Ernährung des Menschen

4.1

Proteine

Aus Proteinen wird hauptsächlich Körpergewebe gebildet, aber auch Enzyme, einige Hormone – wie z. B. Insulin –, welche die Kommunikation zwischen Organen und Zellen regulieren, und andere komplexe Substanzen, die Vorgänge im Körper überwachen. Tierische und pflanzliche Proteine werden nicht in der Form verwendet, in der sie aufgenommen werden, sondern durch Verdauungsenzyme (Proteasen) in stickstoffhaltige Aminosäuren zerlegt. Proteasen spalten die Peptidketten auf, durch die aufgenommene Aminosäuren miteinander verbunden sind. Diese können so durch den Darm in das Blut aufgenommen und zu dem jeweils benötigten Gewebe neu verknüpft werden.

Proteine aus Lebensmitteln tierischen und pflanzlichen Ursprungs sind normalerweise leicht verfügbar. Von den 20 Aminosäuren, die Proteine bilden, werden acht als essentiell (lebensnotwendig) bezeichnet. Weil der Körper sie nicht selbst 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 Energie spendende Verbindungen umgewandelt, und ihr Stickstoff wird ausgeschieden. Auch bei übermäßiger Proteinzufuhr, wie es in Ländern mit hohem Fleischkonsum oft der Fall ist, wird der Überschuss in Energie spendende Verbindungen gespalten.

In Lebensmitteln tierischen Ursprungs sind nicht alle essentiellen Aminosäuren vorhanden. In der Regel wird eine Ernährung empfohlen, die sich aus pflanzlichem und tierischem Protein (etwa Milchprodukten) zusammensetzt. Die für Erwachsene empfohlene durchschnittliche tägliche Proteinmenge beträgt 0,8 Gramm pro Kilogramm Körpergewicht.

Viele Krankheiten und Infektionen haben einen erhöhten Stickstoffverlust im Körper zur Folge. Dieser Verlust muss durch proteinreiche Nahrung ausgeglichen werden. Säuglinge und Kleinkinder haben einen höheren Proteinbedarf pro Kilogramm Körpergewicht. Proteinmangel ist eine Fehlernährung, die mit dem Verlust von Körperfett und Muskelschwund einhergeht.

4.2

Mineralstoffe

Anorganische Mineralnährstoffe werden für den strukturellen Aufbau harter und weicher Körpergewebe benötigt. Sie sind auch an Vorgängen wie Aktivitäten der Enzymsysteme, Muskelkontraktionen, Nervenreaktionen und Blutgerinnung beteiligt. Die Mineralstoffe, die alle durch Nahrung zugeführt werden müssen, kann man in zwei Gruppen unterteilen: Hauptelemente sind z. B. Calcium, Phosphor, Magnesium, Eisen, Iod und Kalium, zu den Spurenelementen zählen Kupfer, Cobalt, Mangan, Fluorid und Zink.

Calcium wird für den Aufbau und die Festigkeit der Knochen benötigt. Dieser Mineralstoff ist auch an der Bildung von Zahnzement und den Zellmembranen sowie der Regulierung von Nervenreizen und Muskelkontraktionen beteiligt. Über 90 Prozent des Calciums werden in den Knochen gespeichert, von wo es auch wieder ins Blut und Gewebe gelangen kann. Milch und Milchprodukte sind die wichtigsten Calciumlieferanten.

Phosphor, ebenfalls in vielen Lebensmitteln und besonders in der Milch enthalten, verbindet sich in Knochen und Zähnen mit Calcium. Phosphor spielt eine wichtige Rolle beim Energiestoffwechsel der Zellen und beeinflusst entscheidend die Verwertung von Kohlenhydraten, Lipiden und Proteinen.

Magnesium, das in den meisten Lebensmitteln vorkommt, ist notwendig für den menschlichen Stoffwechsel und die Aufrechterhaltung des elektrischen Potentials von Nerven- und Muskelzellen. Magnesiummangel bei fehlernährten Personen, insbesondere Alkoholikern, führt zu Zittern und Krämpfen.

Natrium, das in kleinen und gewöhnlich ausreichenden Mengen in den meisten natürlichen Lebensmitteln enthalten ist, liegt reichlich in gesalzenen Gerichten vor. Es ist in der Gewebeflüssigkeit vorhanden, wo es Aufgaben der Regulation erfüllt. Zu viel Natrium führt zu Ödemen, krankhaften Ansammlungen von Gewebeflüssigkeit. Es gibt Anzeichen dafür, dass übermäßiger Genuss von Speisesalz für Bluthochdruck verantwortlich sein kann.

Eisen wird zur Bildung von Hämoglobin benötigt, dem Farbstoff der roten Blutkörperchen, die Sauerstoff transportieren. Dieses Element wird aber nicht ohne weiteres vom Verdauungssystem resorbiert. Frauen brauchen aufgrund des Blutverlustes während der Menstruation doppelt so viel Eisen wie Männer. Lebensmittel sollten jedoch nicht künstlich mit Eisen angereichert werden, da Eisenüberschuss Krankheiten wie Herzinfarkt, Diabetes mellitus und das Wachstum von Tumoren fördert; außerdem nutzen Krankheitserreger im Körper vorhandenes Eisen zu ihrer eigenen Vermehrung.

Iod ist notwendig für die Produktion der Schilddrüsenhormone. Iodmangel führt zum Kropf, einem Anschwellen der Schilddrüse im unteren Halsbereich. Niedrige Iodzufuhr während der Schwangerschaft kann zu Kretinismus oder geistiger Entwicklungshemmung bei Kleinkindern führen. Der früher auch im Westen häufige Kropf ist in bestimmten Teilen Asiens, Afrikas und Südamerikas nach wie vor weit verbreitet. Schätzungsweise leiden weltweit mehr als 150 Millionen Menschen an Krankheiten, die durch Iodmangel bedingt sind. Da naturbelassene Lebensmittel nur etwa ein Drittel der notwendigen Tagesdosis an Iod zur Verfügung stellen, wird die Verwendung von iodiertem Speisesalz empfohlen. Jugendliche und Erwachsene sollten täglich etwa 0,2 Milligramm Iod zu sich nehmen.

Spurenelemente sind anorganische Substanzen, die im Körper in winzigen Mengen vorkommen und für die Gesundheit unerlässlich sind. Über ihre Funktionsweise ist wenig bekannt: Die meisten Kenntnisse – gewonnen insbesondere an Tieren – beziehen sich auf gesundheitliche Konsequenzen, die ein Mangel an Spurenelementen verursacht. Spurenelemente sind in den meisten Lebensmitteln in ausreichenden Mengen enthalten.

Zu den wichtigeren Spurenelementen gehört Kupfer, das in vielen Enzymen und kupferhaltigen Proteinen im Blut, Gehirn und in der Leber vorhanden ist. Bei Kupfermangel kann das Eisen im Körper nicht zur Bildung von Hämoglobin verwertet werden. Zink ist ebenfalls wichtig für die Enzymbildung. Zinkmangel soll das Wachstum beeinträchtigen und in gravierenden Fällen zum Zwergwuchs führen. Fluor wird insbesondere in Zähnen und Knochen fixiert; es ist für das Wachstum notwendig. Fluoride, eine Gruppe der Fluorverbindungen, sind als Schutz vor Mineralentzug in den Knochen von Bedeutung. Die Fluorierung des Trinkwassers hat sich als wirksame Maßnahme gegen Karies erwiesen, die dadurch um 40 Prozent zurückgegangen ist. Weitere Spurenelemente sind Chrom, Molybdän und Selen.

4.3

Vitamine

Vitamine sind organische Verbindungen, die hauptsächlich in Enzymsystemen eine Rolle spielen und den Stoffwechsel von Proteinen, Kohlenhydraten und Fetten aktivieren. 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.

Fettlösliche Vitamine werden gewöhnlich mit Lebensmitteln resorbiert, die Fett enthalten. Sie werden in der Leber durch Gallenflüssigkeit gespalten, die emulgierten Moleküle passieren die Lymphgefäße und Adern und werden über die Arterien verteilt. Überschüssige Mengen werden im Körperfett und in der Leber und den Nieren gespeichert. Da fettlösliche Vitamine gespeichert werden können, müssen sie nicht jeden Tag ergänzt werden.

Vitamin A ist unerlässlich für die Funktion der Epithelzellen und normales Wachstum. Vitamin-A-Mangel kann zu Hautveränderungen und Nachtblindheit oder fehlender Dunkeladaptation führen, da auch die Netzhaut in Mitleidenschaft gezogen wird. Später kann sich eine Xerophthalmie, die Austrocknung der Binde- und Hornhaut des Auges, entwickeln. Unbehandelt kann Xerophthalmie, besonders bei Kindern, zur Erblindung führen. Vitamin A kann direkt durch Lebensmittel tierischen Ursprungs, wie Milch, Eier und Leber, zugeführt werden, aber auch indirekt aus Carotin, das in grünen und gelben Früchten und Gemüsepflanzen vorkommt. Carotin wird im Körper in Vitamin A umgewandelt.

Vitamin D ist in seiner Wirkungsweise einem Hormon sehr ähnlich und reguliert die Aufnahme und den Stoffwechsel von Calcium und Phosphor. Vitamin D wird zum Teil durch die Nahrung zugeführt: Zum Beispiel können Eier, Fisch, Leber, Butter, Margarine und Milch reichlich Vitamin D enthalten. Das meiste Vitamin D bildet der Mensch jedoch, wenn die Haut (maßvoll) dem Sonnenlicht ausgesetzt ist. Vitamin-D-Mangel führt bei Kindern zu Rachitis und bei Erwachsenen zu Knochenerweichung.

Vitamin E ist ein essentieller Nährstoff für viele Wirbeltiere, aber seine Rolle im menschlichen Körper ist nicht eindeutig. Man versucht, verschiedene Beschwerden durch Zufuhr von Vitamin E zu behandeln, aber es liegen keine eindeutigen Beweise vor, dass es eine spezifische Krankheit zu lindern vermag. Vitamin E kommt in Weizenkeimen und Keimölen vor. Man hält Vitamin E für ein Antioxidans im Körper, das die Zellen vor Schäden durch freie Radikale schützt.

Vitamin K ist notwendig für die Blutgerinnung. Es hilft bei der Bildung des Enzyms Prothrombin, das wiederum für die Erzeugung von Fibrin für die Blutgerinnung erforderlich ist. Vitamin K wird in ausreichenden Mengen von Darmbakterien gebildet, ist aber auch in grünem Blattgemüse wie Spinat und Grünkohl, im Eigelb und in vielen anderen Lebensmitteln enthalten.

Das wasserlösliche Vitamin C und die ebenfalls wasserlöslichen Vitamine des B-Komplexes können nicht gespeichert werden und müssen darum zur Deckung des Körperbedarfs täglich ergänzt werden. Vitamin C oder Ascorbinsäure ist wichtig für die Bildung und Stärkung des Bindegewebes. Es verhindert Skorbut, eine Mangelkrankheit, die Zahnfleisch, Haut und Schleimhäute in Mitleidenschaft zieht. Hauptquelle von Vitamin C sind Zitrusfrüchte.

Die wichtigsten Vitamine des B-Komplexes sind Thiamin (B₁), Riboflavin (B₂), Nicotinsäure oder Niacin (B₃), Pyridoxin (B₆), Pantothensäure, Lecithin, Cholin, Inosit, Paraaminobenzoesäure (PABS), Folsäure und Cyanocobalamin (B₁₂). Diese Vitamine haben vielfältige Funktionen im Stoffwechsel und verhüten Krankheiten wie Beriberi und Pellagra. Sie sind überwiegend in Hefe und Leber enthalten. Folsäure beugt Neuralrohrdefekten vor (bei Ungeborenen auftretenden Fehlbildungen des Nervensystems), deshalb wird Schwangeren die Einnahme von Folsäure empfohlen; möglicherweise kann sie zudem Herz-Kreislauf-Krankheiten verhindern.

Den Empfehlungen der Deutschen Gesellschaft für Ernährung zufolge sollten Erwachsene täglich mit ihrer Nahrung zwei bis vier Milligramm Beta-Carotin, 100 Milligramm Vitamin C und 15 Milligramm Vitamin E zu sich nehmen. Abzuraten ist jedoch von der künstlichen Zufuhr von Vitaminpräparaten: Einer 2007 publizierten Metastudie zufolge kann der Zusatz von Beta-Carotin, Vitamin A und E sogar die Sterblichkeit erhöhen (Journal of the American Medical Association).

4.4

Kohlenhydrate

Kohlenhydrate sind in sehr vielen Lebensmitteln die Hauptlieferanten für Energie. Die meisten der an Kohlenhydraten reichen Lebensmittel sind im Vergleich zu protein- oder fettreichen Lebensmitteln preiswert. Im Stoffwechsel werden Kohlenhydrate verbrannt, um Energie zu erzeugen, wobei Kohlendioxid und Wasser freigesetzt werden. Der Mensch vermag auch aus Nahrungsfetten und -proteinen sowie aus Alkohol Energie zu beziehen, was jedoch weniger effizient ist.

Kohlenhydrate lassen sich unterscheiden in Stärke und Zucker. Stärke ist überwiegend in Getreide, Hülsenfrüchten und Knollengemüsen zu finden, während Zucker hauptsächlich in Früchten enthalten ist. Kohlenhydrate werden von den Zellen in Form von Glucose eingesetzt, dem wichtigsten Brennstoff des Körpers. Nach der Resorption durch den Dünndarm wird Glucose in der Leber umgewandelt. Dort wird ein Teil als Glykogen, eine stärkeähnliche Substanz, gespeichert, während der Rest in das Blut gelangt. Zusammen mit Fettsäuren bildet Glucose Triglyceride, Fettverbindungen, die ohne weiteres in leicht verbrennbare Ketonkörper aufgespalten werden können. Glucose und Triglyceride werden über den Blutkreislauf zu den Muskeln und Organen transportiert, wo sie oxidiert werden. Überschüssige Mengen werden als Fett im Fettgewebe und in anderen Geweben gespeichert, um bei geringer Kohlenhydratzufuhr in Glucose zurückverwandelt und verbrannt zu werden.

Am wertvollsten sind Kohlenhydrate z. B. in rohem Getreide, Knollenfrüchten und anderem Gemüse sowie Obst – Lebensmittel, die auch Proteine, Vitamine, Mineralstoffe und Fette liefern. 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 sozusagen „leere Kalorien” zu.

4.5

Fette

Zwar sind Fette knapper vorhanden als Kohlenhydrate, doch erzeugen sie doppelt so viel Energie. Als konzentrierter Brennstoff werden Fette im Körper effizient gespeichert, um später bei geringer Kohlenhydratzufuhr aufgebraucht zu werden. Tiere benötigen Fettreserven, die ihnen über trockene oder kalte Jahreszeiten hinweghelfen – Menschen sind auf Fettreserven angewiesen, wenn Lebensmittel knapp sind. In Industrieländern jedoch, wo Lebensmittel immer verfügbar sind und menschliche Arbeit durch maschinelle Tätigkeiten ersetzt wird, ist Übergewicht ein ernstes Gesundheitsproblem.

Speisefette werden in Fettsäuren aufgespalten, die in das Blut übergehen und körpereigene Triglyceride bilden. Fettsäuren, die so viele Wasserstoffatome wie möglich in der Kohlenstoffkette aufweisen, werden als gesättigte Fettsäuren bezeichnet und finden sich hauptsächlich in tierischen Quellen. Ungesättigte Fettsäuren haben weniger Wasserstoffatome; zu dieser Gruppe zählen die einfach ungesättigten Fettsäuren, denen ein einziges Paar Wasserstoffatome fehlt, und die mehrfach ungesättigten Fettsäuren, denen mehr als ein Paar fehlt. Mehrfach ungesättigte Fette sind überwiegend in Keimölen enthalten. Man hat festgestellt, dass gesättigte Fette im Blut den Cholesterinspiegel heben, während mehrfach ungesättigte Fette ihn senken. Gesättigte Fette sind bei Raumtemperatur im Allgemeinen fest und mehrfach ungesättigte Fette flüssig. Der Fettanteil in der Ernährung sollte nicht auf deutlich weniger als 30 Prozent gesenkt werden, da dies den Anteil des ernährungsphysiologisch wertvollen HDL-Cholesterins zu weit reduziert. Die typisch mediterrane Küche, in der u. a. Olivenöl, Fisch, Obst und Gemüse eine wichtige Rolle spielen, gilt als vorbeugend gegen Herzerkrankungen.