BB-Mythbuster: Muskelmasse, „hoher Energieverbrauch“ & Proteinbedarf

BB-Mythbuster: Muskelmasse, „hoher Energieverbrauch“ & Proteinbedarf

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Ein nicht unüblicher Fund in den unendlichen Weiten des World Wide Web: Zwei angebliche „Experten-Seiten“ zum Thema Fitness & Kraftsport widersprechen sich gegenseitig. Gemäß den Angaben der einen Seite „sorgt jedes zusätzliche Kilo an Muskelmasse für die Erhöhung des Ruheenergieumsatzes (Grundumsatz) um 100 Kilokalorien pro Tag.“ Auf der anderen Seite liest man dagegen, „dass man 60 Extra-Kilokalorien pro Tag verbrennt, wenn man ein Kilo schierer Magermasse aufbaut.“  Welche der beiden Behauptungen entspricht nun der Wahrheit?

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Definition Bro-Science: Kraftsport-relevante Theorien & Behauptungen, die auf Hören-Sagen basieren und denen jegliche wissenschaftliche Evidenz fehlt; Trivalbezeichnung: Auch unter “Pumperbudenwissen” bekannt. Der heutige Artikel spürt einigen prominenten Bro-Science-Theorien im Hinblick auf Muskulatur und Energiebedürfnisse auf.

Wie man es vielleicht schon aufgrund von reichlicher Erfahrung im Internet kennen dürfte, stellt sich heraus, dass keine von beiden Seiten richtig liegt. Diese hohen Werte stammen oftmals aus veralteten Studien, die zwar den Effekt von Widerstandstraining im Hinblick auf Massezuwachs und Stoffwechsel hin untersucht haben, die Forscher jedoch falsche Schlüsse zogen.

Einige frühere Untersuchungen zeigten beispielsweise, dass der Aufbau von 1,5 – 2 kg magerer Masse bei ansonsten untrainierten Individuen, welche ein Widerstandstraining in einem Zeitverlauf von 8-12 Wochen absolvierten, zu einer Erhöhung des Energieverbrauchs um bis zu 200-300 kcal pro Tag führte (im Vergleich zu dem Wert, der vor der Intervention gemessen wurde). Folgt man den einfachen Rechenregeln und zieht in Betracht, dass eine Person, die rund 1,5 kg an Muskelmasse aufgebaut hat nun 240 Extrakilokalorien pro Tag verbraucht, dann läge der Nettozuwachs des Verbrauchs bei 160 kcal pro Kilogramm. Logischerweise wäre der erhöhte Verbrauch aber nicht nur auf den gestiegenen Muskelanteil zurückzuführen.

Energieverbrauch von Muskulatur: Maßlos überschätzt?

Das bewegen schwerer Gewichte („Training“) verbraucht Energie – so wie nahezu jede einzelne Bewegung, die wir vollführen. Die Annahme, dass 0,5 – 1 kg an Muskelmasse mit einer nennenswerten Erhöhung des Ruheenergieumsatzes (Grundumsatz) verbunden ist, wäre in diesem Fall fehlgeleitet.

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Der Ruhenergieverbrauch von Muskulatur wird vielfach gnadenlos überschätzt. Tatsächlich sind es die Organe – allen voran das menschliche Gehirn – die für den Großteil des Energieverbrauchs verantwortlich sind. (Bildquelle: Nature.com)

Doch was ist mit den anderen 60 %? Die 3.885 Kilokalorien berücksichtigen in dieser Rechnung noch nicht einmal die 300 kcal, die das Gehirn verbrauchen würde (~218 kcal/kg) bzw. die 400 kcal, welche zur Aufrechterhaltung der Leberfunktion (~182 kcal/kg) notwendig sind. Auch die Nieren werden nicht durch Luft und Liebe versorgt und beanspruchen ihren Anteil in Form von 125 kcal (~400 kcal/kg). Fügen wir nun noch die Werte dieser Organe in unsere Rechnung ein, dann liegen wir bei einem Verbrauch von 4.710 kcal pro Tag – und das ohne dabei die hohe Stoffwechselaktivität des Herzens (400 kcal/kg) oder eines der vielen anderen Gewebe (inkl. Haut & Fett) zu berücksichtigen (auch wenn Fettmasse nur wenig zum Stoffwechselstimulus beiträgt – der Verbrauch liegt bei etwa 4 kcal pro Kilogramm pro Tag). [2][3][4][5]

Folgt man nun den Spuren von Adam Riese ergäbe sich ein Energieverbrauch von über 5.000 kcal pro Tag – und das nur, damit unsere gedachte Person im Ruhezustand ihren Kalorienbedarf gedeckt hat. Und jetzt stelle man sich noch zusätzliche Bewegung oder gar schweißtreibendes Krafttraining vor…

Muskelenergieverbrauch im Kontext des Trainings & der Ruhe

Zur anschaulichen Darstellung behelfen wir uns einer einfachen Formel zur Berechnung des Sauerstoffbedarfs, die uns dem Energieverbrauch von Muskelmasse pro Körperkilogramm angibt. Die arbeitende Muskulatur verbraucht im Wesentlichen Kohlenhydrate als primären Energiebrennstoff bei intensiver Trainingsbelastung. Geht man nun davon aus, dass die Magermasse 5 kcal pro Sauerstoffliter verbraucht, [6] sobald Kohlenhydrate genutzt werden, dann kann man die Stoffwechselrate des Gewebes während der betreffenden Aktivität berechnen – wir gehen spaßeshalber von einem 60-minütigen Workout aus, welches einer Intensität von 10 MET aufweist.

Die Rechnung sieht dann so aus:

  • 1 lb. Muskelmasse = 0,45 kg Magermasse * 0,35 L (10 METS) * 60 Min * 5kcal/L = 4,7 kcal/Stunde pro 1 lb. (0,45 kg)
  • 0,45 kg / 4,7 kcal/h = 0,0957 kcal/h/g
  • 0,957 kcal * 1.000 g = 9,57 kcal/h pro Kilogramm Muskelmasse

Gehen wir nun von einem einstündigen Training aus, summiert sich der Verbrauch pro Einheit auf knapp 350 kcal auf, wobei wir hier die gesamte Muskelmasse des Individuums berücksichtigt haben. Doch weil wir ferner davon ausgehen können, dass die Muskulatur einer Person im Verlauf eines 60-minütigen Workouts nicht pausenlos beansprucht wird, ist der Energieverbrauch in diesem Fall verzerrt – überschätzt (jedoch wiegen das andere Gewebearten wieder auf).

Nehmen wir typisches Cross-Country Skifahren einmal als näheres Beispiel: Die Muskulatur kann in diesem Fall 60-70 % der Herzschlagleistung beanspruchen. Im Ruhemodus sind es lediglich 15 % die genutzt werden. Tatsächlich machen die stoffwechselaktiven Organe im Ruhezustand einen beträchtlichen Anteil des Metabolismus aus. In diesem Falle werden zirka 50 % der Herzschlagleistung von den Organen abgerufen. Selbst Knochen beanspruchen 10 % der Herzschlagleistung im Ruhezustand. [8]

Herzschlagleistung

Muskeln im Ruhemodus und Muskeln “in Bewegung” – wie man sehen kann 2 paar Stiefel. Der typische Hobby-Athlet befindet sich jedoch nur für eine geringe Dauer in einem Modus hohe Aktivität und damit sinkt auch die Menge verbrauchter Energie. (Bildquelle: Montana State University -Bozeman)

Wenn die Trainingseinheiten, sowie andere Aktivitäten mit physiologischem Charakter im Verlauf des Tages, bewältigt werden, dann erhöht sich der Ruhepuls (und damit die Stoffwechselrate) von Muskulatur um knapp 22 kcal pro Kilogramm (siehe entsprechende Literatur zum Thema Physiologie). Der Grund dafür, weshalb Muskelmasse nur einen derartigen Beitrag zum stoffwechselbedingten Verbrauch leistet, liegt in der Tatsache begründet, dass sich der menschliche Körper während des Großteils des Tages eher im Ruhemodus befindet. Würde Muskelmasse in der Ruhe viel Energie benötigen, wäre der frühe Mensch permanent gezwungen gewesen sich auf die Suche nach Nahrung zu begeben – oder er wäre vor Hunger umgekommen. Zwar machen die Organe nur einen geringen Anteil vom Körpergewicht aus (zirka 6 %), doch dafür tragen sie in erheblichem Ausmaß zum Energieverbrauch während der Phase der Ruhe bei – wesentlich stärker als schwerere Muskulatur oder Fettgewebe.

Themenverwandter Artikel:
[Video] Schmale Schulter Fitness - Magerer Muskelaufbau Guide

Muskeln & Nachbrenneffekt

Im Vergleich zu Fett führt die Muskulatur jedoch zu einem metabolischen Boost im Zuge des Regenerationsprozesses, welcher durch Sport ausgelöst wird. Dieser „Nachbrenneffekt“ (oder korrekter ausgedrückt EPOC) resultiert aus der Störung des homoöstatischen Gewebegleichgewichte. Muskulatur und Organe haben während des Trainings sehr viel Energie verbraucht und erfordern Post-Workout eine Regeneration der Energiereserven. Das Herz muss weiterhin in erhöhtem Ausmaß schlagen, um den Sauerstoffbedarf des ischämischen Gewebes zu decken und um sicherzustellen, dass trainingsbedingte Abfallprodukte so schnell wie möglich beseitigt werden.

Eine langsamere Komponente, die die Phase der Regeneration verlängert, ist die erhöhte Rate im Proteinstoffwechsels (Der sog. protein turnover“), welche mit höherer Trainingsintensität in Verbindung steht (speziell: eine hohe Spannung beim anerobischem Training, wie es bei Kniebeugen oder Kreuzheben auftritt). Der Großteil der Trainingsformen, die sich mit der Bewältigung von schweren Lasten beschäftigen, wird eine Steigerung des Proteinstoffwechsels hervorrufen.

Bodybuilding, Krafttraining oder Ausdauerdrills (z.B. Plyometrics & Zirkeltraining) erhöhen zudem den Kalorienenergieverbrauch in dem nachfolgenden Zeitraum des Trainings über mehrere Stunden in Abhängigkeit der Spannung und des Gesamtvolumens. (bis zu 48 Stunden!)

EPOC

Der Nachbrenneffekt – auch bekannt unter “EPOC” – beschreibt die Störung des homoöstatischen Körpergleichgewichtes. Nach erfolgreichem Training benötigt der Körper ein Mehr an Energie, um wieder “ins Lot” zu kommen und sich zu regenerieren. Am höchsten ist der EPOC bei klassischem Krafttraining mit mehrgelenkigen Verbundübungen wie Kniebeugen oder Kreuzheben. Dagegen fast gar nicht vorhanden bei traditionellem Cardiotraining mit niedriger Intensität.

Aus diesem Grund ist der Muskelaufbau genauso wichtig wie das eigentliche Training der bereits vorhandenen Körpermuskulatur. Dies erklärt auch, weshalb klinisch-überwachte Programme zur Körpergewichtsreduktion stets die Aufrechterhaltung von bereits vorhandener Magermasse betonen. Der Verlust von Muskulatur in Folge des Diätprozesses reduziert den Beitrag der Muskulatur zum Kalorienverbrauch – doch bereits der zusätzliche Verbrauch von 10 Kilokalorien pro Tag entspricht dem metabolischen Äquivalent von einem halben Kilo Fett im Verlauf von einem Jahr.

Schaut man sich die Zahlen auf einer Tagesbasis an, wird der Einfluss der Muskulatur, der über längere Zeiträume hin greift, unterschätzt. Viele Athleten in der Definitionsphase und Diäthaltende steuern daher mit einer Erhöhung der Proteinzufuhr in Zeiten hypokalorischer Ernährung (Kaloriendefizit) bei, um den Abbau von Magermasse zu minimieren.

Muskelaufbau/-erhalt sowie Proteinbedarf

Und dies ist auch der Moment, wo die zweite Fehlannahme im Fitnessbereich getroffen wird. Viele Trainierende erhöhen den Proteinanteil in der Ernährung, um bereits vorhandene Magermasse zu halten oder zu erhöhen. Doch die konsumierte Menge an Protein entspricht nicht dem Massezugewinn. Selbst ein Zuviel an Protein in der Ernährung kann über Umwege zu einer Akkumulation von Fett (in Form der Triglyceridformation) führen. Der verstärkte Konsum von Protein stellt lediglich sicher, dass eine bestimmte Menge an Stickstoff in den Körper gelangt, die im weiteren Verlauf wieder durch die verstärkte Wasseraufnahme ausgeschieden werden muss. Das heißt also, dass die Webseiten, die euch weismachen wollen, dass 1 kg Muskelmasse rund 100 Kilokalorien im Ruhezustand verbrennt, auch gleichzeitig diejenigen sind, die für einen hohen Proteinanteil in der Ernährung plädieren, wenn es um den Aufbau von Muskulatur geht.

Tatsächlich braucht es aber nur eine vergleichsweise geringe Menge an Protein, um den Aufbau- und Rekompositionsprozess anzukurbeln. Eine Aufnahme von 1,6-2,0 Gramm Protein pro Körperkilogramm reicht oftmals bereits aus, um den Bedarf an Protein zu decken.  [12] Natürlich nehmen Bodybuilder, die sich zahlreicher muskelaufbauender Präparate (Steroide) behelfen, mehr davon auf – doch ihr Körper verfügt auch über das innere Umfeld, um diese Menge an Protein zu nutzen. Der naturale Athlet dagegen benötigt wesentlich weniger davon.

Folgendes sollte bedacht werden: Ein halbes Kilo Muskulatur wiegt etwa 500 Gramm und besteht zu rund 22 % aus Protein. Dies entspricht in etwa 100 Gramm Protein pro halbem Kilo. Um ein weiteres halbes Kilo an Muskulatur innerhalb von einer Woche aufzubauen (bei der großzügigen Annahme, dass alle trainings- und ernährungsspezifischen Parameter optimiert wurden, um eine hohe anabole Aktivität sicherzustellen) würde bedeuten, dass die Person nur 100 Gramm in Form von weiterem Protein benötigen PRO WOCHE benötigen würde (oder: 14 Gramm Protein zusätzlich pro Tag (56 kcal)).

Um Masse draufzupacken, benötigt der Körper in erster Linie Energie in Form von Kalorien. Die Faustregel liegt hier bei 300-500 Extrakilokalorien pro Tag für den Aufbau von einem halben Kilo Muskelmasse pro Woche. Das bedeutet im Umkehrschluss aber nicht zwangsweise, dass diese Energie aus der Zufuhr von Protein resultieren muss. (zusätzlich kann man davon ausgehen, dass bei einem Kalorienplus auch stets eine gewisse Menge an Fett aufgebaut wird)

Für unsere 84 kg schweren Athleten heißt es nichts anderes, als dass dieser knapp 75 Gramm Protein zusätzlich pro Tag benötigen würde, sofern er nicht übermäßig viel aktiv ist. Würde ihn die Ambition und Lust packen und würde er zu einem aktiven Gewichtheber mutieren, würde der Bedarf auf 134 Gramm pro Tag klettern (bzw. einer Erhöhung von 59 Gramm, um die erhöhte Aktivität zu kompensieren) – und dieser Sprung deckt auch die Absicht des Muskelaufbaus ein. [13]

Schlussbetrachtung

Interessanterweise betonen viele Trainingsprogramme den Muskelaufbau als Hilfe zur Reduktion der Körperfettmasse. Gleichzeitig wird kardiovaskuläres Training und eine hypokalorische Ernährungsweise (Kaloriendefizit) instrumentalisiert, um diese Reduktion sicherzustellen. Wenn wir uns aber die oben dargelegten Fakten anschauen, dann ist diese Methode in höchstem Maße kontraintuitiv. Für den Aufbau von Muskelmasse benötigt ihr Energie in Form von Kalorien. Für die Reduktion von (Fett)Masse dagegen, ist es erforderlich die Kalorienzufuhr zu reduzieren. (Unter der Annahme optimaler Parameter)

Dekonditionierte Personen (Anfänger & Wiedereinsteiger) und Athleten mit „anaboler Hilfe“ sind in der Tat diejenigen, die Fett reduzieren, während sie Muskeln aufbauen. Doch im ersteren Fall ist der Effekt nur von kurzer Dauer und die hinzugewonnene Muskel-(bzw. verlorene Fett-) Menge relativ gering. Basierend auf diesen Informationen könnten Gewichtsreduktionsprogramme von einem periodisierten Ansatz profitieren, bei dem an einem Punkt der Kalorienverbrauch mit dem Ziel des Massererhalts betont wird (was auch für eine erhöhte kardiovaskuläre und anerobisch-ausdauernde Konditionierung spricht), bevor man sich auf den Aufbau von Masse fokussiert (mit dem Ziel den Fettzuwachs zu limitieren).

Für Übergewichtige sollte die Priorität zunächst auf einem erhöhten Grad der Aktivität (physische Bewegung) liegen, um entzündliche Probleme und Herz-Kreislauf-bedingte Krankheiten in den Griff zu bekommen. Die Betonung von Gesundheit und körperlicher Fitness trägt in letzter Instanz zu einer Reduktion des Körpergewichts bei.

Unabhängig von der Personengruppe, die in diesem Artikel angesprochen wird, hilft ein tiefergehendes Verständnis von den Dynamiken, die auf den Stoffwechsel und die Körpermasse wirken, beim Erreichen der eigenen Ziele – in welchen Bereichen auch immer diese liegen mögen.


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Über Damian Minichowski

Damian N. „Furor Germanicus“ Minichowski ist der Gründer und Kopf hinter dem Kraftsport- und Ernährungsmagazin AesirSports.de. Neben zahlreichen Gastautorenschaften schreibt Damian in regelmäßigen Abständen für bekannte Online-Kraftsport und Fitnessmagazine, wo er bereits mehr als 200 Fachartikel zu Themen Kraftsport, Training, Trainingsphilosophie, Ernährung, Gesundheit und Supplementation geschrieben hat.

Zu seinen Spezialgebieten gehört das wissenschaftlich-orientierte Schreiben von Fachartikeln rund um seine Passion – Training, Ernährung, Supplementation und Gesundheit.

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Quellen & Referenzen

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  • DOS

    “Folgendes sollte bedacht werden: Ein halbes Kilo Muskulatur wiegt etwa 500 Gramm…”

    Gewagte These, wie ich finde ;) Gibts dazu irgendwelche Studien?

    • ;) Das ist in etwa so wie die Sache mit dem Blutzucker und Diät-Coke: Du kannst solche Sachen selbst überprüfen. Bei der Diät-Coke besorgst du dir ein Blutzuckermessgerät, bei der Muskulatur…nun ja, da wirds schwieriger, haha.

    • Blabb Blubb

      Das 500g einem halben Kilo entspricht ist in der Tat eine sehr gewagte These :-D

  • Michael

    Ich muß leider sagen, daß ich den Text über weite Strecken trotz wiederholte Lesen nicht verstanden habe. Vielleicht fehlen entscheidende textteile? Bspw. nahe am Anfangm der Text neben dem ersten Schaubild, erigbt für mich keinen rechten Sinn, steht zusammenhanglos im Raum.
    Auch Sätze wie “Ein halbes Kilo Muskulatur wiegt etwa 500 Gramm” erwecken Zweifel an der Glaubhaftigkeit der Ausführungen: Ein halbes kg von egal was wiegt immer 500g, denn ein halbes kg sind 500g und 500g wiegen nun einmal 500g.

    • Hallo Michael, was genau ist dir denn unklar? Der Passus, den du zitierst, ist auch falsch, denn es sollte nicht ein halbes Kilo Muskulatur heißen, sondern ein halbes Pfund Muskulatur. Muss wohl schon spät beim Schreiben gewesen sein, aber ich korrigiere es gleich! Danke fürs Fehler-Finden.