Daten des menschlichen Körpers

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Die Daten des menschlichen Körpers sind die biometrischen Merkmale der Anatomie des Menschen; mit der Erhebung und Verwertung dieser Daten beschäftigt sich die Anthropometrie.

Geometrische Daten

• Mittlere Körpergröße (Europa): Mann: 176 cm; Frau 168 cm
• Mittlere Schuhgröße: Mann 43,5, Frau 39,4, das sind in Zentimeter: 29 cm für Mann und 26 cm für Frauen
• Mittlere Körperoberfläche: ca. 1,9 m²
• Mittleres Körpervolumen: ca. 75 l = ca. 0,075 m³, berechnet aus Masse und spezifischem Gewicht ~1.
• Oberfläche als Luftangriffsfläche quer zur Körperrichtung: 0,4…0,9 m² (geschätzt)

Die Körperoberfläche A [m²] kann nach DuBois und DuBois aus dem Gewicht g [kg] und der Länge h [cm] näherungsweise berechnet werden: $A = (g^{0{,}425} \times h^{0{,}725}) \times 0{,}007184$.

Weitere Formeln stammen von Takahira, Fujimoto, Boyd, Gehan/George, Haycock/Schwartz/Wistosky, Mosteller.

Physikalische Daten

Masse

• Mittlere Körpermasse: 60 kg

Lebenserwartung

• Mittlere Lebenserwartung ^{[1] [2] [3]}

• • Neugeborene
    • Junge: 76.64 Jahre
    • Mädchen: 82.08 Jahre
  • 60-jährige
    • Mann: 80,58 Jahre
    • Frau: 84,49 Jahre

^[4]

Körpertemperatur

• Körpertemperatur beim gesunden Menschen
  • 36°C … 37°C
• Fieber - rektal gemessen
  • ab 37,5 °C
  • Höchstwert: 42°C…43°C.
  • tödlich: über 42,6°C
• Obergrenze: 43,8°C
• Untergrenze: 27,0°C

Reibung

• Luftangriffsfläche: 0,4 m² – 0,9 m²
• Luftangriffsfläche: 0,3 m² – 0,5 m² (Radfahrer)
• Widerstandsbeiwert: 0,2 – 0,7

Diese beiden Zahlen haben eine hohe individuelle Streuung.

Energieumsatz/Leistung

Die Maßeinheit für den Energieumsatz ist Joule (J) bzw. Kilojoule (kJ). Die umgesetzte Energie des Körpers über den dazugehörigen Zeitraum wird in Watt (W) angegeben. Die Angaben beziehen sich auf die oben angeführten Körpergewichte.

In der medizinischen und sportphysiologischen Literatur werden allerdings statt Joule bzw. Kilojoule noch verbreitet die älteren Maßeinheiten Kalorien als cal und Kilokalorien als kcal oder Cal (Großschreibung für kcal!) angegeben. Zeiteinheiten je nach Anwendung sind Sekunde (s), Minute (min), Stunde (h) und Tag (d). Speziell bei Fortbewegungen kann die Angabe geschwindigkeitsabhängig je Kilometer umgerechnet sein. Bei Vergleichen ist mithin unbedingt die eingesetzte Maßeinheit zu beachten.

• Grundumsatz:
  • Mann: 80 W = 7100 kJ/24h (1700 kcal/24h, 1 W/kg ^[5])
  • Frau: 70 W = 6300 kJ/24h (1500 kcal/24h)

Eine genauere Formel für den Grundumsatz berücksichtigt die Körpermasse noch besser:

• Grundumsatz (in kJ/24 h) = 282 * (Körpermasse (in kg))^{0,75 [5]}

In Ruhe sind Muskulatur und Leber mit etwa je 26 %, die Niere mit 7 %, das Gehirn mit 18 % und das Herz mit 9 % am Grundumsatz beteiligt. ^[5]

• Leistungsumsatz (fälschlich als Arbeitsumsatz), die zusätzlich zum Grundumsatz benötigte Energie (etwa 50%…110% des Grundumsatzes).
  • leichte Tätigkeit: 35 W (= 3000 kJ/24h = 700 kcal/24h)
  • Gehen (4 km/h): 25…60 W (dazu widersprüchliche Angabe 200 W in ^[5] mit 80 kg, 4 km/h und nach Abzug den Grundumsatzes)
  • Laufen (Joggen, 10 km/h): 230…290 W (dazu widersprüchliche Angabe 800 W in ^[5] )
  • Laufen (Joggen, 17 km/h): 1200 W in ^[5]
  • Schwimmen (3 km/h): 900 W in ^[5]
  • Radfahren (25 km/h): 1100 W
  • Radfahren (43 km/h): 1400 W in ^[5]

• • Kurzzeit-Sport: 50…500 W (Spitzenleistung bei Kurzzeitbelastungen)
  • Ausdauer-Sport: 100…200 W (Rad fahren, Joggen)

(Die Werte wurden aus ^[5] entnommen und für eine Körpermasse von 80 kg in Watt umgerechnet und nach Abzug des Grundumsatzes gerundet. Damit werden sie mit den anderen hier angegebenen vergleichbar)

• Gesamtumsatz = Grundumsatz + Leistungsumsatz
  • mittlere körperliche Arbeit: 115 W (= 10.000 kJ/24h = 2400 kcal/24h)
  • schwere Arbeit: 250 W (= 21.000 kJ/24h = 5000 kcal/24h)
• Minimalumsatz
  • Bei längerer Hungerzeit und minimaler körperlicher Arbeit kann der Gesamtumsatz bis auf 30 % des Grundumsatzes sinken.

Zum Rad fahren wurden folgende Werte ausgemessen,

Diese Werte gelten für eine Körpermasse von 75 kg und sind zusätzlich in Kilojoule sowie Kilokalorien je Kilometer und je Stunde umgerechnet. Diese Werte müssen zum Grundumsatz addiert werden. Sie gelten in der Ebene für den Gesamtenergieverbrauch Mensch+Rad, dadurch sind auch Rollreibung, Luftwiderstand, Radreibung enthalten. Für die vom Körper verbrauchte Energie muss der Grundumsatz zugefügt und die Reibung berücksichtigt werden.

• Normales Rad fahren bei 15 km/h
  • 60 W: 14 kJ/km = 3,3 kcal/km
  • 60 W: 210 kJ/h = 50 kcal/h
• Flottes Rad fahren bei 25 km/h
  • 80 W: 14 kJ/km = 3,3 kcal/km
  • 80 W: 280 kJ/h = 70 kcal/h
• Rennrad fahren bei 30 km/h
  • 100 W: 14 kJ/km = 3,3 kcal/km
  • 100 W: 350 kJ/h = 83 kcal/h

Chemische Daten

Wassergehalt des Körpers

Der Wassergehalt im Körper reicht von fünf Prozent in den Zähnen bis 93,3 Prozent in Blut und Lymphe. Im Schnitt liegt der Wassergehalt bei 67,85 Prozent.

Die Formel von Watson wird hier nicht weiter zitiert, da sie unter Blutalkoholkonzentration abgehandelt wird.

Gewichtsanteile der Elemente

Zur Verbesserung der Anschaulichkeit auf ein Körpergewicht von 70 kg umgerechnet.

Element	Symbol	Gew-% [6]	Gesamtmasse
Sauerstoff	O	63	44,1 kg
Kohlenstoff	C	20	14,0 kg
Wasserstoff	H	10	7,0 kg
Stickstoff	N	3	2,1 kg
Kalzium	Ca	1,5	1,0 kg
Phosphor	P	1	700 g
Kalium	K	0,25	170 g
Schwefel	S	0,2	140 g
Chlor	Cl	0,1	70 g
Natrium	Na	0,1	70 g
Magnesium	Mg	0,04	30 g
Eisen	Fe	0,004	3 g
Kupfer	Cu	0,0005	300 mg
Mangan	Mn	0,0002	100 mg
Iod	I	0,00004	30 mg
	Spaltensumme	99,20 %	69,44 kg

Anatomische Daten

Blutgefäße

• Gesamtlänge des Gefäßsystems
  • erwachsener Menschen, inkl. Kapillaren: ca. 150.000 km

Darm

• erwachsener Mensch
  • Darmlänge: ca. 8 m
  • Oberfläche: ca. 300-400 m²

Kopfhaar

• Durchschnittliche Anzahl der Haare: 100.000 – 150.000 maximal 200.000
• bezogen auf Haarfarben
  • Blond: 140.000
  • Braun: 110.000
  • Schwarz: 108.000
  • Rot: 90.000

Knochen und Skelett

Die Anzahl der Knochen beträgt 208. Diese Zahl variiert durch die unterschiedliche Anzahl von Kleinknochen in Fuß und Wirbelsäule. Individuelle Abweichungen sind möglich. Mehr als die Hälfte der Knochen befindet sich in den Händen und Füßen.

Lunge

• Lunge beim erwachsenen Menschen
  • Oberfläche: etwa 75…80 m²
  • Lungenbläschen (Alveolen): ca. 300 Millionen.
  • Durchmesser der Alveolen: ca. 0,2 mm.

Muskulatur

• Anzahl der Muskeln: > 600
• Bei Frauen entfallen 36 % des Körpergewichts auf Muskeln, bei Männern 42 %, die Muskelkraft einer Frau entspricht im Mittel etwa 70 % der des Mannes.

Zellen

• Gesamtzahl der Zellen im menschlichen Körper: ca. 10 bis 100 Billionen (10¹³ – 10¹⁴), je nach individuellem Körpergewicht

• Anzahl der Neuronen und Synapsen im menschlichen Gehirn
  • Neuronen: ca. 100 Milliarden (10¹¹)
  • Synapsen (Verbindungen zwischen den Neuronen): ca 100 Billionen (10¹⁴)

• reizaufnehmende Zellen
  • Auge: ca. 130.000.000 (1,3*10⁸) – aber nur etwa 1,2 Millionen (1,2*10⁶) Axone leiten die aufgenommenen Signale im Sehnerv ins Gehirn weiter, d.h. es findet eine beträchtliche Vorverarbeitung (pre-processing) der Signale schon in der Retina statt;
  • Nase: ca. 200.000.000 (2*10⁸); → Geruchsorgan
  • Zunge: etwa 750.000 Geschmackssinneszellen, die wie folgt organisiert sind:
    • rund 2.000 Papillen auf, die jeweils fünf bis zehn Geschmacksknospen tragen.
    • Jede Geschmacksknospe wiederum: 40-60 Sinneszellen
    • Im Alter sinkt die Zahl der Geschmacksknospen bis auf 700 ab.

Zähne

• Anzahl der Zähne: 28-32 (die Zahl variiert, da unterschiedlich viele Weisheitszähne wachsen)

Physiologische Daten

Blut

• pH-Wert des Blutes: 7,36 – 7,44 (Mittelwert: 7,4).
  • pH-Wert unter 7,36: Azidose,
  • pH-Wert über 7,44: Alkalose
• Blutmenge: 5 bis 6 Liter.
• Anteil des Blutes am menschlichen Körpergewicht: 6 % bis 8 %.
• roter Blutkörperchen Anzahl (gesunder, erwachsener Mensch): ca. 25 Billionen.
• Gesamtoberfläche aller roten Blutkörperchen: 4000 m².
• Erneuerungsrate der roten Blutkörperchen:
  • ca. 2.000.000 pro Sekunde
  • täglich ein Prozent (200 Milliarden) der Gesamtanzahl
  • Wechselrate: durchschnittlich 120 Tage

Einzelnachweise

1. ↑ DE-statis
2. ↑ Europastatistik
3. ↑ Download der Sterbetafel als Excel-Datei
4. ↑ Angaben nach Sterbetafel 2004/2006 für Deutschland; Hinweis: in der Sterbetafel ist immer die Restlebenserwartung angegeben, also bei einer 60-jährigen Frau 24,49 Jahre.
5. ↑ ^{a b c d e f g h i} Horst de Marées: Sportphysiologie S. 388ff. Köln 2003. ISBN 3-939390-00-3
6. ↑ nach HElDERMANNS 1969 und KLEIBER 1977

Literatur

• Remo H. Largo: Babyjahre, Piper, Mai 2001, ISBN 3-492-23319-8
• Remo H. Largo: Kinderjahre, Piper, November 2000, ISBN 3-492-23218-3
• Werner Gitt: Faszination Mensch, Bielefeld, 2003, ISBN 3-893-97649-3 (online, PDF)
• Konrad Kunsch und Steffen Kunsch: Der Mensch in Zahlen. Eine Datensammlung in Tabellen mit über 20.000 Einzelwerten, Spektrum Akademischer Verlag, Gustav Fischer, ISBN 3-8274-0902-0

Weblinks

• Body Surface Area Calculator – Tool zur Berechnung der Körperoberfläche eines Menschen (engl.)