Grundlagen der Ernährungslehre

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1 Grundlagen der Ernährungslehre Wasser Elektrolyt Säuren-Basen Haushalt des Organismus

2 Wasserhaushalt des Organismus Funktionen des Wassers im tierischen Organismus Bestandteil vieler zellulärer und subzellulärer Verbindungen (z.b. 1 g Muskelglycogen + 2,7 g Wasser) Reaktionspartner vieler Stoffwechselprozesse Lösungs- und Transportmittel Hauptkomponente der Schleimstoffe (Schutz) Wärmeleiter zwischen den Geweben (Temperaturausgleich) Schutzfaktor gegen Überhitzung (Perspiration) Aufrechterhaltung des osmotischen Drucks

3 Wasserhaushalt des Organismus Wassergehalt des Körpers [L pro kg] z.b. -Proteine -Glycogen

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5 Wasserhaushalt des Organismus Oxidationswasser Abbau der energieliefernden Nährstoffe zu CO 2 + H 2 O + Energie 100 g Fett liefert 107 ml Wasser 100 g Kohlenhydrat liefert 55 ml Wasser 100 g Protein liefert 41 ml Wasser

6 Wasserhaushalt des Organismus Wasserverteilung im Körper Elektrolytverteilung folgende Seite EZR = Extrazellulärraum (17 l) IZR = Intrazellulärraum (24 l) Interstitium = Spalträume der Gewebe + Lymphe + Plasma + Transzellulärraum (z.b. Verdauungssäfte) Gesamtheit der Zellen: Gewebezellen und Blutzellen

7 Elektrolyt- Haushalt des Organismus extrazellulär Ionenverteilung der Elektrolyte Mengenelemente Na +, K +, Ca 2+, Mg 2+, Cl -, HPO 4 2-, SO 4 2-, HCO 3 - Osmolarität EZR - IZR Blutplasma Interstitielle Flüssigkeit intrazellulär

8 Elektrolythaushalt des Organismus Na + - und Cl - -Ionen (Kochsalz) Na + : 2 8 g Cl - : 2,5-10 g Na- und Cl-Bedarf je 0,07-0,11 g/tag, + Na 0,5 / Cl 0,75 g/l Schweiß extrazelluläre Konzentration konstant (unabhängig von Aufnahme) Na und Cl dienen Osmoregulation von Zelle und EZR, Na beteiligt an Erregungsleitung und Muskelreizbarkeit und erleichtert Absorption von Monosacchariden und Aminosäuren K + -Ionen Tägliche Aufnahme: 2 5 g dient Osmolarität im IZR, Einfluss auf Wasserverteilung im Körper aktiviert Enzyme der Glycogen- und Proteinsynthese Wie Na an nervaler Reizleitung beteiligt Wirkt Blutdrucksenkend! Tägliche Aufnahme:

9 Elektrolythaushalt des Organismus Ca PO Ionen Ca 2+ - Ionen Tägliche Aufnahme: Ca 2+ : 0,8 1,0 g PO 3-4 : ca. 1 g Gemeinsam: Aufbau von Knochen und Zähnen Wird benötigt für Muskelkontraktion und -relaxation Aktiviert Sekretion von Neurotransmittern und Hormonen (Insulin, Thyroxin) Aktiviert die Blutgerinnung Mg 2+ -Ionen 20-40% resorbiert, abhängig von Vit. D, Art des Ca-Salzes, ph-wert Tägliche Aufnahme: ca. 0,3 g % Mg 2+ resorbiert, erhöhter Bedarf bei Hitze und Stress Wird benötigt für Mineralisierung von Knochen und Zähnen Aktiviert Enzyme, bes. des Phosphattransfers: Transportvorgänge durch Zellmembranen, Synthesereaktionen, Atmungskette Dämpfung von Nerven- und Muskelreizbarkeit

10 Säuren- und Basenhaushalt Flüchtige und nicht-flüchtige Säuren Kohlensäure (H 2 CO 3 ) mengenmäßig bedeutendstes Endprodukt des Zellstoffwechsels Entstehung: durch Hydratisierung von CO 2 (13000 mmol/tag) Transport: dissoziiert (2 H + /CO 2-3 ) zur Lunge Weitere physiologisch wichtige Säuren (40-60 mmol/tag H + ): Schwefelsäure Phosphorsäure Milchsäure (anaerobe Glykolyse) Azetessigsäure ß-Hydroxybuttersäure (entgleister Diab. mell.)

11 Säuren- und Basenhaushalt Alkalisierende Lebensmittel /-bestandteile Salze organischer Säuren: Citrate, Lactate (auch Hydrogen- /Carbonate) Lebensmittel: Gemüse, Obst Azidierende Lebensmittel /-bestandteile Aminosäuren wie Methionin, Nukleinsäuren Lebensmittel: eiweißreiche, Milchprodukte, Getreideprodukte Einfluss auf ph des Serums über Lebensmittel eher gering bei gesunden Menschen

12 Säuren- und Basenhaushalt Regulation des Säure-Basen-Gleichgewichts 1. Pufferfunktion des Blutes extrazellulär. (Bikarbonat-, Phosphat-, Proteinpuffer) sofort 2. Atmung (pulmonale CO 2 -Elimination) wenige Minuten Abgabe von CO 2 Vermeidung einer Säurebelastung des Organismus Säurenzunahme im Blut Hyperventilation = Atmung gesteigert Basenzunahme im Blut Hypoventilation = Atmung reduziert

13 Säuren- und Basenhaushalt Regulation des Säure-Basen-Gleichgewichts 3. Leberstoffwechsel intrazellulär 3-4 Stunden Oxidativer Abbau von AS CO 2 (HCO - 3 ) + NH 3 (NH 4+ ) Auch oxidativer Abbau von Milchsäure, Essigsäure und Zitronensäure 4. Nierenfunktion intrazellulär Stunden bis Tage nicht-flüchtige Säuren nicht durch Basenaufnahme zu kompensieren Steuerung durch renale Ausscheidung von H + bzw. Resorption von HCO - 3

14 Säuren- und Basenhaushalt Mögliche Störungen: Azidose Senkung des ph-wertes im arteriellen Blut ph-abfall max. auf 6,8, sonst Lebensgefahr Alkalose Erhöhung des ph-wertes im arteriellen Blut ph-anstieg max. auf 7,7, sonst Lebensgefahr respiratorische Alkalosen/Azidosen gestörte Atmung führt zu ph-änderung metabolische Alkalosen/Azidosen Nicht-flüchtige Säuren im Blut angehäuft bzw. verringert Ursachen z.b. Magensafterbrechen (-HCl), Diabetes mellitus, Niereninsuffizienz, Alkoholabusus, Cd-Akkumulation