Mit der indirekten
Kalorimetrie kann man beim Menschen den Grundumsatz und den Leistungsumsatz
ermitteln, ohne den Patienten körperlich allzu sehr zu strapazieren.
Als Maß für den Energieumsatz dient der Sauerstoffverbrauch
während einer definierten Zeit.
Beispiel für
eine Messung:
Eingeatmetes Atemvolumen: 12 l/min
Eingeatmete Sauerstoffkonzentration: 21 %
Ausgeatmete Sauerstoffkonzentration: 17 %
Differenz: 4 %
Ermittlung des Sauerstoffverbrauchs pro Minute:
Um vom Sauerstoffverbrauch auf die freigesetzte Energie schließen zu können, muss man wissen, wie viel Energie pro Liter Sauerstoff umgesetzt werden. Dieser Wert wird als kalorisches Äquivalent bezeichnet. Er wird als Quotient aus Energieumsatz pro mol und verbrauchtem Sauerstoff pro mol ermittelt.
1. Beispiel für Kohlenhydrat: (Glucose)
Kalorisches Äquivalent für Kohlenhydrat:
Bei reiner Kohlenhydraternährung beträgt der Energieumsatz ca. 21 kJ pro Liter verbrauchten Sauerstoffs.
2. Beispiel für Fett: (Stearinsäureglycerinester)
Kalorisches Äquivalent für Fett:
Bei reiner Fetternährung beträgt der Energieumsatz 18,55 kJ pro verbrauchtem Liter Sauerstoff.
3. Beispiel für Eiweiß: (Alanin)
Kalorisches Äquivalent für Eiweiß:
Bei reiner Eiweißernährung beträgt der Energieumsatz 19,45 kJ pro verbrauchtem Liter Sauerstoff.
Diese Darstellung einer reinen Eiweißverdauung ist sehr vereinfacht.
In der Realität sind die Verhältnisse wesentlich komplizierter
und sollen hier nicht im Einzelnen dargestellt werden. Für Muskeleiweiß
beträgt das kalorimetrische Äquivalent z. B. 
.
Will man den Energieumsatz mithilfe des kalorischen Äquivalents ermitteln,
muss man beachten, welchen Anteil die einzelnen Nährstoffgruppen
an der Ernährung haben.
Eine Möglichkeit, den Anteil von Kohlenhydraten, Fetten und Eiweißen
am Energieumsatz zu bestimmen, bietet der Respiratorische
Quotient RQ. Ein Respiratorischer
Quotient beschreibt das Verhältnis von abgegebenem Kohlenstoffdioxid
zu aufgenommenem Sauerstoff.
Da der 
-Gehalt
der einzelnen Nährstoffgruppen charakteristisch ist, muss mehr oder
weniger Sauerstoff zugeführt werden.
Für Kohlenhydrate beträgt der RQ
= 1,0
Beispiel Glucose 
Für Fette beträgt der RQ = 0,7
Beispiel Stearinsäureglycerinester 
Für Eiweiße nimmt der RQ
eine Mittelstellung mit 0,85 ein.
Beispiel Alanin 
Bei einem normal ernährten Menschen liegt der RQ
bei 0,85. In Hungerphasen kann er bis
auf 0,71 zurückgehen, da der Hungernde von seinen Fettreserven lebt.
Es ist möglich, jedem RQ zwischen 0,7 und 1,0 ein bestimmtes kalorisches
Äquivalent zuzuordnen.
|
RQ
|
1,0
|
0,9
|
0,85
|
0,8
|
0,7
|
|
kalorisches |
21,16
|
20,66
|
20,41
|
20,15
|
19,65
|
Aus den Zahlenwerten
ist ersichtlich, dass eine Abnahme des RQ um 0,1 einer Abnahme des kalorischen
Äquivalents von 0,50 kJ entspricht.
Die Werte zwischen RQ = 1 (reine Kohlenhydraternährung) und RQ =
0,7 (reine Fetternährung) gelten für gemischte Kost und weichen
von den Reinstoffen etwas ab.
Nun kann die anfangs gestellte Aufgabe zum Sauerstoffverbrauch von 0,48 l/min gelöst werden.
Der RQ eines normal ernährten Menschen liegt bei = 0,85. Bei Mischkost
entspricht dieser RQ einem kalorischen Äquivalent von 20,41 kJ/ l
Sauerstoff.
Der Energieumsatz errechnet sich aus:
20,41 kJ/l · 0,48 l/min = 9,78 kJ/min.
Der Energieumsatz für einen Tag entspricht nun:
9,78 kJ · 60 · 24 = 14 107,4 kJ.