Leseprobe
Inhaltsverzeichnis
Geleitwort
1. Das Verdauungssystem des Menschen
1.1 Anatomie des Verdauungssystems
1.2 Physiologie der Stoffaufnahme
1.3 Gehirnstoffwechsel
2. Nahrungsstoffe und ihr Einfluss auf das Lernverhalten
2.1 Allgemeine Aspekte
2.2 Besonderheiten von Nährstoffen & kognitiver Leistung
3. Lernleistung in Abhängigkeit zum Ernährungszustand
3.1 Unterschiede zwischen normalernährten, adipösen und untergewichtigen Kindern
3.2 Vegetarische Ernährung
3.3 Fasten, Diäten und das Beispiel Ramadan
4. Ernährung an Schulen
5. Forschungsstand
6. Eigene Erhebung
6.1 Ergebnisse
6.2 Auswertung
7. Diskussion
8. Conclusio
Abbildungsverzeichnis
Literatur- und Quellenverzeichnis
Anhang
Geleitwort
„So isst sich ihr Kind schlau“ (Bild.de, 2014). Der Titel entstammt einem Artikel der Bildzeitung und suggeriert im ersten Moment einen Ratgeber zur Entwicklung intellektuell hochleistungsfähiger Bürger. Auch die darunter zu lesende Teilüberschrift: „ Mit der richtigen Ernährung wird ihr Kind ein echter Schlauberger“, unterstreicht diese Intention. Im weiteren Verlauf wird jedoch deutlich, dass der Kontext des Artikels auf eine ausgewogene Ernährung von Heranwachsenden abzielt und diese in Verbindung zur kognitiven Leistungsfähigkeit setzt. Aber welchen Einfluss hat die Nahrungsaufnahme wirklich auf das Verhalten und die Leistungsfähigkeit von Schülerinnen und Schülern? Die Domestizierung von Nutztieren und die industrielle Revolution bilden herausragende Eckpunkte des Strebens einer modernen Gesellschaft im 21. Jahrhundert, nach einem immer breiteren, einfacheren sowie möglichst günstigen Zugang zu Nahrungsquellen. Dahinter verbirgt sich jedoch Segen und Fluch zugleich. Auf der einen Seiten ermöglicht die einfache und massenhafte Verfügbarkeit von Nahrungsmitteln aller Art, Ressourcen auf andere Aktivitäten, wie der Nahrungssuche, zu verteilen. Zur Last fällt dabei jedoch die sich breit machende Unempfindsamkeit gegenüber der Bedeutung und Nützlichkeit bestimmter Nährstoffe und der geregelten Zufuhr. Es ist in diesem Zuge nicht verwunderlich, dass es einer reißerischen Überschrift erfordert, um den unbedarften Leser zu locken und dann mit ausführlichen und komplex erscheinenden Inhalten, wie der Bedeutung von Omega-3-Fettsäuren, zu grämen. Ist es damit abgetan, nicht dreimal am Tag das gleiche zu essen, um daraus eine ausgewogene Ernährung zu erzielen? Ist es ein Zeichen der jetzigen Epoche oder eines bestimmten Gesellschaftsbildes, dass die Bild-Zeitung eine „Anleitung“ zum „schlau werden“ durch richtiges essen präsentiert? Die letzte Frage wirft im Teil das größte Interesse auf, denn die Entwicklung, vor allem die körperliche im Kindesalter, setzt einen Grundstein für die weitere Entwicklung des Lebens. Im Folgenden soll dargestellt werden, welchen Einfluss die Nährstoffaufnahme auf das Lern- und Leistungsverhalten von Schülerinnen und Schülern hat – und ob überhaupt ein potenter Einfluss fest zu machen ist. Dazu soll anhand einer eigens durchgeführten Erhebung und dem Stand der Forschung ein aussagekräftiger Konsens entstehen. Darüber hinaus stellen sich noch weitere interessante Aspekte dar, die in diesem Zusammenhang aufgegriffen werden. Zum Beispiel wie sich Fastenperioden in diesem Gefüge auswirken oder inwiefern das in Schulen bereitgestellte Nahrungsangebot einen möglichen Effekt unterstützt oder entgegenwirkt.
1. Das Verdauungssystem des Menschen
Die zentrale Frage dieser Arbeit beschäftigt sich damit, welchen Einfluss Nährstoffe auf das Lernverhalten und die daraus erzielte Lernleistung von Lernenden hat. Der generelle Begriff der Leistung gilt hier als eine bestimmte Form von Output und in diesem Zusammenhang als Ergebnis eines Prozesses, der das Lern- und Leistungsverhalten von Schülerinnen und Schülern betrifft. Um jedoch einen Output zu generieren, muss zuvor ein Input erfolgen. In diesem Rahmen handelt es sich um die Energie, die aufgewandt werden muss, um kognitive Prozesse zu gewährleisten. Im Bereich dieser Auseinandersetzung sind besonders zu betrachtende gedankliche Prozesse gemeint, die der schulischen Leistung von Lernenden zu Fuße liegen. Innerhalb des Systems des menschlichen Körpers geschieht die Energieaufnahme in Form der Einnahme von Nährstoffen. Im Zuge des ständigen Zellverfalls und Änderungsprozessen ist es unabdingbar, durch eine regelmäßige Nahrungsaufnahme, die Vitalität des Organismus zu gewährleisten. Der Mensch zählt hierbei anhand verschiedener Merkmale in seiner Klassifikation zu den heterotrophen Typen. Ein heterotropher Organismus ist, bedingt durch die Spezifikation des individuellen Organismus, von der Ernährung her darauf angewiesen, sich von anderen, zum Teil autotrophen („sich selbst ernährenden“) Organismen und Lebewesen oder organischen Materialien zu ernähren. Wobei es unabhängig ist, in welcher Form die Nahrungsquellen auftreten, solange die enthaltenen Nährstoffe durch den Verdauungsapparat in ihre Bestandteile zerlegbar sind. Dieser weit gefasste Umstand macht den Menschen somit auch zu einem Allesfresser, den sogenannten Omnivoren. In diesem allgemeingefassten Zusammenhang ist es zunächst von Bedeutung einen Überblick zu schaffen, der zeigt, wie die Energiegewinnung im menschlichen Körper abläuft. Wesentlich ist in diesem Rahmen die Verdauung als Prozess der Nährstoffaufnahme, Nahrungszerkleinerung sowie der Ausscheidung.
1.1 Anatomie des Verdauungssystems
Ziel der Verdauung ist es, Nährstoffe in jede Zelle zu bringen (Speckmann/Wittkowksi, 1994), denn der Erhalt des menschlichen Körpers erfolgt ohne Unterbrechung. Wobei der genaue Energiebedarf bedingt wird von der jeweiligen Belastung, die auf das System Mensch temporär wirkt. Jede Bewegung erfordert Energie zur Kontraktion der Muskeln, dabei handelt es sich um den offensichtlichen Teil. Jedoch auch Denkprozesse und die vielseitige Arbeit des Gehirns benötigen Energie, dies ist gegebenenfalls nicht direkt auf den ersten Blick zu ersehen. Als Beispiel kann hier angeführt werden, dass die Glukosevorräte des menschlichen Gehirns für ca. vier bis fünf Minuten ausreichen, bevor sie verbraucht sind (Kunsch & Kunsch, 2007)[1]. Diese und ähnliche Details werden jedoch an nachfolgender Stelle detailliertere Beachtung finden. Zunächst soll im Folgenden eine anatomische Übersicht des menschlichen Verdauungs- und Resorptionssystem, inklusive ihrer Funktionen, gegeben werden.
Aufgabe der einzelnen Abschnitte sind das Zerkleinern, Verflüssigen und Spalten der zugeführten Nahrungsmittel zu Einheiten, die der menschliche Körper wieder einsetzen kann (Speckmann/Wittkowksi, 1994). Dies geschieht in einer funktionellen Hintereinanderschaltung verschiedener „Stationen“. Beginnend bei der Mundhöhle, in der ein erster mechanischer Zerkleinerungsprozess stattfindet und Speichel zur Nahrung beigemischt wird. Von diesem produziert der menschliche Körper circa 500-1.500 Milliliter am Tag (Kunsch &Kunsch, 2007). Das Sekret Speichel wird von der Ohrspeicheldrüse (Glandula parotis), der Unterkieferdrüse (Glandula submandibularis) und der Unterzungendrüse (Glandula sublingularis) abgesondert (Speckmann/Wittkowksi, 1994). Dabei wird dieser in unterschiedlicher Konsistenz und Zusammensetzung produziert. Man unterscheidet muköse und seröse Flüssigkeiten. Muköser Speichel ist schleimhaltig, wohingegen seröser Speichel enzymhaltiger ist (Speckmann/Wittkowksi, 1994). Die Beimischung von Speichel dient der Verflüssigung von Nahrung und erleichtert zum einen den Weitertransport, als auch das dieser eine erste Verdauungsvorstufe bildet, da die im Speichel enthaltenden Enzyme den Verdauungsprozess einleiten und mit der Zersetzung der Nährstoffe beginnen. Im Detail ist dafür das Enzym α-Amylase verantwortlich. α-Amylase hydrolisiert glykosidische Bindungen in Stärkemolekülen, wodurch das Disaccharid[2] Maltose freigesetzt wird (Purves, 2011). Dieser Vorgang hat zur Folge, dass zum Beispiel während des Verzehrs von Brot, da stärkehaltig, bei längerem Kauvorgang ein süßlicher Geschmack entsteht. Weiter schützt der Speichel die Mundschleimhaut und den Zahnschmelz und ist ein Lösungsmittel für Geschmackstoffe, die von den Papillen der Zunge rezipiert werden (Kunsch &Kunsch, 2007). Als Folge des Schluckvorgangs werden die vorbereiteten Bestandteile der Nahrungsaufnahme in die Speiseröhre (Oesophagus) weiterbefördert. Die Speiseröhre liegt anatomisch hinter dem Kehlkopfeingang (Larynx) und verläuft proximal[3] zwischen Luftröhre und Wirbelsäule[4]. Die Speiseröhre ist aus Längsfalten aufgebaut, die eng aneinander liegen und ein sternförmiges Lumen bilden (Speckmann/Wittkowksi, 1994). Die Falten weichen auseinander wenn Nahrung hindurch gelangt.
Die Strukturschichten des Oesophagus sind ähnlich wie andere Abschnitte des Darms. Aufgebaut aus einer Schleimhaut (Mucosa), einer Unterschleimhaut (Submucosa), einer Muskelschicht (Muscularis) und einer aus Bindegeweben bestehenden Hüllschicht (Adventitia) (Speckmann/Wittkowksi, 1994). Die Beförderung der Nahrung ist auf muskuläre Kontraktion zurückzuführen. Durch peristaltische Kontraktion wird die Nahrung abwärts in Richtung Magen befördert (Speckmann/Wittkowksi, 1994). Zwischen dem Ende des Oesophagus und dem Magen (Ventriculus) befindet sich eine Vorrichtung, die verhindert, dass Nahrung vom Magen in den Oesophagus zurück gelangt. Gebildet wird diese Struktur aus der Muskulatur des Zwerchfells[5] und den Venen der Oesophagus-Schleimhaut (Speckmann/Wittkowksi, 1994). Der Magen bündelt einige elementare Eigenschaften des Verdauungsvorgangs. Äußerlich betrachtet handelt es sich bei dem Magen um ein räumlich adaptives Organ. Je nach der quantitativen Menge an aufgenommener Nahrung dehnt oder verkleinert sich die Oberfläche wieder. Im Gefüge der Organe befindet sich der Magen dabei ungefähr auf der Höhe des unteren sternalen Rippenpaares[6]. Von außen ist der Magen vom Bauchfell (Peritoneum) überzogen (Speckmann/Wittkowksi, 1994).
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Abbildung 2 Magenfalte aus Harrisons innere Medizin, 2012
Kennzeichnend ist die Form des Magens, die den Früchten des Kaschubaums[7] ähnelt und als muskulöser Schlauch bezeichnet werden kann (Kunsch &Kunsch, 2007). Eine nach links unten gerichtete große Krümmung (große Kurvatur) und eine nach rechts oben weisende, kleine konkave Krümmung (kleine Kurvatur), sind kennzeichnend. Abwärts gerichtet befindet sich der Magenkörper, an den der Ausgang (Pförtner, lat. Pylorus) anschließt (Speckmann/Wittkowksi, 1994). Eine Hauptaufgabe des Magens besteht darin, aufgenommene Nahrung zu speichern, damit die anschließende Digestion langsamer erfolgen kann (Purves, 2011). Verantwortlich hierfür ist der Magenausgang (Pförtner). Wichtig für das Wissen über den Verdauungsvorgang ist, dass der Mageninhalt in kleinen Portionen entleert wird, und nach Art der Zusammensetzung bis zu acht Stunden oder länger im Magen verbleiben kann (Kunsch &Kunsch, 2007). Flüssigkeiten können nach einigen wenigen Minuten weitergeleitet werden, Gemüse und Milch verweilen zwischen zwei und zweieinhalb Stunden. Am längsten verweilen fettiges und öliges Fleisch im Magen, mit bis zu- und mehr als acht Stunden (Kunsch &Kunsch, 2007). Für die Regulation und Weiterleitung ist die Anatomie des Magens verantwortlich. Zwei gegenüberliegende Falten bilden die Magenstraße (Kunsch &Kunsch, 2007). Infolgedessen ist gewährleistet, dass Flüssigkeiten schneller durchgeleitet werden als feste Nahrung, da durch die Falten Hohlräume entstehen, sodass Flüssigkeiten gesondert von der festen Nahrung, das Mageninnere durchfließen können. Nachdem Nahrung in den Magen gelangt ist, wird dieser aktiv und vermengt den Brei mit Hilfe von Eigenbewegungen[8] (Kunsch &Kunsch, 2007). Der Magen kann größere Mengen an Nahrung ohne erhebliche Drucksteigerung aufnehmen und kompensiert diesen Effekt durch die Erschlaffung der eigenen Muskulatur. Vermischt wird die Nahrung dabei mit dem Magensaft. Dieser wiederum besteht aus einem sauren Gemisch, welches in den Magendrüsen gebildet wird (Kunsch &Kunsch, 2007). Die Magendrüsen befinden sich in den Falten[9] des Magens. Insgesamt handelt es sich dabei um drei unterschiedliche Typen von Sekretionsdrüsen. Als Hauptzellen bezeichnet, sondert der erste Typ Pepsinogen ab. Bei Pepsinogen handelt es sich um ein Vorprodukt von Pepsin, welches für die Proteinverdauung verantwortlich ist. Der zweite Typ, die Belegzellen, sondern Salzsäure (HCL) ab. Diese sorgt dafür, dass mit der Nahrung aufgenommenen Mikroorganismen abgetötet werden (Purves, 2011). Durch die Produktion von Salzsäure hat das Magenlumen einen pH-Wert von 2,0 (Kunsch &Kunsch, 2007). Salzsäure stellt eine starke anorganische Säure dar, die ein saures Medium schafft, in der das Pepsin der Hauptzellen am effizientesten wirkt. Zumal die Hauptzellen nicht direkt Pepsin absondern, stattdessen erst in Verbindung mit einem sauren Medium, bestehend aus dem inaktiven Pepsinogen und dem Medium, das Pepsin entsteht (Purves, 2011). Jedoch bedeutet dies auch, dass die Magenschleimhaut vor dem sauren Medium geschützt werden muss, um nicht selbst angegriffen zu werden. Hierfür
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 4 Darmwand aus Speckmann/Wittkowksi, 1994
sorgt der dritte Typ, die sogenannten Nebenzellen. Diese produzieren einen Schleim, der die Magenwände mit einer Schutzschicht überzieht und dafür sorgt, dass die Oberfläche der Schleimhaut einen fast neutralen pH-Wert erreicht (Purves, 2011). Außergewöhnlich ist für den Magen, dass die Belegzellen circa 2-3 Liter Salzsäure produzieren (Kunsch &Kunsch, 2007). Das bedeutet, dass die Magengrübchen über die Membran eine dreimillionenfache H+ - Konzentration erzeugen können. Dieser Umstand stellt eine einmalige Transportleistung für den menschlichen Körper dar (Purves, 2011). Wichtig an dieser Stelle ist zu bemerken, dass durch erhöhte Stresssituationen, die Nebenzellen nicht genug Schleim zum Schutz der Magenschleimhaut produzieren können und es hierdurch zu Verletzungen der Magenschleimhaut durch den Magensaft kommen kann, als Folge von Perioden erhöhten Stresses (Speckmann/Wittkowksi, 1994). Der zuvor erwähnte Pförtner bildet durch seine regulative Funktion den Übergang zum letzten Abschnitt der Verdauung, dem Darm (Intestinum). Dieser besteht aus mehreren Teilabschnitten und den dazugehörigen Drüsen, sowie weiteren Organen, die mit dem Darm auf funktionelle Weise verknüpft sind. Abbildung 3 zeigt eine Übersicht der wichtigsten Darmabschnitte und der ungefähren Position im Körper: Beginnend beim Zwölffingerdarm (Duodenum), folgt der Dünndarm (Intestinum tenue), darauf der aufsteigende- (Colon ascendens), der quer- (Colon transversum) und der absteigende Dickdarm (Colon descendens), bis zum Ende des Verdauungssystems, beim Mastdarm (Rektum). Der Dünndarm besteht genau genommen aus drei Abschnitten. Dem zuvor genannten Zwölffingerdarm, dem Leerdarm (Jejunum) und dem Krummdarm (Ileum). Insgesamt weist der Dünndarm eine anatomisch Länge von circa 3,75 Meter auf und besitzt ein Fassungsvermögen von circa 3-6 Liter (Kunsch &Kunsch, 2007). Die Oberfläche des Dünndarms besitzt mit 200-300 Quadratmetern eine enorme Größe (Purves, 2011). Dieser Wert ist auf die Struktur des Organs zurückzuführen, da es durch die ringförmig angelegten Falten zu einer entsprechenden Vergrößerung der inneren Oberfläche kommt. Im Körperraum ist der Dünndarm über ein Mesenterium an der Hinterwand der Bauchhöhle befestigt. Dabei handelt es sich um ein Gebilde, ähnlich eines Rocks, mit einem circa fünf Meter langem unterem Saum, der den Schlauch des Dünndarms umgibt (Speckmann/Wittkowksi, 1994). Im Querschnitt besteht das Organ aus mehreren Schichten: der Schleimhaut, Unterschleimhaut, Ringmuskelschicht, Längsmuskelschicht, dem Bindegewebe und Peritonium[10]. Der Dünndarm ist der Ort, an dem der größte Teil der Verdauung stattfinden (Purves, 2011). Begünstigt durch die zuvor beschriebene Struktur, eignet sich der Dünndarm als Ort der Verdauung und Resorption von Nährstoffen in das Blutkreislaufsystem. Im Detail findet die Resorption mittels sogenannter Darmzotten statt, welche als fingerartige Erhebungen der Schleimhaut mit einer Anzahl von circa vier Millionen für den Transport in Lymphe und Blut zuständig sind. Weiter enthalten die Darmzotten ein engmaschiges Netz an Kapillaren, welche Zucker und Aminosäuren resorbieren. Ein zentrales Lymphgefäß hingegen nimmt unter anderem Fette auf (Speckmann/Wittkowksi, 1994).
Die Dünndarmschleimhaut produziert hinzu noch den Darmsaft mit einer Menge von 60-120 Milliliter pro Stunde bei einem Erwachsenen (Kunsch &Kunsch, 2007). Hervorgebracht wird der Darmsaft in den sogenannten Krypten. Dabei handelt es sich um Einsenkungen der Schleimhaut. Funktionell sorgt der Darmsaft für eine Neutralisation des sauren Speisebreis. Dieser wird, wie zuvor beschrieben, im Magen durch die Salzsäureproduktion der Belegzellen mit der Säure vermengt, um das zur Zersetzung nötige Pepsin zu bilden. Die jedoch zur Verdauung im Dünndarm nötigen Enzyme und Sekrete werden nicht vom Organ selbst gebildet. Dies geschieht in unterstützenden Organen, die im eigentlichen System der Digestion „zuarbeiten“. Hiermit gemeint sind die Leber und die Bauchspeicheldrüse[11].
Die Leber produziert die sogenannte Gallenflüssigkeit, welche aus Gallensalzen, Phospholipide und Bilirubin besteht (Purves, 2011). Durch verschiedene Gänge gelangt die Gallenflüssigkeit in die Gallenblase, wo sie gespeichert wird. Über den Hauptgallengang (Ductus choledochus) gelangt die Gallenflüssigkeit in den Zwölffingerdarm. Bevor der Hauptgallengang jedoch in den Zwölffingerdarm mündet, verknüpft sich dieser mit einer Abzweigung der Pankreas. An dieser Stelle gelangen zu der Gallenflüssigkeit die zusätzlichen Verdauungsenzyme, Schleim und Hydrogencarbonat in den Dünndarm (Purves, 2011). Die Gallenflüssigkeit dient Hauptsächlich der Fettverdauung (Purves, 2011). Darüber hinaus befinden sich in der Pankreas noch eine Anzahl verschiedener Zellen, die für die Ausschüttung der Hormone Insulin und Glucagon verantwortlich sind (Speckmann/Wittkowksi, 1994). Beide Hormone sind für die Regulierung des Blutzuckerspiegels relevant. Dieser Aspekt ist für Lernende von elementarer Bedeutung, da Störungen der Regulierungen der eben genannten Hormonausschüttung, Auswirkungen auf den restlichen Organismus und die Konzentrationsfähigkeit haben. Zu diesem Detail erfolgt an späterer Stelle eine ausführlichere Beschreibung. Durch den im Magen entstehenden Druck und die damit einhergehende Dehnung wird das Hormon Gastrin von der Magenschleimhaut abgesondert, welches über das Blutsystem verteilt wird und die Motorik und Sekretion steigert (Speckmann/Wittkowksi, 1994). Hierdurch werden im Zwölffingerdarm, in Folge von Wasserstoffionen des sauren Magenbreis sowie Eiweiß- und Fettbestandteile aus dem Speisebrei, bestimmte Rezeptoren im Zwölffingerdarm angeregt, die ihrerseits Hormone ausschütten, welche die Prozesse in der Leber, Pankreas und Gallenblase anregen (Speckmann/Wittkowksi, 1994). Zusätzlich zur Gallenproduktion verbindet die Leber noch ein besonderer Aspekt mit dem Darm. Bedingt durch das Pfortadersystem werden Kapillaren der Leber mit denen des Darms verbunden. Aus diesem Zusammenhang erhält die Leber das nährstoffreiche, venöse Blut aus dem Darm[12] (Speckmann/Wittkowksi, 1994).
Als abschließender Abschnitt des Verdauungssystems verbleibt der Dickdarm (Intestinum crassum). Wie im Fall des Dünndarms, ist auch diese Bezeichnung auf den Durchmesser zurückzuführen. Weiter unterscheidet er sich vom Dünndarm durch eine geringere Anzahl vom Schleimhautzotten und durch Wandverstärkungen, den sogenannten Tänien (Speckmann/Wittkowksi, 1994). Bei diesen handelt es sich um eine bandartige Längstmuskulatur, die, von außen gut ersichtlich, über den gesamten Abschnitt des Dickdarms verteilt ist. Bei der Einmündungsstelle von Dünn- in Dickdarm, befindet sich der abwärts gerichtete Blinddarm[13]. An dem unteren Ende befindet sich der sogenannte Wurmfortsatz (Appendix vermiformes). Dieser ist, wie der Krummdarm, reich an lymphatischen Geweben, in welchem wichtige Abwehrreaktionen ablaufen (Speckmann/Wittkowksi, 1994). Bekannt ist dieser Teil besonders durch seine Entzündungsanfälligkeit, welche dazu führt, dass der Teil bei starken und/oder regelmäßigen Entzündungen operativ entfernt wird. Von der Einmündungsstelle des Dünndarms zieht sich der aufsteigende Dickdarm (Colon acendens) zur Leberunterfläche. Von dort aus zieht es den Abschnitt mit einem scharfen Knick in den querlaufenden Dickdarm (Colon transversum). Im Bereich der Milz geht es wiederum mit einem scharfen Knick in den absteigenden Dickdarm über (Colon descendens). In der Höhe des 2. Kreuzwirbels verläuft der Darm in den letzten Abschnitt, dem sogenannten Mastdarm (Speckmann/Wittkowksi, 1994). Der entsprechende Verlauf ist gut in Abbildung Nr.1 auf Seite 4 zu ersehen. Funktionell ist der Dickdarm für die Resorption von Wasser und Salzen verantwortlich. Der Vorgang hat zur Folge, dass der Speisebrei eingedickt wird (Kunsch &Kunsch, 2007). Zusätzlich werden in diesem Abschnitt bis hierher unverdaute Substanzen abgebaut. Dies geschieht mit Hilfe von Bakterien und wird bei Kohlenhydraten Gärung und bei Eiweißen Fäulnis genannt (Speckmann/Wittkowksi, 1994). Besonders Kohlenhydrate können noch aufgespalten werden, wodurch von Zellulose umschlossene Nahrung nutzbar gemacht werden kann. Insgesamt verbleiben bei ausgewogener[14] Nahrung ungefähr 5-10% an unverdauten Resten (Speckmann/Wittkowksi, 1994). Der Übertritt von Dünndarm zum Dickdarm erfolgt dabei in Schüben, in Folge der rückwärtsgewandten Motorik des Dickdarms (Speckmann/Wittkowksi, 1994).
1.2 Physiologie der Stoffaufnahme
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 5 Bioelemente aus Rehner & Daniel, 2002
Wie bereits zu Beginn des vorigen Abschnittes beschrieben, bedingt der ständige Energieverbrauch des Körpers einen unerlässlichen Nachschub an Nährstoffen, um den ständigen Verbrauch des menschlichen Körpers zu ergänzen. Der Abschnitt 1.1 hat den Weg und die Funktion der an der Verdauung hauptsächlich beteiligten Organe aufgezeigt und beschrieben. Dieser Unterabschnitt beschäftigt sich im Folgenden mit den zentralen Prozessen und Wirkungen, der am Stoffwechsel beteiligten Stoffe. Denn für die überstehende Fragestellung dieser Ausarbeitung spielt der Stoffwechsel des Körpers eine entscheidende Rolle. Der Begriff des Stoffwechsels meint den Abbau und Aufbau von Gewebe in lebenden Organismen. Man spricht in diesem Zusammenhang von anabolischen- (Aufbau) und katabolischen Prozessen (Abbau) (Domagk, Eisenburg, & Kramer, 1972). Durch die Verbrennung von bestimmtem „Material“ kann der Körper Energie umsetzen, die wiederum u.a. für den Aufbau von Zellen notwendig ist. Als Einheit dient hierfür die Kalorie. Eine Kalorie ist die ungefähre Energie, die ein Gramm Wasser um 1°Celsius erhöht. Wissenschaftlich gilt die Maßeinheit Joule in Bezug auf die Energieausnutzung. Ein Joule pro Sekunde entspricht ungefähr einem Watt. Am geläufigsten wird in diesem Zusammenhang das Molekül ATP[15] genannt. ATP entsteht beim Abbau von Glukose und wird im Verlauf der glykolytischen Kette produziert (Rehner & Daniel, 2002). Bei der Abspaltung der dritten Phosphatgruppe des Moleküls wird Energie freigesetzt, welche für verschiedene metabolen oder physiologischen Prozesse genutzt werden kann (Purves, 2011). Das bei diesem Prozess entstehende ADP[16], muss nach entsprechender Nutzung wieder mit einer Phosphatgruppe gebunden werden. Der anschließende Vorgang verlangt das gleiche Energieaufkommen wie der Abspaltungsprozess. Erste wissenschaftliche Überlegungen zu diesem Thema stellte Lavoisier im 18. Jahrhundert auf. Lavoisier vermutete dabei richtig, dass Kohlen- und Wasserstoff als Inhalte der eigenommenen Nahrung unter dem Einbezug von Sauerstoff verbrannt werden und dabei gleichzeitig Kohlendioxid, Wasser und Wärme freigesetzt werden (Domagk et al., 1972). In Abbildung 5 auf Seite 15 sind jene Elemente des Periodensystems aufgelistet, die für „den Aufbau und den Betrieb lebender Systeme geeignet sind“ (Rehner &Daniel, 2002). Dies sind ungefähr 21 von den über 100 bekannten Elementen, die die Evolution in diesem Zusammenhang für das uns bekannte Leben vorgesehen hat (Rehner &Daniel, 2002). Der genaue Energieumsatz des menschlichen Körpers lässt sich anhand folgender Größen berechnen: dem Sauerstoffverbrauch, der Kohlendioxidproduktion und der Stickstoffausscheidung (Domagk et al., 1972). Die hierzu nötigen Nährstoffe lassen sich in drei essenzielle Makronährstoffe einteilen. Gemeint sind: Fette, Kohlenhydrate und Eiweiße (Schmidt & Lang, 2007). Die Grundeinheiten der Kohlenhydrate sind Zucker und Stärke. Als Beispiele kann man an dieser Stelle folgende Spezifikationen aufführen: Einfachzucker[17] und Schleimzucker[18]. Wichtige Zweifachzucker sind Rohr[19] - und Milchzucker[20]. Eine empfohlene Tagesmenge an Kohlenhydraten liegt bei 5-6 Gramm pro Kilogramm Körpergewicht (Kunsch &Kunsch, 2007). Aus Kohlenhydraten gewinnt der Körper Energie mit dem geringsten Aufwand, welche wiederum für den bereits beschriebenen Stoffwechselprozess des Aufbaus von ATP benötigt wird. Dieser Vorgang verläuft in der mitochondrialen Zellatmung (Purves, 2011). Vom Körper aufgenommene Kohlenhydrate können von der Leber und den Muskeln gespeichert werden. Dabei handelt es sich jedoch nicht um einen Langzeitspeicher. Die in Leber und Muskeln gespeicherten Kohlenhydrate sind nach einigen Stunden oder bis zu maximal einem Tag verbraucht (Purves, 2011). Eiweiße hingegen bilden den Hauptteil an zellulärer Trockensubstanz und sind aus 20 Aminosäuren aufgebaut und synonym mit Proteinen (Kunsch &Kunsch, 2007). Der Aufbau von Eiweißen (Proteinen) ist mannigfaltig. Gemeinsam besitzen die unterschiedlichen Formen jedoch immer eine Carboxylgruppe (-COOH) mit einer benachbarten Aminogruppe (-NH2) und bilden in erste Linie die Bausubstanz des menschlichen Körpers (Kunsch &Kunsch, 2007). Trotz der unterschiedlichsten Formen von Proteinen, existieren im menschlichen Körper lediglich 22 verschiedene Eiweiße. Der empfohlene tägliche Bedarf von Eiweiß/Protein liegt bei Schulkindern ungefähr bei 1,2-2 Gramm pro Kilogramm Körpergewicht und bei Erwachsenen bei 0,8-0,9 Gramm (Kunsch &Kunsch, 2007). Der Unterschied bedingt sich aus der Tatsache, dass der schulkindliche Körper sich noch in der Entwicklung befindet und entsprechend mehr „Bausubstanz“ als ein ausgewachsener Körper benötigt. Für einen Erwachsenen mit einem durchschnittlichen Gewicht von 80 Kilogramm ergibt sich daraus ein Tagesbedarf von circa 64 Gramm an Proteinen. Fette hingegen bilden eine Besonderheit innerhalb der essenziellen Makronährstoffe. Sie sind Ester des dreiwertigen Alkohols Glycerin (Propan-1,2,3-triol). Als Energiespeicher können sie bedarfsbedingt zur Energiegewinnung abgebaut und dabei in Kohlenhydrate umgewandelt werden. Darüber hinaus eignet sich Fett als praktikable Wärmeisolation des Organismus sowie zum Schutz empfindlicher Organe wie der Niere (Kunsch &Kunsch, 2007). Fette bilden, wie bereits erwähnt, einen energipotenteren Speicher als Kohlenhydrate, benötigen aber auch einen höheren Energiebedarf, um sie nutzbar zu machen. Der physiologische Brennwert von Fett liegt bei 37 Kilojoule pro Gramm und ist fast doppelt so hoch wie die vergleichbare Menge an Kohlenhydraten (Kunsch &Kunsch, 2007). Ein erwachsener Mensch sollte ungefähr ein Gramm Fett pro Kilogramm Körpergewicht am Tag zu sich nehmen (Kunsch &Kunsch, 2007). Im Verhältnis zu den zwei anderen essenziellen Makronährstoffen ergibt sich aus den Werten für den ungefähren Tagesbedarf ein Verhältnis von 5/1,2/1 (Kohlenhydrate/Protein/Fett). Dieses erste Verhältnis verdeutlicht, dass der menschliche Körper pro Kilogramm Körpergewicht die fünffache Menge an Kohlenhydraten im Verhältnis zu Fett benötigt. Regelmäßige, besonders fetthaltige Ernährung führt so leicht zu einer unausgeglichenen Zufuhr an Nährstoffen und dem damit verbundenen Energiegehalt. Zu viel zugeführte Nährstoffe führen bis zu einem bestimmten Grad zur Speicherung dieser in Form von Fetten. Zu beachten ist, wie sich bis hierher gezeigt hat, dass die Zeiten und der Aufwand zur Nutzbarmachung der Energie aus den Trägern von Kohlenhydraten und Fetten differieren. In Form von Fett gespeicherte Energie wird aufgrund schwierigerer Abbaubedingung und späteren Energiezugriffs nach dem Verbrauch der Kohlenhydrat-Vorräte erfolgen.
Von den Makronährstoffen werden Mikronährstoffe abgegrenzt. Bei den Mikronährstoffen unterteil man weiter in essenzielle- und nichtessenzielle Nährstoffe. Zu den essenziellen Nährstoffen zählen vor allem solche, die der Körper nicht selber herstellen kann. Gemeint sind alle Vitamine, Spuren- und Mengenelemente sowie einige Fett- und Aminosäuren (Schmidt &Lang, 2007). Eine wichtige Besonderheit die es zu berücksichtigen gilt, ist, dass Nahrungsmittel vom Verdauungssystem unterschiedlich ausgenutzt werden. Das bedeutet, dass aus bestimmten Nahrungsmitteln mehr Nährstoffe resorbiert werden können, als von anderen. Ein einfacher Test ist der Vergleich der Stuhlausscheidung, je geringer die Menge, desto mehr Inhalte können vom menschlichen Körper aufgenommen und umgesetzt werden (Domagk et al., 1972). In diesem Zusammenhang ist bekannt, dass Nährstoffe tierischer Herkunft oft besser ausgenutzt werden können, als solche mit pflanzlicher Herkunft. Dieser Umstand gründet auf der Tatsache, dass pflanzliche Nährstoffe oftmals von, für das menschliche Verdauungssystem, schwer zerlegbaren Zellmembranen umgeben sind (Domagk et al., 1972).
Eine weitere elementare Gruppe an Nährstoffen, die auch in diesem Zusammenhang von Wichtigkeit sind, stellen sogenannte Mineralstoffe dar (anorganische Nährstoffe). Dabei handelt es sich um ionisierte Metalle, Zwischenmettale und Halbmetalle. Für den menschlichen Organismus als unerlässlich zu erwähnen sind hierbei besonders Magnesium, Kupfer und Zink. Die Verwendung dieser Mineralstoffe ist unterschiedlich und reicht von strukturbildenden über katalytische, bis zu regulatorischen Funktionen (Rehner &Daniel, 2002). Ein Charakteristikum dieser anorganischen Nährstoffe ist, dass sie im Gegensatz zu den organischen Nährstoffen, die im oberen Teil dieses Unterkapitels genannt wurden, mit dem Begriff des Stoffwechsels nicht eindeutig in einem Satz zu nennen sind. Eher findet der Terminus des „ Mineralstoffumsatzes “ eine passendere Erwähnung, da die Mineralstoffe vom menschlichen Körper eventuell in differierenden Mengen deponiert, aus Depots freigesetzt und zwischen verschiedenen Bedarfsmöglichkeiten verschoben werden (Rehner &Daniel, 2002). Dabei erfolgt ihre Ausscheidung über verschiedene Wege, wohingegen die organischen Substanzen, wie oben erwähnt, durch Freisetzung von Wasser, Kohlendioxid und Wärme verbraucht werden und nur nicht verwertbare Reste den Darm verlassen. Weiter unterscheiden sich die genannten Minerale auch in der Menge ihres Bedarfs und Vorkommens. Magnesium hat einen Körperbestand von 20-30 g *70kg^-1 und ist zu 95% intrazellulär gelagert. Funktionell findet es bei der enzymatischen Katalyse Anwendung (Rehner &Daniel, 2002). Calcium hat, neben anderen, den größten Anteil am Vorkommen von anorganischen Nährstoffen im menschlichen Körper mit etwa 1-2000 g*70kg^-1 und findet sich zu 90% im Hartgewebe wieder. Calcium erfüllt dabei verschiedene Funktionen, wie die Reizübermittlung in Muskeln und Neuronen, es ist ein Stabilisator von Biomembranen, sorgt für den Signaltransfer und findet Verwendung bei der enzymatischen Katalyse (Rehner &Daniel, 2002). Kupfer steht in Interaktion mit Eisen und unterstützt den Elektronen-Transfer, sowie die enzymatische Katalyse (Rehner &Daniel, 2002)[21]. Es zeigt sich hierbei, mit einem Verweis auf die restlichen Funktionen, dass auch die anorganischen Nährstoffe unverzichtbar sind und für die geläufigsten Aufgaben im Organismus benötigt werden, ob es sich dabei um den Erhalt der Zahnsubstanz durch Fluor handelt oder um Signaltransduktionen, welche im Rahmen dieser Auseinandersetzung von besonderer Bedeutung sind, da sie im Bereich von Verhalten und Lernen die ausschlaggebende Übermittlungseinheit im Organismus darstellen.
Ein bis hierher unbeachtetes Element, welches jedoch nicht von geringerer Bedeutung ist, sondern vielmehr aufgrund seiner Bedeutung einen gesonderten Abschnitt unterkommt, ist das Wasser. In den vorherigen Abschnitten hat es im Teil des Verdauungssystems und dem Stoffwechsel bisher keinen Anklang gefunden, doch ist es die Grundlage all jener Prozesse die nötig sind, um Leben zu gewährleisten. Wasser verfügt aufgrund seiner Eigenschaften als gutes Lösungs- und Leitmittel über eine ideale Voraussetzung zum Transport und Weiterleitung auf Grund seiner Dipol-Struktur und Fähigkeit Wasserstoffbrücken zu bilden. „Ebenso wie die Elektrolytbilanz – muss auch die Wasserbilanz- ausgeglichen sein“ (Rehner &Daniel, 2002). Der menschliche Organismus besteht zu circa 60% aus Wasser (Boylan, Deetjen, & Kramer, 1970).
Wie zuvor bei der Nahrung beschrieben, unterliegt auch der Wasserhaushalt einem ständigen Austauschprozess und ist von daher eng mit der Nahrungsaufnahme verbunden. Dies nicht zuletzt auch, weil Wasser fast überall enthalten ist, was der menschliche Körper an Nahrung zu sich nimmt, da es sich dabei in der Regel auch um organische Substanzen handelt, die vom Wasser in ihrem Lebenszyklus bedingt werden. Wasser wird, wie die Nahrung, über den Darm in den Organismus aufgenommen und über die Haut, Lungen und Harn wieder ausgeschieden (Boylan et al., 1970). Das gesamte Wasservolumen ist im menschlichen Körper in ungefähr abgegrenzte Räume verteilt. Diese Verteilung ist von entscheidender biologischer Bedeutung, da zum Beispiel nur in wässrigen Lösungen Substanzen in lebendige Zellen eindringen oder ausdringen können (Boylan et al., 1970). Oder auch durch die zuvor benannte Wasserstoffbrückeneigenschaft, durch die der charakteristische Zusammenhalt intermolekularer Kräfte entsteht, der für die Kapillarkraft und damit für die Strömungsdynamik verantwortlich ist, die elementar für das Blutgefäßsystem des Menschen ist (Boylan et al., 1970).
Durst ist die Empfindung, die dem Organismus vermittelt Wasser zu sich zu nehmen, aber im Gegensatz zum Hunger, der als Empfindung auf die Nährstoffaufnahme drängt, besitzt der Körper keine Speicher, wie die aus Fett, aus denen er Wasser gewinnen kann. So ist schon in der aktuellen Literatur über Fitness und Bewegung erwähnt, dass die Empfindung von Durst eine bereits eingetretene Dehydration darstellt (Lauren & Clark, 2014). Die physiologischen Auswirkungen einer Dehydration sind eine Erhöhung der Körpertemperatur und eine erhöhte Herzfrequenz. Die Auswirkungen sind als Ausgleich auf das durch den Verlust eingetretene, verminderte Blutvolumen zurückzuführen (Boylan et al., 1970). Bekannte Erfahrungen haben gezeigt, dass unter ungünstigen Bedingungen, wie einer erhöhten Außentemperatur im Sommer, ein leichtes Wasserdefizit ausreicht, um physische Anstrengungen unmöglich werden zu lassen (Boylan et al., 1970). Im Schulalltag würde dies für einen Schüler bedeuten, dass er, wenn dieser aus unterschiedlichen Gründen, über einen Zeitraum von 15-20 Stunden, nicht genug Wasser zu sich nimmt, den Anforderungen des Schulalltags nicht mehr gerecht werden kann.
Beispiel einer Tageswasserbilanz[22] (Rehner &Daniel, 2002):
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Die Empfindung von Durst ist auf eine Änderung des osmotischen Drucks im Blut der Arterien zurückzuführen, der einen entsprechenden adäquaten Reiz auslöst (Boylan et al., 1970). Das belegt, dass ein abfallendes Wasservorkommen im Körper über das Blutsystem registriert wird. Genau genommen tritt die Empfindung ein, wenn der Wasserverlust bei ca. 0,5% des Körpergewichts liegt (Rehner &Daniel, 2002). Bei einem Gewicht von 80kg wäre dies im Bereich von einem reinen Wasserverlust von ca. 400ml. Aufgenommen wird Wasser im Darm. Etwa zwei Drittel werden im Dünndarm resorbiert. Nur noch etwa ein Drittel davon erreicht den Dickdarm (Boylan et al., 1970). Durch die spezielle Struktur des Magens[23] gelangt Wasser schneller durch den Magen in den Verdauungstrakt des Darms an der restlichen, eingenommenen Nahrung vorbei, wie bereits an anderer Stelle beschrieben.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 7 Funktionelle Grundeinheit der Niere (Nephron) aus Purves, 2011
Die Resorption des Wassers im Darm erfolgt durch Einfluss von Ionen in das Wassers. Zum selben Zeitpunkt gelangt Wasser in den Zellzwischenrau der Darminnenwand. Von dort gelangt es durch osmotischen Druck in das Blut (Boylan et al., 1970). So tritt, sobald Wasser konsumiert wird, eine Blutverdünnung ein. Diese stellt das entsprechende adäquate Signal für die entsprechenden Rezeptoren im Gehirn und Leber dar (Boylan et al., 1970).
Eine wichtige Aufgabe im Zusammenhang mit der Zufuhr von Wasser übernehmen die Nierenorgane. Die beiden Nierenkörper bilden neben dem Darm die Exkretionsorgane des Menschen. Speziell sorgen die Nieren für die Kontrolle der extrazellulären Flüssigkeiten und die Ausscheidung von Stoffwechselprodukten (Boylan et al., 1970). Dies geschieht hinsichtlich des Volumens, der Osmolarität, des pH-Wertes und der Konzentration an Salzen und anderen gelösten Substanzen, die den Flüssigkeiten unterworfen sein können (Boylan et al., 1970). Die Nieren steuern die betreffenden Resultate im Zusammenwirken verschiedener Vorgänge. So wird ein Teil der Flüssigkeiten über die Nierenkörperchen[24] in die angeschlossenen Tubuli abfiltriert (Boylan et al., 1970). Solange sich der Organismus jedoch im Salz-Wasser-Gleichgewicht befindet, wird die temporär abgetrennte Flüssigkeit mit ihren enthaltenen Substanzen von den Nierenkörperchen wieder in die Extrazellularräume abgegeben (Boylan et al., 1970). Dieser Mechanismus bewirkt, dass für Wasser und Elektrolyte eine ausgeglichene Bilanz hergestellt wird (Boylan et al., 1970). Entsprechend wird bei einer Störung des Gleichgewichts der Überschuss ausgeschieden. Neben der Kontrolle extrazellulärer Flüssigkeiten übernehmen die Nieren eine weitere wichtige Aufgabe, indem sie für die Ausscheidung von Endprodukten verantwortlich sind. In diesem Zusammenhang ist die Rede von gefilterten Produkten des Protein-, Purin-, und Stickstoffstoffwechsels sowie um Fremdstoffe (Welsch, 2006). Bei den Stoffwechselprodukten handelt es sich um Harnstoff- und –säure und bei Fremdstoffen um beispielsweise Medikamente oder ähnliche Substanzen. Harnstoff wird dabei von der Niere selbst gebildet. Beim Abbau von Aminosäuren und verwandten stickstoffartigen Verbindungen entsteht Ammoniak. Ab einer bestimmten Konzentration ist Ammoniak toxisch und muss daher vom Körper ausgeschieden werden. Das Abfallprodukt Ammoniak wird zu Harnstoff umgewandelt. Dieser ist nicht toxisch und besitzt eine gute Wasserlöslichkeit (Boylan et al., 1970).
Abgeführt wird das Gemisch über das Harnleitersystem, wo es in der Harnblase gesammelt und abschließend ausgespült wird. Relevant ist in diesem Zusammenhang, dass für das „Ausspülen“ genügend Flüssigkeit vorhanden sein muss, damit die Endprodukte hinreichend abgeleitet werden können und der Körper den Verlust ausgleichen kann.
1.3 Gehirnstoffwechsel
Die bis hierher dargestellten Wege und Prozesse des menschlichen Verdauungssystems geben einen groben Überblick über die Nahrungsaufnahme und Nutzung der in diesem Zusammenhang eingenommen Elemente. Für die behandelte Fragestellung ist das zentrale Organ zur Steuerung kognitiver Prozesse das Gehirn. Im Fokus der zentralen Rolle erhält das Organ im Folgenden einen eigenen Abschnitt, um die gesonderte Versorgung in einzelnen Aspekten zu betrachten. Im Gesamtgefüge macht das Gehirn 2% des Körperanteils beim menschlichen Körper aus. Dabei verbraucht es mit 18,3% fast ein Fünftel des Körpergrundumsatzes an Energie. Dieser Wert wird nur von der Leber und der Skelettmuskulatur überboten, wobei man in der Relation von Größe zu Umsatz, nur der Leber einen höheren Relationsumsatz zusprechen kann (Kunsch &Kunsch, 2007). Wenn zu Beginn dieses Kapitels von Input und Output zu lesen war, so trifft es auf das Gehirn im Zuge dieser Erarbeitung in einer besonderen Art und Weise zu. Es stellt den zentralen Punkt dar, der von den zu untersuchenden Faktoren beeinflusst und von der Ernährung mit Energie versorgt wird und um schulischen Alltag in besonderer Art und Weise für einen „Output“ sorgt. Dieser „Output“ stellt unter anderem die dargebotene Lernleistung des Lernenden dar und äußert sich im Lernverhalten. Obwohl diese von relativ vielen verschiedenen Aspekten beeinflusst wird, liegt es im Folgenden daran darzustellen, welchen Umstand die Ernährung ausmacht und dazu ist es von erhöhter Relevanz zu betrachten, was das menschliche Gehirn an Nährstoff- „Input“ benötigt und wie dieser umgesetzt wird.
Im schulischen Alltag werden für die und den Lernenden die Sinnesorgane besonders beansprucht. Hören, sehen, fühlen, reagieren, agieren, deuten und interpretieren sind eine Vielzahl an Begriffen die die Sinnesorgane des menschlichen Körpers betreffen und Einbinden, als Ergebnis werden alle empfangenen Reize an das Gehirn weitergeleitet.
[...]
[1] Sie hierzu auch in Abschnitt 1.3 Gehirnstoffwechsel
[2] Zweifachzucker
[3] Der Körpermitte zu gelegen
[4] Siehe Abb.1 S.4
[5] Das Zwerchfell (diaphragma) ist eine median gelegene Muskel-/Sehnen-Platte, welche die Brust- und die Bauchhöhle voneinander trennt. Es bildet den wichtigsten Atemmuskel und ist bei Kontraktion verantwortlich für das Einatmen der Luft. Purves (2011).
[6] Siehe auch Abb.1 S.4
[7] Kaschubaum (Anacardium occidentale). Dessen Früchte sind besonders bekannt durch die englische Schreibweise: „Chashew“.
[8] Die Kontraktion erfolgt circa alle drei Minuten (Kunsch and Kunsch (2007).
[9] Siehe Abb. 2 Seite 7
[10] Siehe Abbildung 4 S.10
[11] Siehe Abb. 1 Seite 4
[12] Zu den genauen Aspekten des Stoffwechsels wird an dieser Stelle auf die Unterpunkte 1.2 und 1.3 verwiesen.
[13] Siehe Abb. 3 Seite. 9
[14] Gemeint ist eine abwechslungsreiche, nicht einseitige Ernährung.
[15] Adenosintriphosphat
[16] Adenindiphosphat
[17] Bsp.: Glucose oder Fructose
[18] Bsp.: Galaktose oder Ribose
[19] Bsp.: Saccharose, bestehend aus Glucose und Fructose
[20] Bsp.: Laktose, bestehend aus Glucose und Galaktose
[21] Eine komplette Übersicht über die physiologisch- biochemischen Funktionen von anorganischen Nährstoffen ist im Anhang aufgeführt.
[22] Beispiel eines Erwachsenen mit einer Körperoberfläche von 1,72m², der sich in einem angenehm temperierten Raum aufhält und keine körperlichen Anstrengungen unternimmt (absolute „Ruhewerte“).
[23] Siehe hierzu Abschnitt 1.1 aus S. 7 f
[24] Siehe Abbildung 6 aus S.22