Kalorimetrie

(f) Mit Hilfe der Kalorimetrie lässt sich der aktuelle →Energieverbrauch einer Person bestimmen. Bei den Methoden unterscheidet man die direkte und die indirekte Kalorimetrie.

Direkte Kalorimetrie: direkte Bestimmung der Wärmeentwicklung eines Körpers. Die Versuchsperson befindet sich in einer isolierten Kammer. Die freigesetzte Energiemenge ergibt sich aus der Temperaturdifferenz, die eine definierte Menge Wasser erfährt, das in einem Schlauchsystem durch die Kammer fließt. Gleichzeitig kann man O₂-Verbrauch bzw. CO₂Produktion durch die Analyse der Atemluft bestimmen. Die Messung ist sehr aufwändig und teuer und wird meistens in Tierversuchen angewendet.
Indirekte Kalorimetrie: indirekte Bestimmung der Wärmeabgabe durch Messung des Gasaustausches (O₂-Verbrauch und CO₂Produktion) der Versuchsperson zur Ermittlung des Respiratorischen Quotienten (RQ). Gleichzeitig wird die Ausscheidung von Harn-Stickstoff als Funktion des Proteinabbaus erfasst. Dabei setzt man geschlossene oder offene Respirationssysteme ein: Geschlossenes Respiratorsystem: Die Versuchsperson atmet Sauerstoff aus einem vorher befüllten Container ein. Die ausgeatmete Luft (Expirationsluft) wird über verschiedene Chemikalien geleitet, die der Expirationsluft Feuchtigkeit und CO2 entziehen und somit quantitativ analysiert werden können. Hierbei findet kein Austausch der Atemluft mit der Umgebungsluft statt. Es entsteht ein geschlossener Kreislauf. Diese Systeme sind auch als „Rucksackkalorimeter“ erhältlich, um Messungen bei Aktivität vorzunehmen. Offenes Respiratorsystem: Von der Atemluft, welche die Versuchsperson erhält, entnimmt man ein Aliquot und analysiert es. Die Expirationsluft durchströmt vollständig das Gerät und wird analysiert. Man erfasst die Unterschiede im Sauerstoff- und Kohlendioxidgehalt sowie das Volumen der In- und Expirationsluft. Anhand der so erhaltenen Werte und der Stickstoffausscheidung im Urin lässt sich der Energieumsatz errechnen.