrauchs führen.

Peter Weyand von der Southern Methodist University denkt gerne darüber nach, warum

Kinder beispielsweise bei einem Spaziergang schneller müde werden als die Erwachsenen.

„Das geht zurück auf die Arbeit von Max Kleiber, der den Ruheenergieverbrauch bei

unterschiedlich grossen Tieren berechnet hat. Er fand damals heraus, dass die

Geschwindigkeit, mit der der Körper Energie verbraucht, direkt von seiner Grösse abhängt:

Je grösser das Tier, umso langsamer der Energieverbrauch,“ erklärt Weyand. Er fügt hinzu,

dass es ihn interessiert, wie und warum der Metabolismus so reguliert wird.

Ausgehend von der Fragestellung warum kleinere Menschen beim Gehen mehr Energie

verbrauchen als ihre grösseren Artgenossen, stellte Weyand ein Team von Experten aus dem

USDA/ARS Children's Nutrition Research Center at Baylor College of Medicine zusammen.

Gemeinsam untersuchten sie die metabolische Rate von Kindern und Erwachsenen im Alter

von 5 bis 32 Jahren. Die Testpersonen wogen zwischen 15.9 kg und 88.7 kg und hatten eine

Körpergrösse zwischen 1.07 m und 1.83 m. Die Befunde zusammen mit einer neuen Formel,

die den exakten Energieverbrauch beim Gehen berechnen lässt, wurden unlängst im The

Journal of Experimental Biology publiziert.

Aufgrund aufwändiger Gehanalysen fanden die Forscher heraus, dass alle Testpersonen die

genau gleichen Gehbewegungen vollführten und dass diese Gehbewegungen unabhängig von

der Körpergrösse waren. „Wenn man eine 5-Jahre alte Person auf die Grösse von 2 Metern

extrapoliert, so sieht man keine Unterschiede in der Gehbewegung mehr im Vergleich zu

einem 2 Meter grossen Erwachsenen,“ so Weyand. Erwachsene sind also nicht ökonomischer

was ihren Energieverbrauch beim Gehen anbelangt.

Als nächstes untersuchten die Forscher den Energieverbrauch pro Schritt, wenn die Personen

die für sie ökonomischste Geschwindigkeit erreicht hatten. Wiederum fanden sie, dass der

Energieverbrauch unabhängig von der Körpergrösse bei allen Testpersonen proportional der

gleiche war. Grosse Menschen werden also nicht alleine durch ihre Grösse ökonomischer. Es

musste also einen anderen Grund für ihre bessere Energieökonomie geben.

Das brachte das Forscherteam auf die Idee, die Körpergrösse der Testpersonen in Relation zu

ihrem minimalen Energieverbrauch zu setzen und zu ihrer Überraschung fanden sie eine fast

perfekte negative Korrelation. Die Energiekosten der Geher waren also invers proportional zu

ihrer Grösse, was bedeutet, dass grosse Menschen alleine aufgrund ihrer Körpergrösse einen

ökonomischeren Gang haben. Da sie längere Beine haben als kleine Menschen brauchen sie

weniger Energie, um die gleiche Distanz hinter sich zu bringen. Damit war das Rätsel der

Kinder und ihrer Eltern beim Sonntagsspaziergang gelöst: Kleine Menschen werden schneller

müde, weil der Energieverbrauch pro Schritt zwar der gleiche, die Anzahl Schritte für die

gleiche Distanz aber höher ist.

Basierend auf dieser Erkenntnis leiteten Weyand und sein Team eine Formel ab, die den

Energieverbrauch beim Gehen berechnen kann. „Die Formel erlaubt es einem, aufgrund der

Körpergrösse, des Körpergewicht und der Gehdistanz die Menge an Kalorien zu berechnen,

die für das Zurücklegen der Strecke gebraucht werden,“ so Weyand. Aufgrund der

Einfachheit der Formel könnte sie zukünftig als Basis für den Kalorienverbrauch in den

populären Pedometern Eingang finden.

Die Formeln zur exakten Berechnung der Energiekosten während des Gehens sind:

1) Etrans/Mb = 3.80 Lb-0.95 für die Berechnung basierend auf der Körpergrösse und dem

Körpergewicht, oder

2) Etrans/Mb = 7.98 Mb-0.29 für die Berechnung basierend auf dem Körpergewicht alleine,

wobei Etrans in Jm-1, Mb in kg und Lb in m angegeben wird.

Etrans = Energiekosten beim Gehen

Mb = Körpergewicht

Lb = Körpergrösse