Ernährung und Stoffwechsel für das berufliche Gymnasium Ernährung/Hauswirtschaft

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1 Stefan Dörr, Elvira Martin Ernährung und Stoffwechsel für das berufliche Gymnasium Ernährung/Hauswirtschaft 1. Auflage Bestellnummer 92370

2 Haben Sie Anregungen oder Kritikpunkte zu diesem Produkt? Dann senden Sie eine an Autoren und Verlag freuen sich auf Ihre Rückmeldung. Zugangscode d70ef0 1.de Bildungsverlag EINS GmbH Sieglarer Straße 2, Troisdorf ISBN Copyright 2009: Bildungsverlag EINS GmbH, Troisdorf Das Werk und seine Teile sind urheberrechtlich geschützt. Jede Nutzung in anderen als den gesetzlich zugelassenen Fällen bedarf der vorherigen schriftlichen Einwilligung des Verlages. Hinweis zu 52a UrhG: Weder das Werk noch seine Teile dürfen ohne eine solche Einwilligung eingescannt und in ein Netzwerk eingestellt werden. Dies gilt auch für Intranets von Schulen und sonstigen Bildungseinrichtungen.

3 Inhaltsverzeichnis Kapitel 1: Essen zwischen Gesundheit und Genuss Ernährung im Wandel der Zeit Ernährung in der Industriegesellschaft Überblick über die Ernährungseinflüsse in der Industriegesellschaft Ernährungssituation von Jugendlichen und Erwachsenen in Deutschland Und so sieht es bei den Erwachsenen aus Ernährung als Basisfaktor der Gesundheit Gesundheit was ist das? Folgen der heutigen Ernährungsweise auf die Gesundheit Was nun? Prävention Kapitel 2: Energiehaushalt Energie: Definition und Maßeinheiten Kalorien oder Joule? Die Energie, die in den Nahrungsmitteln steckt Physikalischer Brennwert Der physiologische Brennwert Indirekte Kalorimetrie Der respiratorische Quotient Der Energiebedarf des Menschen Der Grundumsatz (GU) Wie kann man den GU bestimmen? Der Leistungsumsatz Die postprandiale Thermogenese Weitere Einflussfaktoren auf den Energieverbrauch Die Währung der Energie im Körper Kapitel 3: Energieliefernde Nährstoffe Kohlenhydrate Stereochemie Fischer-Projektion Chiralität Optische Aktivität und Polarimetrie Chemie der Monosaccharide Einführung und Einteilung Ringbildung und HAWORTH-Formel Mutarotation Mono- und Disaccharide Nachweisreaktionen für Monosaccharide Reaktionen der Monosaccharide Disaccharide... 42

4 4 Inhaltsverzeichnis Allgemeines Wichtige Disaccharide Benennung der Disaccharide Saure Hydrolyse Eigenschaften der Mono- und Disaccharide Polysaccharide Pflanzliche Stärke Glykogen (tierische Stärke) Dextrine Cellulose Pektine Funktionen der Kohlenhydrate im menschlichen Organismus Tagesbedarf, Mangel und Überfluss Kann es Kohlenhydratmangel geben? Und zu viel? Machen Kohlenhydrate dick? Vorkommen der Kohlenhydrate in Lebensmitteln Blickpunkt Zucker Leerkorn Ballaststoffe: nicht nur gegen Verstopfung Warum sind Ballaststoffe so wichtig in der Ernährung? Der Tagesbedarf und das Vorkommen an Ballaststoffen in Lebensmitteln Der Glykämische Index Zuckeraustauschstoffe Süß, aber keine Kohlenhydrate Süßstoffe Laktoseintoleranz: Kohlenhydrate, die Bauchweh machen Kapitel 4: Energieliefernde Nährstoffe Lipide Einteilung Fettsäuren Einteilung und Nomenklatur Eigenschaften der Fettsäuren Essenzielle Fettsäuren Triacylglyceride (Triglyceride) Bildung der Triglyceride Einteilung und Nomenklatur Eigenschaften der Neutralfette Fettverderb Hydrolytische Spaltung Hitzespaltung Autoxidation Komplexe Lipide Phosphoglyceride (Phospholipide) Sphingolipide Eigenschaften und Aufgaben der Phosphoglyceride und Sphingolipide Nicht verseifbare Lipide Steroide Sterine Carotinoide... 78

5 4.7 Funktionen der Fette im Organismus Bedeutung der mittelkettigen Fettsäuren (MCT) Die Funktionen der mehrfach ungesättigten, langkettigen Fettsäuren Tagesbedarf an Fetten und essenziellen Fettsäuren Vorkommen von Fetten in Lebensmitteln Mangel an essenziellen Fettsäuren Zu viel Fett Kapitel 5: Energieliefernde Nährstoffe Proteine Aminosäuren Struktur und Nomenklatur der Aminosäuren Eigenschaften der Aminosäuren Trennverfahren für Aminosäuren Reaktionen von Aminosäuren Peptide Peptidbindung Strukturformeln und Nomenklatur Struktur der Peptide Einteilung und Eigenschaften der Eiweiße De- und Renaturierung von Proteinen Aminosäuren- und Proteinnachweise Xanthoproteinreaktion Ninhydrinreaktion Biuret-Reaktion Funktionen der Proteine im menschlichen Organismus Der Tagesbedarf an Proteinen Die Stickstoffbilanz, Mindestproteinbedarf Tagesbedarf an Proteinen Proteinmangel Erhöhter Proteinbedarf Überhöhter Proteinkonsum Vorkommen der Proteine in Lebensmitteln Beurteilung der Proteinqualität Zöliakie eine von Proteinen verursachte Krankheit Kapitel 6: Nichtenergieliefernde Nährstoffe Vitamine Vitamine Überblick über die Funktionen der Vitamine Vitamine als Coenzyme Vitamine in speziellen Zellen Vitamine mit Schutzfunktion Wie viel? Zu wenig? Zu viel? Bedarf und Mangel an Vitaminen Ursachen für Vitaminmangel Entstehung eines Vitaminmangels Zubereitungsverluste Und zu viel? Vitamin A (Retinol) Inhaltsverzeichnis 5

6 6 Inhaltsverzeichnis Struktur und wirksame Metaboliten Funktionen Bedarf und Vorkommen in Lebensmitteln Mangelerscheinungen und gefährdete Personengruppen b-carotin (Provitamin A), Carotinoide Struktur und Metabolite Funktionen Bedarf und Vorkommen in Lebensmitteln Mangelerscheinungen Vitamin D (Calciferole) Struktur und Metabolite Funktionen Bedarf und Vorkommen in Lebensmitteln Mangelerscheinungen und gefährdete Personengruppen Gefährdete Personengruppen Vitamin C (Ascorbinsäure) Struktur Funktionen Bedarf und Vorkommen in Lebensmitteln Mangelerscheinungen und gefährdete Personengruppen Vitamin B 1 (Thiamin) Struktur Funktionen Bedarf und Vorkommen in Lebensmitteln Mangelerscheinungen und gefährdete Personengruppen Folsäure Struktur Funktionen Bedarf und Vorkommen in Lebensmitteln Mangelerscheinungen und gefährdete Personengruppen Überblick: Übrige Vitamine Kapitel 7: Nichtenergieliefernde Nährstoffe Mineralstoffe, Spurenelemente und Wasserhaushalt Mineralstoffe und Spurenelemente Einteilung: Mengenelemente und Spurenelemente Kurzüberblick der Funktionen Ursachen von Mineralstoffmangel Natrium und Chlorid Calcium Funktionen Bedarf Resorption und Bioverfügbarkeit Vorkommen in Lebensmitteln Mangelerscheinungen und gefährdete Personengruppen Supplemente: ja oder nein? Eisen Funktionen Bedarf, Vorkommen in Lebensmitteln und Bioverfügbarkeit Mangelerscheinungen

7 7.4.4 Gefährdete Personengruppen Und zu viel? Jod Funktionen Regulation des Thyroxinstoffwechsels Bedarf und Vorkommen in Lebensmitteln Mangelerscheinungen Gefährdete Personengruppen Überblick: Spurenelemente Wasser Der Wassergehalt des Organismus Verteilung des Wassers im Organismus Wasserbilanz Funktionen des Wassers im Organismus Regulation des Wasserhaushalts Der Wasserbedarf Säure-Base-Haushalt Säure-Base-Belastung des Körpers Puffersysteme Henderson-Hasselbalch-Gleichung Pufferungskurven Puffersysteme des Blutes Kohlensäure-Hydrogencarbonat-Puffer Störungen des Säure-Base-Haushalts (Acidose und Alkalose) Bioaktive Substanzen Sekundäre Pflanzenstoffe Pre- und Probiotika Kapitel 8: Verdauung und Stoffwechsel Die Verdauung Die Verdauungsorgane Verdauung der Kohlenhydrate Verdauung der Fette Verdauung der Proteine Grundlagen des Zellstoffwechsels Aufbau der Zelle Wichtige Moleküle des Stoffwechsels Enzyme Stoffwechsel der Kohlenhydrate Glykolyse Oxidative Decarboxylierung Citratzyklus (KREBS-MARTIUS-Zyklus) Glykogenstoffwechsel Glukoneogenese Stoffwechsel anderer Zucker Stoffwechsel der Lipide Mobilisierung des Fettspeichers Abbau des Glycerins Abbau der Fettsäuren Aufbau von Fettsäuren und Lipogenese Inhaltsverzeichnis 7

8 8 Inhaltsverzeichnis Ketogenese Stoffwechsel des Cholesterins Stoffwechsel der Aminosäuren Allgemeine Reaktionen Schicksal des Ammoniaks Schicksal des Kohlenstoffskeletts Endoxidation (Atmungskette) Grundlagen Redoxsysteme der Atmungskette Kapitel 9: Bedarfsgerechte Ernährung gesunder Menschen Einschätzen des Ernährungsstatus Ermitteln des Nährstoffbedarfs Der Ernährungsstatus Nährstoffbedarf Ermitteln der Nahrungsaufnahme Nährstoffbedarf und Empfehlungen für die Nährstoffzufuhr Wie viel braucht der Mensch? Nährstoffdichte und Nährwertrelation Empfehlungen für die Energie- und Nährstoffzufuhr in verschiedenen Lebensabschnitten und Lebensumständen Gesunde Erwachsene Schwangere Ernährung in der Stillzeit Ernährung von Säuglingen Ernährung von Kindern und Jugendlichen Sportler Senioren Modelle für die Praxis einer bedarfsgerechten Ernährung Der Ernährungskreis Die Ernährungspyramide Bewertung des Lebensmittelangebotes Qualität von Lebensmitteln Kapitel 10: Bedarfsgerechte Ernährung kranker Menschen Adipositas Gewichtsbestimmung nach dem Body Mass Index (BMI) Wo der Speck sitzt, ist nicht gleichgültig Ursachen von Übergewicht oder: Wie wird man eigentlich dick? Welche Folgen hat Übergewicht? Wann ist eine Gewichtsreduktion indiziert? Die Therapie des Übergewichtes Der Jo-Jo-Effekt Beurteilung von Reduktionsdiäten Nulldiät oder gar nichts mehr essen? Diabetes mellitus Typ Der Blutzuckerspiegel Die diabetische Stoffwechsellage Folgen der diabetischen Stoffwechsellage

9 Die diätetische Therapie des Typ-1-Diabetikers unter intensivierter konventioneller Insulintherapie (= ICT) Die diätetische Therapie des Typ-1-Diabetikers unter konventioneller Insulintherapie Diabetes mellitus Typ Die diabetische Stoffwechsellage beim Typ-2-Diabetiker Die diätetische Therapie des nicht insulinpflichtigen Typ-2-Diabetikers Die diätetische Therapie des tablettenpflichtigen Typ-2-Diabetikers Die diätetische Therapie des insulinpflichtigen Typ-2-Diabetikers Hypertonie (Bluthochdruck) Ursachen Folgen der Hypertonie Die diätetische Therapie der Hypertonie Hyperurikämie (Gicht) Ursachen Purin- und Harnsäurestoffwechsel Folgen erhöhter Harnsäurewerte Die diätetische Therapie der Gicht Fettstoffwechselstörungen (Hyperlipoproteinämien) und Arteriosklerose Blutfette und Fettstoffwechsel Der Transport der Fette im Blut Fettstoffwechsel Der Lipoproteinstoffwechsel Einfluss von Körpergewicht, Ernährung und Lebensumständen auf die Blutfette Folgen erhöhter Blutfette: Arteriosklerose Die diätetischetherapie der Hypercholesterinämie Die diätetische Therapie der Hypertriglyceridämie Das metabolische Syndrom Unter- und Mangelernährung Wie stellt man Untergewicht und Mangelernährung fest? Ursachen des Untergewichts Protein-Energie-Malnutrition PEM Folgen chronischer Unterernährung Essstörungen Anorexia nervosa Folgen Bulimia nervosa Folgen Ursachen Prävention und Therapie Kapitel 11: Ernährung und Gesundheitsrisiken Fremd-, Schad- und Zusatzstoffe in Lebensmitteln Was heißt hier giftig? Risikoabschätzung Primär giftige Schadstoffe Sekundär giftige Schadstoffe Inhaltsverzeichnis 9

10 10 Inhaltsverzeichnis Lebensmittelzusatzstoffe Fremdstoffe als Verunreinigungen durch die industrielle Produktion Fremdstoffe als Rückstände aus der landwirtschaftlichen Produktion von Lebensmitteln Koffein Koffeinhaltige Getränke Koffeinresorption Koffeinabbau in der Leber Wirkungen des Koffeins Geht eine Gesundheitsgefährdung von Koffein aus? Alkohol Resorption und Abbau Wirkungen des Alkohols auf den menschlichen Organismus Lebensmittelmikrobiologie und Hygiene Lebensmittelverderb Ursachen für den Verderb von Lebensmitteln Verderb durch Mikroorganismen Schimmelpilze und Hefen Wie sollte man mit verschimmelten Lebensmitteln umgehen? Bakterien Salmonellen Übersicht über häufig vorkommende, lebensmittelverderbende Bakterien Viren BSE Bovine spongioforme Enzephalopathie (Rinderwahnsinn) Prävention mit dem HACCP-System Kapitel 12: Ernährung und Gesellschaft Konventionelle und ökologische Landwirtschaft Landwirtschaft Landwirtschaft in der Dauerkrise Ökologische Krise Wege aus der Krise Lebensmittelrecht und Lebensmittelkennzeichnung Kennzeichnungspflicht für Lebensmittel Erweiterte Nährwertinformationen Überwachung des Lebensmittelgesetzes Diätetische Lebensmittel Kennzeichnung diätetischer Lebensmittel Essen mit Zusatznutzen? Functional Food, Nutraceuticals, Wellness Food, Designer Food, Phytochemicals Interessenskonflikt: Lebensmittel/Arzneimittel Health Claims Im Handel befindliche Produkte Beurteilung Nahrungsergänzungsmittel Nahrungsergänzungsmittel Was ist geeignet, die Nahrung zu ergänzen?

11 Kennzeichnung von Nahrungsergänzungsmitteln Interessenkonflikt Lebensmittel/Arzneimittel Brauchen wir Nahrungsergänzungsmittel? Novel Food Genehmigungsverfahren Beispiele für auf dem Markt befindliches Novel Food Gen Food Gentechnik Nutzung transgener Pflanzen Wozu eigentlich transgene Pflanzen? Was ist in Europa erlaubt, was verboten? Wie muss gekennzeichnet werden? Risiken für Mensch und Umwelt Inhaltsverzeichnis 11

12 2 Energiehaushalt 2.1 Energie: Definition und Maßeinheiten Alle Prozesse von Wachstum oder Erhaltung von Strukturen in der Natur, wozu auch der menschliche Körper gehört, benötigen Energie. Der Begriff Energie ist eher von technischen oder physikalischen Prozessen bekannt und dort spielt Energie in Form von Strom, Wasserkraft, Öl, Gas, Kohle oder Kernenergie eine Rolle. Dabei werden technische Prozesse durch diese Energieträger in Gang gebracht oder erhalten. Denn: Energie ist die Fähigkeit eines Systems, Arbeit zu verrichten. Die Energie für den menschlichen Organismus kommt aus den chemischen Verbindungen der Nahrungsmittel, insbesondere aus den als Nährstoffen bezeichneten Verbindungen: Fette, Kohlenhydrate und Proteine (siehe Kapitel 3 5). Auch dabei wird Energie von einer Form in die andere umgewandelt. Tab. 2.1 Energietransformation im menschlichen Körper Die Energie aus den chemischen Verbindungen in den Nahrungsmitteln wird im Körper umgewandelt in Energieart im Körper chemische Energie mechanische Energie elektrische Energie elektro-chemische Energie thermische Energie Beispiel Aufbau neuer chemischer Verbindungen, die der Körper benötigt für Fortpflanzung, Wachstum, Zellerneuerung, Organfunktionen wie Verdauung, Ausscheidung Muskelbewegung, Herztätigkeit Übertragung von Nervenimpulsen Osmose, Na-K-Pumpe Aufrechterhaltung und Steuerung der Körpertemperatur Kalorien oder Joule? Für die Ernährungswissenschaft ist es interessant zu wissen, wie viel Energie der Körper umsetzt bzw. wie viel Energie in den Nahrungsmitteln steckt. Die Energie, die im Körper umgewandelt wird, sowie die Energie, die in den Nahrungsmitteln enthalten ist, kann gemessen werden. Weil Energie vollständig nur in Wärme umgewandelt werden kann, hatte man sich lange Zeit darauf geeinigt, diese Energieform als gemeinsamer Ausdruck aller Energieformen zu benützen. Ihre Maßeinheit ist die Kalorie (cal).

13 Definition der Energiemessung in Kalorien Die Energie, die in den Nahrungsmitteln steckt 21 1 cal entspricht der Wärmeenergie, die benötigt wird, um bei normalem Atmosphärendruck 1 g Wasser von 14,5 C auf 15,5 C zu erwärmen cal 1 kcal 1 Kilokalorie Die Energie, die man Wasser durch Erwärmen zuführen muss, um diese Temperaturerhöhung zu erreichen, hängt aber vom Atmosphärendruck ab. Daher ist die Maßeinheit Kalorie ungünstig und wurde in den 1970er-Jahren gegen eine eindeutig definierbare Maßeinheit, das Joule (J), ersetzt. Joule ist die Maßeinheit, in der die Energie im heute üblichen SI-System gemessen wird. Definition der Energiemessung in Joule 1 Nm ist die Arbeit, die nötig ist, um einen Körper mit einem Kraftaufwand von 1 N um 1 m zu verschieben. Die Einheit 1 Nm heißt zu Ehren des englischen Physikers J. P. Joule ( ) 1 Joule (1 J). Beispiel: 1 Nm bzw. 1 J ist die Energie, die benötigt wird, um eine 100 g-tafel Schokolade vom Boden auf einen 1 m hohen Tisch zu heben, oder, wenn ein Herz einen Herzschlag ausführt. 2.2 Die Energie, die in den Nahrungsmitteln steckt J. P. Joule J 1kJ 1 Kilojoule 106 J 1MJ 1 Megajoule Physikalischer Brennwert Zur vollständigen Verbrennung von energiereichen Verbindungen wird Sauerstoff benötigt. Die Endprodukte der Verbrennung sind CO 2, Wasser und eben die Energie, die in den Verbindungen steckte. Die für den Menschen relevanten energiereichen Verbindungen sind neben Fetten, Kohlenhydraten und Proteinen noch Alkohole und Fruchtsäuren. Werden diese Verbindungen vollständig verbrannt, dann kann man ihren physikalischen Brennwert hierdurch ermitteln. Die einfachste Methode dazu ist die Bombenkalorimetrie. In eine mit Sauerstoff gefüllte Kammer bringt man eine Menge von 1 g des zu untersuchenden Stoffes, z. B. Zucker. Mittels elektrischer Zündung wird die eingebrachte Probe vollständig verbrannt. Die Energie dieses Stoffes wird als Wärme frei. Die sauerstoffgefüllte Kammer ist von einem mit Wasser gefüllten Behälter ummantelt. Dieses Wasser nimmt die aus der Verbrennung freigesetzte Wärme auf. Der Temperaturanstieg des Wassers kann gemessen und daraus die freigesetzte Energie bestimmt werden.

14 22 Energiehaushalt Zündung 4,2kJ erwärmen 1l H 2 O um 1 C Luft Eis Isolierung Wasser Brennkammer Teststoff O 2 O 2 Isolierung Versuchstier H 2 O 334kJ erzeugen 1l Schmelzwasser Abb. 2.1 Bombenkaloriemetrie Der physiologische Brennwert Werden nun energiereiche Verbindungen aufgenommen und verbrannt, treten dabei gewisse Verluste auf; deshalb ist der physiologische Brennwert mancher Verbindungen niedriger als der physikalische. Kohlenhydrate werden im Verdauungstrakt zu 98%, Fette zu 97 % resorbiert ( aufgenommen). Beide Verbindungen werden auch wie bei der Verbrennung im Bombenkaloriemeter vollständig zu CO 2 und Wasser abgebaut. Dies ist nicht der Fall bei Proteinen. Sie werden nur zu etwa 92 % resorbiert und nicht vollständig zu CO 2 und Wasser abgebaut, sondern zu Verbindungen, die noch Energieträger sind wie Harnstoff (vgl. Kap ) und Kreatinin (vgl. Kap. 10.6), die mit dem Urin verloren gehen. Bei den Proteinen stimmt also der physikalische Brennwert nicht mit dem physiologischen Brennwert überein. Tab. 2.2 Vergleich von physikalischem und physiologischem Brennwert Brennwert Glukose Fett Proteine Alkohol kj/g kcal/g kj/g kcal/g kj/g kcal/g kj/g kcal/g Physikalischer 15,4 3,7 39,1 9,3 22,5 5,5 29,8 7,1 Physiologischer 15,4 3,7 37,1 8,9 15,9 3,8 29,8 7,1 Vgl. Elmadfa, Ibrahim: Ernährungslehre, Stuttgart, Verlag Eugen Ulmer, 2004, S. 57. Aus den oben dargestellten Gründen wird bei den Nährstoffen mit Durchschnittswerten gerechnet. Festgelegt ist: 1 g Kohlenhydrate 17,2 kj 4,1 kcal 1 g Fette 38,9 kj 9,3 kcal 1 g Protein 17,2 kj 4,1 kcal Im Folgenden werden immer die Werte in Kilokalorien durch einen Querstrich / hinter den Werten in Kilojoule angegeben.

15 2.2.3 Indirekte Kalorimetrie Die Energie, die in den Nahrungsmitteln steckt 23 Eine Form, die Energie zu ermitteln, die der menschliche Organismus umsetzt, ist die indirekte Kalorimetrie. Energiereiche Verbindungen werden zu CO 2, Wasser und stickstoffhaltigen Verbindungen abgebaut. Die Produktion einer bestimmten Energiemenge im Körper benötigt eine bestimmte Menge an Sauerstoff. Aus der Messung des Sauerstoffverbrauches kann dann die Energiemenge ermittelt werden. Es gibt dazu geeignete Apparaturen. Eine Versuchsperson atmet Umgebungsluft ein und durch ein Mundstück in einen geschlossenen Raum wieder aus. Die gesammelte Luft wird durch ein Gasometer geleitet und so die Menge und die Anteile an O 2 und CO 2 bestimmt. Die Energieproduktion kann über die Bestimmung von CO 2 in der Atemluft und stickstoffhaltigen Verbindungen im Urin ermittelt werden Der respiratorische Quotient Der respiratorische Quotient (RQ) ist das Verhältnis von gebildetem Kohlendioxidvolumen zu verbrauchtem Sauerstoffvolumen bei der Verbrennung von Nährstoffen im Organismus. Abb. 2.2 Leistungsumsatzmessung gebildetes Kohlendioxidvolumen RQ verbrauchtes Sauerstoffvolumen V CO 2 V O2 Werden im Organismus Kohlenhydrate oxidiert, so entspricht der Sauerstoffverbrauch dem der Kohlendioxidbildung. Beispiel: C 6 H 12 O 6 6 O 2 6 CO H 2 O Energie Glukose RQ 1 1 Mol Glukose 180 g 1 Mol Sauerstoff 22,4 l 1 Mol Wasser 18 g 1 Mol Glukose 6 1 Mol Sauerstoff 6 1 Mol Kohlendioxid 6 1 Mol Wasser 2,78 MJ* 180 g 6 22,4 l 6 22,4l 6 18 g 2,78 MJ 1 g Glukose liefert demnach: 15,4 kj. Bei der Verbrennung von Fetten dagegen wird mehr Sauerstoff verbraucht als CO 2 entsteht. Der Energiebetrag wurde mittels direkter Kalorimetrie ermittelt Beispiel: 2C 51 H 98 O O 2 102CO 2 98 H 2 O Energie Tripalmitin RQ Tripalmitin 102 0,7 145 Bei Proteinen liegt der RQ mit 0,8 zwischen dem von Fetten und Proteinen.

16 24 Energiehaushalt postprandiale Thermogenese Steigerung des Energieumsatzes nach der Nahrungsaufnahme Abb. 2.3 schlafende Frau Tab. 2.3 RQ der Nährstoffe Nährstoff RQ Proteine 0,801 Kohlenhydrate 1,000 Fette 0,707 Im Experiment können die Menge des eingeatmeten Sauerstoffs und des ausgeatmeten Kohlendioxids gemessen werden. Aus deren Verhältnis kann mit oben stehender Tabelle auf den Anteil der verschiedenen Nährstoffe in der Nahrung und auf das Stoffwechselgeschehen geschlossen werden. 2.3 Der Energiebedarf des Menschen Um die Ernährung eines Menschen beurteilen zu können, ist es notwendig zu erfahren, wie hoch dessen Energiebedarf ist und wovon dieser abhängt. Der Gesamtenergiebedarf des Menschen setzt sich zusammen aus Grundumsatz (GU), Leistungsumsatz (LU), postprandialer Thermogenese, verschiedenen variablen Einflüssen Der Grundumsatz (GU) Der Grundumsatz ist die Energiemenge, die ein Mensch bei völliger Ruhe, im Liegen, Stunden nach der letzten Mahlzeit, unbekleidet bei einer Raumtemperatur zwischen C innerhalb eines Zeitraumes von 24 Stunden benötigt. Diese Energiemenge wird gebraucht, um den Stoffwechsel und alle Organfunktionen aufrecht zu erhalten. Etwa 90% dieser Energiemenge gehen in die Zellerneuerung, die osmotische Regulation und die Konstanthaltung von intra- und extrazellulärer Ionenverteilung. Etwa 10 % werden aufgewendet für die Muskulatur- und Organfunktionen. Der GU beträgt etwa % des Gesamtenergiebedarfs. Manchmal wird vom Ruheumsatz (RU) gesprochen und der Begriff synonym mit dem Grundumsatz verwendet. Der Ruheumsatz gibt die Energiemenge an, die ein Mensch im Sitzen, bekleidet, 12 Stunden nach der letzten Mahlzeit und bei einer Raumtemperatur von C benötigt. Rest 16% Skelett muskel in Ruhe 18% Niere 10% Herz 6% Leber, Darm 25% Gehirn 25% Abb. 2.4 Anteil der Organe am GU