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.
