Autor: Christoph Schwiefert

Die Aufnahme von Nährstoffen durch den menschlichen Körper

· Lebenswichtige Nährstoffe
Nährstoffe lassen sich in fünf Hauptgruppen einteilen: Proteine, Kohlenhydrate, Fette, Vitamine und Mineralstoffe. Diese Gruppen umfassen zwischen 45 und 50 Substanzen, die für das Wachstum und die Aufrechterhaltung der Gesundheit als unerlässlich gelten. Zu diesen Substanzen zählen neben Wasser und Sauerstoff acht Aminosäuren, die Bausteine der Proteine, vier fettlösliche und zehn wasserlösliche Vitamine, etwa zehn Mineralstoffe und drei Elektrolyten. Obwohl Kohlenhydrate für die Energiebildung im Körper wichtig sind, werden sie nicht als lebensnotwendig angesehen, weil zu diesem Zweck auch Protein umgewandelt werden kann.

· Stoffwechsel der Nährstoffe und ihre Funktionen (1)
Die drei wichtigsten Nährstoffe (Proteine, Kohlenhydrate und Fette) sind chemisch unterschiedlich aufgebaut und werden jeweils auf eigenen Stoffwechselwegen umgesetzt. Bei allen dreien handelt es sich jedoch um Kohlenstoffverbindungen, die an bestimmten Stellen des Stoffwechsels die gleichen Zwischenprodukte bilden. Diese Verbindungen machen dann nach demselben Prinzip Oxidationsreaktionen durch: Am Ende stehen Kohlendioxid und Wasser, die ausgeschieden werden. Jeder Schritt dieses Ablaufs umfasst eine Reihe sehr komplizierter, zusammenhängender Reaktionen.
Nährstoffe und ihre Funktion:

_ Kohlenhydrate (Stärke und Zucker)

· Energielieferanten

_ Fette (Eiweißstoffe)

_ Proteine (Eiweißstoffe)

· Bausubstanzen  

_ Wasser (Hauptbestandteil des Organismus)

_ Mineralstoffe

_ Vitamine

· Schutz- und Reglerstoffe  

_ Wasser (u.a. Wärmeregulation)

_ Spurenelemente

_ Ballaststoffe

· Funktionserhaltende

_ Wasser (u.a. Nieren-, Herz- Kreislauf- Funktion)

Nahrungsinhaltsstoffe

 _ Geschmacks-, Duft- und Farbstoffe

Proteine
Proteine aus Lebensmitteln tierischen und pflanzlichen Ursprungs sind normalerweise leicht verfügbar. Von den 20 Aminosäuren, die Proteine bilden, werden acht als essentiell bezeichnet: Weil der Körper sie nicht erzeugen kann, müssen sie durch die Nahrung zugeführt werden. Wenn diese essentiellen Aminosäuren nicht alle gleichzeitig und im richtigen Verhältnis zueinander vorhanden sind, können die anderen Aminosäuren nicht oder nur teilweise für den menschlichen Proteinstoffwechsel verwendet werden. Weil essentielle Aminosäuren für Wachstum und Gesunderhaltung unerlässlich sind, müssen sie in der Nahrung enthalten sein. Fehlt eine der essentiellen Aminosäuren, werden die übrigen in energiespendende Verbindungen umgewandelt, und ihr Stickstoff wird ausgeschieden. Auch bei übermäßiger Proteinzufuhr wird der Überschuß in energiespendende Verbindungen gespalten. Weil Proteine viel knapper sind als Kohlenhydrate und ebenfalls vier Kalorien pro Gramm erzeugen, wird Fleischverzehr, der über den Bedarf des Körpers zur Gewebebildung hinausgeht, zu einem ineffizienten Weg der Energiebeschaffung. In Lebensmitteln tierischen Ursprungs sind alle essentiellen Aminosäuren vorhanden. In der Regel wird eine Ernährung empfohlen, die sich aus pflanzlichem und tierischem Protein (etwa Milchprodukte) zusammensetzt. Die für Erwachsene durchschnittlich empfohlene tägliche Proteinmenge beträgt 0,8 Gramm pro Kilogramm Körpergewicht.

Kohlenhydrate
Kohlenhydrate werden aus dem Darm in Form einfachen Zuckers aufgenommen, vorwiegend als Glucose (Traubenzucker). Die Glucosekonzentration im Blut wird immer ungefähr konstant gehalten. Dieser Zucker wird im Stoffwechsel sehr schnell umgesetzt, um den Energiebedarf des Organismus zu decken. Dabei zerfällt das Glucosemolekül in Kohlenstoffverbindungen, die rasch zu Kohlendioxid und Wasser oxidiert werden. Wird die Glucose nicht sofort als Energielieferant gebraucht, wird sie zu Glykogen umgesetzt und in dieser Form in Leber und Muskeln gespeichert. Wenn diese Reserven aufgefüllt sind, werden weitere Glucoseüberschüsse in Fett umgewandelt und im Fettgewebe abgelagert. Kohlenhydrate lassen sich unterscheiden in Stärke und Zucker. Stärke ist überwiegend in Getreide, Hülsenfrüchten und Knollengemüsen zu finden, während Zucker hauptsächlich in Früchten und Obst enthalten ist. Eine ungünstige Quelle sind Nahrungsmittel aus raffiniertem Zucker, wie z. B. Süßwaren und Limonaden, die zwar viele Kalorien aufweisen, aber kaum Vitamine und Mineralstoffe enthalten. Sie führen dem Körper - ernährungswissenschaftlich ausgedrückt - leere Kalorien zu.

Fette
Zwar sind Fette knapper vorhanden als Kohlenhydrate, doch erzeugen sie doppelt soviel Energie. Als konzentrierter Brennstoff werden Fette im Körper effizient gespeichert, um später bei geringer Kohlenhydratzufuhr aufgebraucht zu werden. Sie werden in der Verdauung hydrolysiert und zerfallen dabei in ihre Bestandteile Glycerin und Fettsäuren. Diese Verbindungen dienen dann zur Synthese von Neutralfetten, Cholesterinverbindungen und Phospholipiden (fettähnliche Verbindungen, deren Moleküle Phosphat enthalten), die alle im Blut kreisen. Fett kann zum Aufbau von Körperstrukturen dienen, oder es wird im Gewebe abgelagert, wo es bei Bedarf wieder mobilisiert werden kann. Dann wird es wie die Glucose zu Kohlenstoffverbindungen abgebaut, die letztlich zu Kohlendioxid und Wasser oxidiert werden.

Vitamine
Vitamine sind organische Verbindungen, die Lebewesen zur Verstärkung ihres Aminosäure-, Kohlenhydrat- und Fettstoffwechsels brauchen. Ohne diese Substanzen ist die Aufspaltung und Assimilierung der Nahrung nicht möglich. Bestimmte Vitamine sind an der Bildung von Blutzellen, Hormonen, chemischen Stoffen des Nervensystems und genetischem Material beteiligt. Vitamine werden in zwei Gruppen eingeteilt, und zwar in fettlösliche und wasserlösliche. Zu den fettlöslichen Vitaminen gehören Vitamin A, D, E und K. Wasserlösliche Vitamine sind u. a. Vitamin C und der Vitamin-B-Komplex.

· Energiegewinnung durch die Aufnahme von Nährstoffen
Der Körper benötigt Energie, um lebenswichtige Aktivitäten ausführen zu können und eine konstante Temperatur zu bewahren. Der Energiegehalt von Nährstoffen wird in Kalorien oder Joule gemessen. Etwa vier Kalorien werden aus einem Gramm Kohlenhydrat oder einem Gramm Protein gewonnen, während ein Gramm Fett etwa neun Kalorien erzeugt. Kohlenhydrate dienen weltweit am häufigsten als Nährstoffe, Fette sind die konzentriertesten und am leichtesten zu speichernden Energieträger. Wenn der Körper seine verfügbaren Kohlenhydrate und Fette aufgebraucht hat, kann er Protein direkt aus der Nahrung verwenden oder eigenes Gewebe abbauen, um Energie zu erzeugen. Auch Alkohol ist eine Energiequelle und erzeugt sieben Kalorien pro Gramm. Alkohol kann von den Körperzellen nicht oxidiert werden, sondern muss von der Leber in Fett umgewandelt werden, das dann in der Leber selbst oder im Fettgewebe gespeichert wird.

· Anabolismus und Katabolismus

Man unterscheidet zwei Kategorien von Stoffwechselvorgängen: den Anabolismus und den Katabolismus. Der Anabolismus ist der aufbauende Stoffwechsel; er umfaßt alle Synthesevorgänge, die für das Wachstum der Zellen und die Gewebeerhaltung erforderlich sind. Der Katabolismus oder abbauende Stoffwechsel dagegen sorgt ständig für die Produktion der Energie, die für die inneren und äußeren Tätigkeiten der Zelle gebraucht wird. Zum Katabolismus gehören auch die Aufrechterhaltung der Körpertemperatur und der Abbau komplexer chemischer Verbindungen zu einfacheren Substanzen, die über Nieren, Darm, Lunge und Haut als Abfallstoffe aus dem Organismus entfernt werden.
Wenn der Anabolismus gegenüber dem Katabolismus dominiert, kommt es zu Wachstum oder Gewichtszunahme; im umgekehrten Fall, beispielsweise in Hunger- oder Krankheitsphasen, tritt Gewichtsverlust ein. Sind die beiden Vorgänge gleich stark, befindet sich der Organismus in einem Zustand, den man als dynamisches Gleichgewicht bezeichnet

· Lebensmittelgruppen
Lebensmittel können grob folgendermaßen unterteilt werden: Brot und Getreide, Hülsenfrüchte, Knollenfrüchte, Wurzelgemüse, Blattgemüse und Obst, Fleisch, Fisch und Eier, Milch und Milchprodukte, Fette und Öle sowie Zucker, Honig, Sirup und Marmeladen.
Zum Getreide zählen Hafer, Gerste, Weizen, Roggen, Reis, Mais und Hirse. Sie sind reich an Stärke und leicht verfügbare Kalorienquellen. Obwohl in Vollkornprodukten relativ wenig Protein vorhanden ist, enthält die normalerweise konsumierte Menge durchaus nennenswerte Proteinbeträge. Diese müssen jedoch durch andere proteinhaltige Nahrung ergänzt werden, um den Bedarf an essentiellen Aminosäuren zu decken. Auszugsmehle und polierter Reis enthalten kaum Nährstoffe, aber als Vollkornprodukte mit den Randschichten des Kornes und Keimes versorgen Getreide und Reis den Körper mit Faserstoffen, mit den B-Vitaminen Thiamin, Nicotinsäure und Riboflavin sowie den Mineralstoffen Zink, Kupfer, Mangan und Molybdän.
Hülsenfrüchte sind Bohnen, Erbsen, Linsen und Erdnüsse. Sie sind wie Getreide oder Knollenfrüchte alle reich an Stärke, können aber bedeutend mehr Protein liefern als diese. Ihr Gehalt an Aminosäuren ergänzt oft denjenigen von Reis, Mais und Weizen, den Haupterzeugnissen vieler armer Länder.
Zu den Knollenfrüchten und Wurzelgemüsen zählen Kartoffeln, Maniok, Jamswurzel und Taro. Ihr Stärkegehalt ist sehr hoch und ihr Proteingehalt relativ niedrig. Sie liefern viele Mineralstoffe und Vitamine.
Gemüse und Obst sind eine direkte Quelle vieler Mineralstoffe und Vitamine, die im Getreide fehlen, insbesondere Vitamin C aus Zitrusfrüchten und Vitamin A aus Carotin, das in Blattgemüsen und Karotten vorkommt. Natrium, Kobalt, Chlorid, Kupfer, Magnesium, Mangan, Phosphor und Kalium sind im Gemüse vorhanden. Die größtenteils unverdauliche Cellulose im Gemüse stellt Ballaststoffe bereit, die notwendig sind, damit die Nahrung den Verdauungstrakt problemlos passieren kann. Viele wasserlösliche Vitamine, die im Gemüse und Obst vorkommen, sind empfindlich und können durch Kochen zerstört werden.
Fleisch, Fisch und Eier stellen alle essentiellen Aminosäuren zur Verfügung, die der Körper braucht, um seine eigenen Proteine zu bilden. Fleisch enthält gewöhnlich etwa 20 Prozent Protein, 20 Prozent Fett und 60 Prozent Wasser. Fisch ist proteinreich, und manche Fischöle enthalten hohe Mengen an Vitamin D und A. Hühnereiweiß ist die konzentrierteste Proteinquelle.
Zur Gruppe Milch und Milchprodukte zählen Vollmilch, Käse, Joghurt und Eis, die für ihren hohen Gehalt an Proteinen, Phosphor und besonders Calcium bekannt sind. Milch ist zwar vitaminreich, enthält aber kein Eisen und pasteurisierte Milch kein Vitamin C.
Fette und Öle sind Butter, Schweineschmalz, Rinder- oder Schafstalg und Pflanzenöle. Fette sind sehr kalorienreich. Der ernährungspysiologische Wert der Butter, die auch mehrfach ungesättigte Fettsäuren enthält, wurde lange Zeit verkannt.
Zucker, Sirup, Marmeladen und Honig werden in Industrieländern, wo sie einen erheblichen Anteil an der Kohlenhydratzufuhr ausmachen, in großen Mengen konsumiert. Honig und Ahornsirup enthalten mehr als 75 Prozent Zucker und kaum Vitamine und Mineralstoffe. Die Zuckermenge, die z. B. Amerikaner jährlich zu sich nehmen, entspricht ihrem Körpergewicht. Die im Fabrikzucker vorliegenden isolierten Kohlenhydrate sind eine wichtige Ursache ernährungsbedingter Zivilisationskrankheiten wie Karies.

· Ernährungsrichtlinien
Wissenschaftler geben folgende allgemeine Empfehlungen: sich vielseitig und abwechslungsreich ernähren; reichlich frisches Obst und Gemüse sowie Lebensmittel mit genügend Ballaststoffen essen; Fleisch, Fett, gesättigte Fettsäuren und Cholesterin maßvoll zu sich nehmen (wer bei vegetarischer Ernährungsweise auch Milchprodukte und Eier ißt, kann auf Fleisch völlig verzichten); Fabrikzucker und zuviel Kochsalz meiden; das Idealgewicht aufrechterhalten; allenfalls in Maßen Alkohol trinken.
Ernährungswissenschaftler sind immer noch weit davon entfernt, erklären zu können, wie sich die Aufnahme bestimmter Lebensmittel individuell auswirkt. Warum einige Menschen an einem bestimmten Punkt aufhören zu essen, während andere zwanghaft weiteressen, ist z. B. nach wie vor ein Rätsel. Kürzlich haben Forscher herausgefunden, dass Lebensmittel kurz nach der Nahrungsaufnahme die Freigabe von wichtigen chemischen Stoffen im Gehirn beeinflussen, wobei besonders kohlenhydrathaltige Lebensmittel das Ausschütten von Serotonin bewirken. Serotonin unterdrückt das Verlangen nach Kohlenhydraten. Ein solcher Mechanismus hat sich vielleicht herausgebildet, um zu verhindern, dass der Mensch Kohlenhydrate im Übermaß ißt und nicht genug Proteine aufnimmt, die schwerer zu finden sind. Man glaubt, dass Serotonin in komplexen Beziehungen zu Insulin und verschiedenen Aminosäuren, insbesondere Tryptophan, steht und zusammen mit ihnen wirkt. Alle diese Stoffe spielen eine Rolle bei der Regulierung des Appetits nach verschiedenen Lebensmitteln. Ernährungswissenschaftler versuchen, die Beziehung zwischen Diabetes und Fettleibigkeit sowie die Rolle aufzudecken, die Süßigkeiten für Menschen mit diesen gesundheitlichen Problemen spielen.

(1) Empfohlene Nährstoffrelation im Vergleich zur tatsächlichen Nahrungsaufnahme

Quellen: Hndbuch Sportler Ernährung von R.Greiss/M.Hamm
Die Säulen der Gesundheit von Ruediger Dahlke
Encarta 97 Enzyklopädie