Grundumsatz berechnen: Formeln, Messung und Faustregel

Grundumsatz, Ruheumsatz und Gesamtumsatz: Begriffe und Messbedingungen

Der Grundumsatz gilt für einen Zustand, den es im Alltag kaum gibt: liegend, wach, etwa zwölf Stunden nach der letzten Mahlzeit, bei einer Raumtemperatur, die weder Frieren noch Schwitzen auslöst. Weder Bewegung noch Verdauung noch Wärmeregulation verändern dann den Verbrauch. Er ist deshalb ein Mess- und Rechenwert und nicht der Verbrauch eines normalen Tages. Bei den meisten Erwachsenen macht er 60 bis 70 Prozent des Gesamtumsatzes aus, bei körperlich arbeitenden oder sehr sportlichen Menschen nur noch etwa 50 Prozent.

Grundumsatz

Verbrauch über 24 Stunden unter strengen Ruhebedingungen. Die größten Verbraucher sind Leber, Gehirn, Herz, Nieren und Skelettmuskulatur; das Gehirn allein braucht rund ein Fünftel. Angestrengtes Denken erhöht den Verbrauch nur um wenige kcal.

Ruheumsatz

Verbrauch in Ruhe unter lockereren Bedingungen, ohne die Pflicht zum Nüchternsein. Er liegt meist etwa 10 Prozent über dem Grundumsatz. Die Mifflin-St-Jeor-Formel beruht auf Ruhemessungen; im Alltag und in Rechnern werden beide Begriffe gleichgesetzt.

Leistungsumsatz

Alles, was über den Grundumsatz hinaus verbraucht wird: Beruf, Wege, Haushalt, Sport und die Verdauung. Er ist die Differenz aus Gesamtumsatz und Grundumsatz und schwankt von Person zu Person um mehrere hundert kcal.

Gesamtumsatz

Grundumsatz × PAL-Wert, ergänzt um den Sport. Dieser Wert ist die Grundlage für die Zielkalorien. Manche Seiten nennen das Produkt aus Grundumsatz und PAL fälschlich „Leistungsumsatz“.

Im Schlaf liegt der Verbrauch etwa 5 bis 10 Prozent unter dem Grundumsatz. Wer nur den Grundumsatz isst, deckt also den Bedarf eines Tages im Bett. Für die Kalorienplanung wird der Grundumsatz deshalb mit dem PAL-Wert und dem Sportverbrauch zum Gesamtumsatz hochgerechnet; beim Abnehmen dient er als Untergrenze für die Zielkalorien.

Wovon der Grundumsatz abhängt und was eine Formel davon erfasst

Alle Rechenformeln arbeiten mit wenigen Angaben. Was sie nicht erfassen, erklärt einen großen Teil der Abweichung zwischen Formel und Messung.

Mifflin-St-Jeor-Formel: Rechenweg für Frauen und Männer

Mifflin und St Jeor veröffentlichten die Formel 1990, ermittelt an knapp 500 gesunden Erwachsenen mit und ohne Übergewicht. In Vergleichsstudien gilt sie als die genaueste der einfachen Formeln für heutige Menschen: Bei etwa sieben bis acht von zehn Personen liegt das Ergebnis innerhalb von 10 Prozent des gemessenen Werts. Gewicht in kg, Größe in cm und Alter in vollen Jahren einsetzen; das Ergebnis steht in kcal pro Tag.

Beispiel Frau, 30 Jahre, 175 cm, 70 kg: 700 + 1.093,75 − 150 − 161 = 1.482,75, gerundet 1.483 kcal. Beispiel Mann, 30 Jahre, 180 cm, 80 kg: 800 + 1.125 − 150 + 5 = 1.780 kcal.

Weil die Formel linear ist, lässt sich ablesen, wie stark jede Angabe das Ergebnis bewegt:

Der Abstand von 166 kcal zwischen den Konstanten +5 und −161 bildet den durchschnittlichen Geschlechtsunterschied ab. Eine Frau mit viel Muskelmasse kann deshalb über ihrem Formelwert liegen, ein untrainierter Mann darunter. Weniger zuverlässig ist die Formel bei sehr muskulösen Menschen, bei starkem Übergewicht mit einem BMI über 40 und bei Menschen über 80 Jahren, weil diese Gruppen in den Ausgangsdaten selten vertreten waren.

Harris-Benedict: Original von 1919 und Revision von 1984

Die Harris-Benedict-Formel beruht auf Messungen an 136 Männern und 103 Frauen aus den Jahren vor 1919, überwiegend jung und schlank. Roza und Shizgal passten die Koeffizienten 1984 an einen erweiterten Datensatz an. Viele deutsche Rechner nutzen weiterhin die Originalwerte; welche Fassung ein Rechner verwendet, steht selten dabei.

Für dieselbe Frau (30 Jahre, 175 cm, 70 kg) ergibt das Original 655,1 + 672 + 315 − 141 = 1.501 kcal, die Revision 1.507 kcal, also rund 20 kcal mehr als Mifflin-St Jeor. Bei schweren Personen wächst der Abstand, weil die Harris-Benedict-Formeln jedes Kilogramm höher gewichten: Für einen 40-jährigen Mann mit 180 cm und 120 kg liefert das Original 2.339 kcal, Mifflin-St Jeor 2.130 kcal, ein Unterschied von gut 200 kcal.

Heutige Erwachsene haben bei gleichem Gewicht im Schnitt mehr Fett und weniger Muskeln als die Versuchspersonen von damals. Harris-Benedict überschätzt ihren Grundumsatz deshalb meist um einige Prozent. Wer einen Rechner mit dieser Formel nutzt und nach drei Wochen nicht wie erwartet abnimmt, findet hier oft einen Teil der Erklärung.

Katch-McArdle: Grundumsatz aus der Magermasse berechnen

Die Formel lässt Geschlecht, Alter und Größe weg und rechnet nur mit der fettfreien Körpermasse, also Muskeln, Organen, Knochen und Wasser. Das ist sinnvoll, wenn der Körperfettanteil verlässlich bekannt ist, vor allem bei sehr muskulösen Menschen, die von den Durchschnittsannahmen der anderen Formeln abweichen.

1. Körperfettanteil bestimmen, zum Beispiel mit der Umfangsmethode unten.
2. Magermasse berechnen: Gewicht × (1 − Körperfettanteil ÷ 100).
3. Grundumsatz = 370 + 21,6 × Magermasse in kg.

Bei 85 kg und 20 Prozent Körperfett beträgt die Magermasse 68 kg, der Grundumsatz 370 + 1.468,8 = 1.839 kcal. Die verwandte Cunningham-Formel (500 + 22 × Magermasse) ergibt für dieselbe Person 1.996 kcal; sie wird vor allem für Sportler mit hohem Trainingsumfang verwendet.

Ohne Messgerät lässt sich der Körperfettanteil mit der Umfangsmethode der US Navy schätzen. Gemessen wird mit dem Maßband in cm: Hals unterhalb des Kehlkopfs, Taille auf Höhe des Bauchnabels, bei Frauen zusätzlich die Hüfte an der breitesten Stelle des Gesäßes.

Ein Mann mit 180 cm, 90 cm Taille und 40 cm Halsumfang kommt so auf etwa 18 Prozent Körperfett. Die Methoden zur Fettbestimmung unterscheiden sich stark in ihrer Genauigkeit:

Die Genauigkeit der Formel hängt vollständig an dieser Messung: Ein Fehler von fünf Prozentpunkten verschiebt bei 85 kg die Magermasse um 4,25 kg und den Grundumsatz um rund 92 kcal. Wer den Körperfettanteil nur grob kennt, rechnet mit Mifflin-St Jeor zuverlässiger.

Fünf Methoden, eine Person: wie weit die Ergebnisse auseinanderliegen

Die Tabelle rechnet einen Mann mit 35 Jahren, 180 cm, 85 kg und 20 Prozent Körperfett durch. Zwischen niedrigstem und höchstem Wert liegen 235 kcal, rund 13 Prozent.

Die vier Formeln liegen innerhalb von 90 kcal, die Faustregel fällt heraus. Mit dem PAL-Wert multipliziert wächst der Abstand: Bei PAL 1,6 werden aus 88 kcal Unterschied zwischen Mifflin-St Jeor und Harris-Benedict 140 kcal im Gesamtumsatz. Für die Planung reicht ein einzelner Wert. Wichtiger als die Wahl der Formel ist, bei ihr zu bleiben, damit sich Veränderungen im Gewichtsverlauf eindeutig auf die Zufuhr zurückführen lassen.

Faustregel 1 kcal pro kg und Stunde: schnelle Schätzung mit bekanntem Fehler

Die Regel lautet: Körpergewicht in kg × 24 = Grundumsatz in kcal pro Tag. Bei 80 kg ergibt das 1.920 kcal. Sie braucht weder Größe noch Alter noch Geschlecht und eignet sich als Plausibilitätsprüfung für andere Ergebnisse. Manche Quellen setzen für Frauen 0,9 kcal pro kg und Stunde an, also Gewicht × 21,6.

Der Fehler hängt vom Körperfett ab, weil die Regel jedes Kilogramm gleich bewertet, Fettgewebe aber wenig Energie verbraucht. Bei einer Frau mit 165 cm, 30 Jahren und 55 kg liefert die Faustregel 1.320 kcal gegenüber 1.270 kcal nach Mifflin-St Jeor, vier Prozent zu viel. Bei einem 40-jährigen Mann mit 180 cm und 110 kg ergibt sie 2.640 kcal gegenüber 2.030 kcal, ein Plus von rund 30 Prozent.

Für einen ersten Überblick bei Normalgewicht genügt sie, für eine Kalorienplanung über Wochen nicht.

Grundumsatz-Anzeige der Körperfettwaage: berechneter Wert, kein Messwert

Körperfettwaagen leiten einen schwachen Strom durch den Körper und messen den Widerstand (bioelektrische Impedanz). Aus dem Widerstand schätzt das Gerät das Körperwasser, daraus die fettfreie Masse und das Körperfett. Den angezeigten Grundumsatz rechnet die Waage anschließend mit einer hinterlegten Formel aus Gewicht, Alter, Größe, Geschlecht und der geschätzten Fettmasse aus. Den Verbrauch selbst misst sie nicht.

• Der Widerstand ändert sich mit dem Wasserhaushalt: Nach Training, Alkohol, salzreichem Essen, Sauna oder viel Trinken zeigt dieselbe Person einen anderen Körperfettanteil.
• Waagen mit Elektroden nur unter den Füßen messen vor allem Beine und Unterkörper; Geräte mit zusätzlichen Handgriffen erfassen den Oberkörper mit und streuen weniger.
• Die Messung morgens nach dem Toilettengang, vor Essen und Trinken und barfuß auf trockener Haut liefert die vergleichbarsten Werte.
• Jeder Hersteller nutzt eine eigene, meist nicht offengelegte Formel; zwei Waagen zeigen für dieselbe Person deshalb verschiedene Grundumsätze.
• Einzelwerte sind unzuverlässig. Aussagekräftig ist der Trend über mehrere Wochen unter gleichen Bedingungen.

Als Planungszahl taugt der Wert, wenn er mit einer der Formeln auf dieser Seite übereinstimmt. Weicht er um mehr als 150 kcal ab, liegt der Grund meist in der geschätzten Fettmasse, nicht in einem besonderen Stoffwechsel.

Messung per indirekter Kalorimetrie: der einzige echte Messwert

Das Verfahren misst Sauerstoffverbrauch und Kohlendioxidabgabe über eine Atemmaske oder eine Haube. Da der Körper Nährstoffe mit Sauerstoff verbrennt, ergibt sich aus dem Gasaustausch der Energieumsatz. Angeboten wird die Messung in Kliniken, in der Ernährungs- und Sportmedizin und in Zentren für Leistungsdiagnostik, meist als Selbstzahlerleistung für etwa 50 bis 150 Euro. Die Krankenkasse übernimmt sie in der Regel nur bei medizinischem Anlass.

1. Mindestens zwölf Stunden vorher nichts essen, am Vortag kein intensives Training, vor dem Termin kein Koffein und kein Nikotin.
2. Ruhig anreisen, ohne Eile und ohne Treppen im Endspurt, denn schon der Weg erhöht den Umsatz für einige Zeit.
3. 20 bis 30 Minuten liegen, danach folgt die Messung über etwa 10 bis 30 Minuten bei angenehmer Raumtemperatur.

Das Ergebnis weicht bei etwa einer von vier Personen um mehr als 10 Prozent von der Formel ab; Schilddrüsenerkrankungen, Medikamente und eine lange Diätgeschichte sind typische Gründe. Wer nach einer Diät dauerhaft deutlich unter dem Formelwert liegt, übernimmt den gemessenen Wert in die eigene Berechnung und plant mit ihm weiter.

Nicht zu verwechseln ist die Messung mit Spiroergometrie unter Belastung, die Ausdauerleistung und Herzfrequenzbereiche bestimmt, und mit Atemgeräten für zu Hause, die nur das Verhältnis von CO₂ zu Sauerstoff anzeigen. Solche Geräte zeigen, ob gerade eher Fett oder Kohlenhydrate verbrannt werden, liefern aber keinen Grundumsatz.

Grundumsatz durch Muskelaufbau erhöhen: was Krafttraining tatsächlich bringt

Muskelgewebe verbraucht in Ruhe etwa 13 kcal pro kg und Tag, Fettgewebe nur 4 bis 5 kcal. Der Effekt zusätzlicher Muskelmasse ist damit real, aber kleiner als oft behauptet: Drei Kilogramm Muskeln erhöhen den Grundumsatz um rund 40 kcal, fünf Kilogramm um rund 65 kcal. Einsteiger bauen bei guter Ernährung etwa 0,5 bis 1 kg Muskeln pro Monat auf, Fortgeschrittene deutlich weniger.

• Training: Krafttraining mit steigender Last zwei- bis dreimal pro Woche setzt den Reiz für den Aufbau.
• Protein: 1,6 bis 2,0 g pro kg Körpergewicht liefern das Baumaterial; die Verdauung von Protein verbraucht zusätzlich 18 bis 25 Prozent der aufgenommenen Energie.
• Diät: Im Kaloriendefizit schützt dieselbe Kombination vor Muskelverlust und damit vor einem sinkenden Grundumsatz.
• Gesamteffekt: Training, Erholung danach und die höhere Alltagsbewegung verbrauchen mehr Energie als die zusätzliche Muskelmasse im Ruhezustand.

Mittel, die den Stoffwechsel „ankurbeln“ sollen, bewegen den Grundumsatz kaum: Koffein, grüner Tee oder scharfe Gewürze erhöhen ihn kurzzeitig um wenige Prozent, kalte Duschen um einige kcal. Deutlicher wirken Kälte über Stunden und vor allem mehr Bewegung im Alltag. Da der Grundumsatz ab dem jungen Erwachsenenalter vor allem durch Muskelabbau sinkt, bremst Krafttraining diesen Rückgang. Wie viel man in einer Aufbauphase zusätzlich essen sollte, steht auf der Seite Kalorienüberschuss für Muskelaufbau.