Grundlagen der Ernährung/ Grundlagen

Nahrungsmittel

Nahrungsmittel dienen der menschlichen Ernährung und erfüllen damit zwei entscheidende Aufgaben: Der Versorgung mit Energie sowie der Versorgung mit lebenswichtigen Stoffen zur Aufrechterhaltung der Körperfunktionen. Nahrung kann dabei tierischen oder pflanzlichen Ursprungs sein. Zum Teil wird Nahrung heute auch synthetisch (in chemischen Verfahren) hergestellt, so dass eine direkte Zuordnung zu pflanzlichem oder tierischem Ursprung unter Umständen nicht mehr möglich ist.

Genussmittel bezeichnen Nahrungsmittel oder Konsumgüter mit anregender Wirkung, die kaum oder keine Nährstoffe enthalten und nicht direkt der Ernährung dienen. Beispiele sind:

• Kaffee, Tee
• Alkohol
• Gewürze
• Tabak

Bestandteile von Nahrungsmitteln

Nahrung setzt sich im Wesentlichen aus drei Komponenten zusammen, die in jedem Lebensmittel in einem bestimmten Verhältnis vorkommen:

• Wasser
• Makronährstoffe
• Mikronährstoffe

Eine vierte Komponente bilden die Ballaststoffe, die eine gewisse Sonderstellung einnehmen. Daneben gibt es noch Sekundäre Pflanzenstoffe, die v.a. in bestimmten Pflanzen vorkommen und eine positive Wirkung auf viele Prozesse im menschlichen Körper haben.

Systematik der grundlegenden Bestandteile der Nahrung

Wasser ist die Grundlage von nahezu allen Nahrungsmitteln und bildet bei den meisten Lebensmittel den größten Anteil. Bei Obst liegt er meist deutlich über 90 %. Je geringer der Wasseranteil ist, umso höher ist die Energiedichte des Lebensmittels, also der Energiegehalt je 100 Gramm. Lebensmittel wie Butter oder Schokolade haben nur einen sehr geringen Wasseranteil und enthalten damit je 100 Gramm sehr viel Energie.

Zu den Makronährstoffen zählen die Energieträger, das heißt die Anteile der Nahrung, welche Energie für den Stoffwechsel enthalten. Dazu zählen traditionell die drei Arten Kohlenhydrate, Fett und Eiweiß (Proteine). Als viertes zählt hier auch Alkohol dazu, da er ebenfalls Energie enhält.

Zu den Mikronährstoffen zählen Vitamine und Mineralstoffe. Sie enthalten keine Energie, sind jedoch für die Aufrechterhaltung vieler Körperfunktionen wichtig.

Ballaststoffe sind für den Menschen unverdauliche pflanzliche Stoffe, die vom Verdauungssystem nicht verwertet werden können. Sie fördern die Verdauung, haben sonst jedoch keine Bedeutung für die menschliche Ernährung. Chemisch gesehen sind fast alle Ballaststoffe Kohlenhydrate (mit Ausnahme von Lignin), weshalb man sie auch als Untermenge der Kohlenhydrate sehen kann. Im deutschen Lebensmittelhandel werden sie hingegen meist getrennt betrachtet. Hier würde eine Angabe der Form "12,6 g Kohlenhydrate, 2,0 g Ballaststoffe" bedeuten, dass der eigentliche Kohlenhydratanteil 14,6 g beträgt, die 2 g Ballaststoffe also nicht unter die 12,6 g fallen.

Zu den Sekundären Pflanzenstoffen zählen eine Vielzahl an Stoffen und Stoffgruppen, die v.a. in Pflanzen vorkommen und eine positive Wirkung auf den Körper besitzen bzw. an verschiedenen Prozessen beteiligt sind. Bekannt ist z.B. die Gruppe der Carotinoide, von denen einige für die kräftigen Farben in manchen Obst- und Gemüsesorten verantwortlich sind (z.B. Karotten, Tomaten, Paprika, Pfirisch). Manche dieser Carotinoide sind auch ein Provitamin A, d.h. der menschliche Körper kann aus diesen Stoffen das Vitamin A bilden. Weitere bekannte sekundäre Pflanzenstoffe sind Sulfide und Flavonoide.

Um Nahrungsmittel besser miteinander vergleichen zu können, werden Inhaltsstoffe zumeist auf eine Portionsgröße von 100 Gramm bezogen. Makronährstoffe und Wasser nehmen dabei den größten Teil ein. Der Anteil einzelner Vitamine oder Mineralstoffe liegt meist im Bereich von deutlich unter einem Gramm.

Die hier aufgezählten elementaren Anteile der Nahrung unterteilen sich in viele Unterarten, die spezielle Eigenschaften haben oder bestimmte Funktionen bei der Ernährung besitzen. Dazu zählen bspw. Zucker, Stärke, gesättigte Fettsäuren, Spurenelemente etc. Diese verschiedenen Formen und ihre Bedeutung werden im weiteren Verlauf des Buches ausführlich behandelt.

Essenzielle und Nicht-essenzielle Nährstoffe

Man kann die Bestandteile der Nahrung auch in essenzielle und nicht-essenzielle Bestandteile unterteilen. Essenzielle Bestandteile sind die, welche für den menschlichen Körper zur Erfüllung seiner Aufgaben notwendig sind, da er sie selber nicht herstellen kann. Sie müssen regelmäßig zugeführt werden und umfassen vor allem die meisten Vitamine und Mineralstoffe, einige Proteine (Aminosäuren) sowie die ungesättigten Fettsäuren.

Nicht-essenzielle Bestandteile sind z.B. Ballaststoffe (die zwar einen positiven Einfluss auf die Verdauung haben, jedoch vom Körper nicht verwertet werden und daher nicht essenziell sind). Auch Kohlenhydrate (insbesondere Zucker) kann als nicht-essenziell betrachtet werden, da sie zwar Energie liefern, eine Ernährung primär aus Eiweißen und Fettsäuren jedoch auch theoretisch möglich ist (wohingegen eine Ernährung ohne Fett oder Eiweiß langfristig zu Funktionsstörungen führt). Diese als Keto-Diät bezeichnete Ernährung ist Gegenstand aktueller Forschung und wird teils kontrovers bzgl. Nutzen und gesundheitlicher Risiken diskutiert.

Zusammensetzung unserer Ernährung

Die Ernährung des Menschen ist stark von kulturellen Einflüssen und Gegebenheiten geprägt und weiterhin von vielen persönlichen Faktoren. Manchmal wird folgende Empfehlung für eine vollwertige oder sinnvolle Ernährung genannt:

Nährstoff	Anteil an der Ernährung
Kohlenhydrate	55 .. 60 %
Fett	30 %
Eiweiß	10 .. 15 %

Dabei beziehen sich die Daten nicht auf eine bestimmte Mahlzeit oder bestimmte Lebensmittel, sondern auf die gesamte Nahrung, die an einem Tag konsumiert wird.

Obwohl diese Empfehlung heute vielfach als überholt angesehen wird und eine kohlenhydratarme Ernährung ebenso gut möglich scheint, kann davon ausgegangen werden, dass für viele Menschen in unserem Kulturraum etwa diese Aufteilung zutreffend ist. Zudem halten auch große Ernäherungsgesellschaften wie die DGE an der obigen Empfehlung für eine optimale Ernährung fest. Der verhältnismäßig hohe Anteil an Kohlenhydraten entsteht dann bspw. durch Zutaten wie Brot- und Teigwaren, Kartoffeln, Nudeln oder Gebäck, die hierzulande Grundlage oder Bestandteil vieler Mahlzeiten sind und größtenteils aus Kohlenhydraten bestehen. Auch die meisten Obst- und Gemüsesorten bestehen weitgehend aus Kohlenhydraten, der Anteil daran ist jedoch gering.

Nährstoffzusammensetzung einiger ausgewählter Lebensmittel

Die nebenstehende Grafik veranschaulicht die durchschnittliche Zusammensetzung einiger ausgewählter Lebensmittel (Quelle: Food Compare). Die Beispiele sind nach ihrem Wasseranteil sortiert, der bspw. beim Obst bei weit über 90 % liegen kann und bei Schokolade nahezu null ist. Da Wasser keine Energie enthält, steigt auch der Energiegehalt mit zunehmend geringeren Wasseranteil (so hat enthält ein Apfel nur wenig Kalorien je 100 Gramm, Schokolade hingegen sehr viel). Energie und Energiezusammensetzung werden in einem separaten Kapitel dieses Buches thematisiert.

Menschen, die eine bestimmte Diät verfolgen, können dies auf zwei Weisen machen:

1. Sie können bestimmte Nahrungsmittel aus ihrem Speiseplan ausschließen
2. Sie können die Menge der täglich zugeführten Nahrung erhöhen (zunehmen) oder senken (abnehmen)

Im ersten Fall kann sich damit die Zusammensetzung der Ernährung ändern. Bei einer Low-Carb-Diät (Verzicht auf Kohlenhydrate) würden automatisch Fett- oder Eiweißanteil steigen. Veganer haben, je nach genauer Umsetzung ihrer Diät, oft einen höheren Kohlenhydratanteil. Diäten können also hier das Verhältnis verschieben, jedoch ist der Spielraum nicht allzu groß, da es nur die drei genannten Arten von Makronährstoffen gibt. Da Eiweiß in unserer Nahrung vergleichsweise wenig vorkommt, wäre es beispielsweise kaum sinnvoll möglich, sich sowohl fett- als auch kohlenhydratarm zu ernähren.

Angaben zu Inhaltsstoffen

Auf fast allen Lebensmitteln findet man Tabellen mit den grundlegenden Inhaltsstoffen. Die Hersteller sind in den meisten Fällen verpflichtet, eine solche Tabelle auf dem Produkt abzubilden. Diese kann bspw. den folgenden Aufbau haben (Beispiel: Apfel):

Bestandteil	Anteil
Kohlenhydrate	11,2 g
... davon Zucker	10,0 g
Ballaststoffe	2,4 g
Fett	0,15 g
Eiweiß	0,28 g
Nährwert	239 kJ / 57 kcal

Die Angaben beziehen sich stets auf 100 Gramm, was den Vergleich von Lebensmitteln untereinander vereinfacht. Um bei einem gegebenen Produkt die entsprechende Menge an Inhaltsstoffen bzw. den genauen Nährwert zu ermitteln, muss man hierbei jedoch die Tabelle auf das Gewicht des Lebensmittels umrechnen. Für einen Apfel, der 150 Gramm wiegt, muss man die Werte in der Tabelle entsprechend mit 1,5 multiplizieren. So enthält der Apfel dann rund 16,8 g Kohlenhydrate (davon 15 g Zucker), 3,6 g Ballaststoffe usw. Manchmal werden zu den 100 Gramm auch in einer weiteren Spalte handelstypische Portionsgrößen mit den entsprechenden Werten abgebildet, was dem Verbrauchen an der Stelle die Umrechnung abnimmt. Zudem gibt es verschiedene Websites, die Lebensmitteldatenbanken enthalten und die Inhaltsstoffe für eine beliebige Portionsgröße berechnen können.

Inhaltsangaben, wie oben abgebildet, sind immer nur durchschnittliche Angaben und sollten als Näherungswerte verstanden werden. Vor allem die Zubereitungsart (Apfel mit Schale oder geschält), das Alter eines Lebensmittels (frisch, abgestanden), die Herkunft, Verarbeitung, Lagerung und das ggf. Erhitzen vor dem Verzehr haben einen großen Einfluss auf die tatsächliche Menge an Inhaltsstoffen bzw. den resultierenden Energiegehalt. Auch hierfür gibt es Websites, welche die Einstellung unterschiedlicher Zubereitungsarten oder Erhitzungsarten erlauben und somit ein genaueres Ergebnis liefern können.

In seltenen Fällen finden sich auch noch Angaben zu Vitaminen und Mineralstoffen in den Tabellen. Diese liegen meist im Bereich von Milligramm (mg) oder ggf. auch Mikrogramm (µg). Ein Apfel enthält z.B. ca. 4,5 mg Vitamin C je 100 Gramm. Für die meisten Menschen sind solche Angaben wenig aussagekräftig. Erst wenn man den Tagesbedarf von Vitamin C kennt, der beim Erwachsenen rund 100 mg pro Tag beträgt, kann man die Angabe sinnvoll einschätzen. Da die wenigsten Menschen die genauen Tages-Referenzwerte von Mineralstoffen und Vitaminen kennen (sofern es überhaupt klar definierte Referenzwerte gibt), wird in den Tabellen dann tw. auch zusätzlich der Anteil am Tagesbedarf angegeben.

Grundlagen der Verdauung

Überblick

Das Verdauungssystem des Menschen ist ein rund 7 Meter langer Kanal, der vom Mund zum After führt. Der Magen-Darm-Trakt stellt hierbei den Hauptteil dar. Daneben zählen aber noch Leber, Gallenblase und Bauchspeicheldrüse zum Verdauungssystem.

Wichtige Elemente des Verdauungstrakts sind:

• Mundhöhle: Aufweichen der Nahrung mittels Speichel
• Speiseröhre: Transport des Speisebreis zum Magen
• Magen: Speicherung der Nahrung, Desinfektion, Beginn erster Verdauungsprozesse
• Dünndarm: Aufnahme von Nährstoffen, Vitaminen, Mineralstoffen und Wasser
• Dickdarm: Entzug des Wassers aus dem Speisebrei, Zwischenlagerung und Ausscheidung (Mastdarm)

Mundraum und Speiseröhre

Der Verdauungsprozess beginnt bereits im Mund. Die Speicheldrüsen produzieren pro Tag 0,5 bis 2 Liter Speichel, um den Nahrungsbrei in der Mundhöhle zu einem gleitfähigen Brei zu verarbeiten.

Es gibt drei Arten von Speicheldrüsen in der Mundhöhle:

• Unterzungenspeicheldrüse
• Unterkieferspeicheldrüse
• Ohrspeicheldrüse

Unterzungen- und Unterkieferspeicheldrüse münden unter der Zunge in den Mundraum. Die Ohrspeicheldrüse mündet in der oberen Mundhöhle, auf Höhe des zweiten oberen Mahlzahns. Der Speichel entstammt dem Blutserum und enthält daher viele Mineralstoffe. Diese können sich als Zahnstein an den Zähnen ablagern, insbesondere am Ausgang der Speicheldrüsen.

Die nun aufgeweichte Nahrung gelangt durch die Speiseröhre zum Magen. Diese besteht aus einer Schleimschicht sowie einer Muskelschicht zum Transport der Nahrung. Damit ist es möglich, dass die Nahrung in jeder Körperposition (im Grunde auch bei einem Kopfstand) in Richtung Magen befördert werden kann.

Magen

Der Magen besteht im Wesentlichen aus den folgenden Teilen:

• Mageneingang
• Magenkörper
• Pförtner

Der Speisebrei gelangt durch den Mageneingang in den Magen, wo er für den eigentlichen Verdauungsprozess im Dünndarm vorbereitet wird und eine Zeit lang verweilt. Der Magen hat dabei drei grundlegende Funktionen:

• Speichern
• Desinfizieren
• Verdauen

Der Magen speichert in erster Linie Nahrungsbrei und gibt ihn in kleinen Mengen gleichmäßig an den Darm weiter. Dies ermöglicht dem Menschen, die Nahrung mit wenigen größeren Mahlzeiten am Tag aufzunehmen und dabei trotzdem gleichmäßig mit Nährstoffen versorgt zu werden.

Zur Abtötung von Bakterien (Desinfektion) produziert der Magen täglich rund einen Liter Salzsäure (pH-Wert 1 bis 1,5). Zum Schutz vor der eigenen Säure ist der Magenkörper dabei mit einer Schleimschicht überzogen. Manchmal kann es passieren, dass diese durch den Mageneingang zurückläuft und ein unangenehmes Brennen in der Speiseröhre auslöst. Dies ist gemeinhin als Sodbrennen bekannt. Bei einer generell zu hohen Produktion von Magensäure oder einer zu gering ausgeprägten Schleimhaut kann es passieren, dass der Magen sich selbst verdaut. Es kommt zum Magengeschwür.

Im Magen beginnen auch erste Verdauungsprozesse.

• Die Nahrung wird weiter zerkleinert und zermahlt, so dass sie vom Darm besser verarbeitet werden kann.
• Der Pförtner am unteren Ende des Magens prüft, ob der Speisebrei bereit für die Weiterverarbeitung im Darm ist. Ist dies der Fall, wird sie in kleinen Mengen an den anschließenden Dünndarm weitergegeben.
• Weiterhin wird im Magen mittels des Enzyms Pepsin Eiweiß aufgespalten, so dass es später im Dünndarm abgebaut werden kann.

Dünndarm

Überblick

Der Dünndarm besteht aus drei Abschnitten:

• Zwölffingerdarm
• Leerdarm
• Krummdarm

Im Dünndarm findet der größte Teil der Verdauung und insbesondere die Nährstoffaufnahme statt. Um möglichst viele Nährstoffe aufnehmen zu können, ist der Darm mit einer Länge von ca. 5 Metern auffällig lang. Zusätzlich besitzt er Zotten (fingerartige Ausstülpungen) und Krypten (Einstülpungen), welche seine Gesamtfläche auf insgesamt rund 4 qm vergrößern, um damit der Nahrung so viel Nährstoffe wie möglich zu entziehen.

Der Dünndarm besteht aus Ringmuskeln, die sich kurz nacheinander aufeinanderfolgend verengen und somit den Speisebrei nach vorn bewegen. Diese Bewegung wird auch als Kontraktion oder Peristaltik bezeichnet. Neben den Ringmuskeln gibt es Längsmuskeln, die bewirken, dass zwischen den einzelnen Schüben die Nahrung gut mit den Verdauungssäften durchmischt wird.

Zwölf-Finger-Darm

Der Zwölffingerdarm schließt direkt an den Magen an und ist etwa 25 bis 30 cm lang (so lang wie etwa 12 Finger nebeneinander breit sind). Er geht dann nahtlos in den Leerdarm über. Im Zwölffingerdarm münden die Ausführungsgänge der beiden großen Verdauungsdrüsen: Gallenblase und Bauchspeicheldrüse.

Die Bauchspeicheldrüse liefert eine Vielzahl an Enzymen, die für die Verdauung notwendig sind. Die mit der Leber verbundene Gallenblase liefert die Gallensäure (Galle), die für die Fettverdauung von Bedeutung ist. Beide Drüsen liefern damit unerlässliche Stoffe, welche die Aufnahme der Nahrung in den nachfolgenden Darmabschnitten erst ermöglichen.

Hauptaufgabe des Zwölffingerdarms ist die Neutralisierung des Speisebreis. Da dieser direkt vom Magen kommt, hat er einen sehr niedrigen pH-Wert von etwa 2. Der Zwölf-Finger-Darm erhöht diesen Wert mittels eines neutralisierenden Sekrets, so dass der Speisebrei wieder einen normalen pH-Wert erlangt und keine Schäden im Darmbereich verursacht.

Leerdarm

Der Leerdarm ist etwa 2 Meter lang und hat seinen Namen dadurch erhalten, dass er nach dem Tod meist leer ist. Im Leerdarm befinden sich ein Großteil der Darmzotten, welche die Nährstoffe aufnehmen (Resorption). Der Leerdarm resorbiert den Hauptteil der Nährstoffe der Nahrung mittels Enzymen, welche die Nährstoffe (Kohlenhydrate, Fette, Eiweiße) entsprechend aufspalten. Diese Prozesse werden in den einzelnen Kapiteln zu den Makronährstoffen später noch näher erläutert.

Die im Darm extrahierten Nährstoffe gelangen über die Darmzotten ins Blut, wo sie entweder an die Zellen weitergeben werden (Glukose) oder zur Leber gelangen, welche diese weiterverarbeitet bzw. zur Speicherung einlagert. Zusätzlich besitzen die Zotten eine Vielzahl an Drüsen, die weitere Verdauungssäfte in den Dünndarm abgeben.

Krummdarm

Der Krummdarm ist der letzte und mit ca. 3 Metern auch längste Abschnitt des Dünndarms. Der Übergang zwischen Leerdarm und Krummdarm ist fließend und nur schwer abzugrenzen.

Im Krummdarm verschwinden die Zotten und Darmfalten allmählich und es werden hier nur noch wenig Nährstoffe aufgenommen. Der Krummdarm dient v.a. der Aufnahme von Wasser aus dem Speisebrei sowie der Reabsorption (Rückgewinnung) der Gallensäure, die jetzt wieder zurück in die Gallenblase gelangt. Im Krummdarm werden zudem Vitamine und Mineralstoffe aufgenommen.

Der Krummdarm endet an der sogenannten Bauhin-Klappe, welche den Übergang zum Dickdarm markiert.

Dickdarm

Der Dickdarm ist etwa 1 bis 1,5 m lang und im Vergleich zum Dünndarm relativ dick. Er ist durch eine ausgeprägte Bakterienkultur gekennzeichnet, welche einige Reststoffe zersetzen, die der menschliche Körper selbst nicht verdauen kann. Es ist damit auch der Ort, an dem Blähungen entstehen.

Hauptaufgabe des Dickdarms ist es, die Flüssigkeiten, die bei der Verdauung benötigt werden, zu reabsorbieren. Der Stuhl wird hierbei zunehmend dicker und fester, gleichzeitig wird relativ viel Wasser dem Körper zurückgeführt. Bei Durchfall gibt es jedoch nur eine sehr kurze oder gar keine Verweildauer des Stuhls im Dickdarm, was dann zu einem hohen Wasser- und Mineralstoffverlust führt.

Der Dickdarm wird in drei Abschnitte gegliedert:

• Blinddarm
• Grimmdarm
• Mastdarm (Enddarm, Rectum)

Die Bauhin-Klappe trennt Dünndarm und Dickdarm von einander. Sie lässt den Nahrungsbrei nur in eine Richtung laufen und verhindert damit, dass die im Dickdarm angesiedelten Bakterien in den Dünndarm gelangen können.

Der Blinddarm ist der erste Teil des Dickdarms. Seinen Namen erhielt er, da er blind unterhalb des Ausgangs des Dünndarms sackartig endet. Beim Menschen ist er nur etwa 6 bis 8 cm lang, bei Pflanzenfressern und insbesondere Nicht-Wiederkäuern ist er jedoch deutlich länger und ermöglicht damit auch die Verdauung langkettiger Kohlenhydrate aus Pflanzen. Der Blinddarm hat für den Verdauungsprozess beim Menschen keine nennenswerte Funktion, spielt jedoch für das Immunsystem eine wichtige Rolle.

Der Grimmdarm (Kolon) ist der Hauptteil des Dickdarms, der umgangssprachlich auch direkt als Dickdarm bezeichnet wird. Er entzieht dem Stuhl Wasser und fügt Schleim bei, so dass er für die Ausscheidung gleitfähig wird. Bekannt ist der Grimmdarm für seine hohe Anzahl an Bakterien, die jedoch in diesem Darmabschnitt selbst harmlos sind. Sie spalten z.T. schwer verdauliche Reststoffe, im Dickdarm selbst findet jedoch keine Nahrungsaufnahme mehr statt.

Der Mastdarm (auch Enddarm, Rectum) hat ähnlich dem Magen eine Speicherfunktion. Er speichert Stuhl, so dass dieser i.d.R. nur einmal täglich ausgeschieden werden muss. Er ist 15 bis 20 cm lang und wird manchmal auch als eigenständiger Darmabschnitt betrachtet.