Gliederung 1. Allgemeine Aspekte Einführung in die Thematik/Übersicht/Lebensmittelpyramide Energieumsatz Physiologie der Verdauung 2. Physiologisch-biochemische Aspekte Kohlenhydrate: Aufbau, Funktion, Glykämischer Index, Ballaststoffe Proteine: Aufbau, Funktion, Proteinqualität Fette: Aufbau, Fettsäuren, Funktion Mineralstoffe Vitamine Sekundäre Pflanzenstoffe Mikroflora des Verdauungstraktes & Säure-Basen-Haushalt Allergenes Potential Lebensmittelqualität & Fremd-/Schadstoffe 3. Ausgewählte Krankheiten Dyslipidämie Diabetes Hypertonie Osteoporose Rheumatische Erkrankungen 4. Grundsätze von Gesundheitskost 1
Aufbau/ Funktion = Polyhydroxyaldehyde bzw. ketone Funktionen Energielieferant Energiespeicher Grundgerüst von DNA/RNA Glukose Strukturelemente (Zellwände von Bakterien und Pflanzen) 2
Einteilung Monosaccharide Glukose Fruktose Galaktose Disaccharide Saccharose Laktose Maltose Polysaccharide Amylopektin Amylose Stärke Glykogen Zellulose Oligosaccharide Maltotrise Raffinose 3
Einteilung Monosaccharide Triosen Tetrosen Pentosen Hexosen Heptosen Glycerinaldehyd Dihydroxyacetonphosphat Threose Erythrose Arabinose Xylose Ribose Desoxyribose Glukose Fruktose Galaktose Mannose Sedoheptulose modifiziert nach Elmadfa/Leitzmann 1998 4
Einteilung Disaccharide Saccharose Lactose Zellobiose Maltose Oligosaccharide Trisaccharide Tetrasaccharide Raffinose Stachyose modifiziert nach Elmadfa/Leitzmann 1998 5
Einteilung Polysaccharide Pentosane Hexosane Arabane Xylane Dextrine Stärke Glykogen Cellulose Heteropolysaccharide Hemicellulose Pektin Mucopolysaccharide modifiziert nach Elmadfa/Leitzmann 1998 6
Stärke = wichtiges Nahrungs- und Reservekohlenhydrat 1. Pflanzliche Stärke Amylose unverzweigt Amylopektin verzweigt 2. Tierische Stärke Glykogen Stark verzweigt 7
Verdauung absorbiert werden nur Monosaccharide Verdauung: Aufspaltung aller polymeren Kohlenhydrate Speichelamylase (Mund) Pakreasamylase (Dünndarm) Membranständige Disaccharidasen (Dünndarm) 8
Absorption Glukose & Galaktose aktiver Transport/Carrierweg in die Zelle Aktiver durch GLUT 2 (Transporterprotein) oder passiver Transport ins Blut Fruktose passiv Transporter: GLUT 5 (erleichterte Diffusion) 9
Verdauung & Absorption Biesalski/Grimm 2002 10
Verteilung Transport zur Leber: Galaktose Fruktose Glukose Transport ins periphere Blut Insulinsekretion Glukagonsekretion Aufnahme von Glukose in Leber, Muskulatur & Fettgewebe Umbau in Glykogen 11
Glykogen Kohlenhydrate Aufrechterhaltung Blut-Glukose-Spiegel Kohlenhydratspeicher in verschiedenen Geweben des Menschen Gewebe Konzentration Gesamtmenge [g/100g Gewebe] [g] Leberglykogen 10 150 Muskelglykogen 1 250 0,1 15 Extrazelluläres Gewebe Gesamt 415 Energiereserve für die Muskulatur Abbildung: Biesalski/Grimm 2002; Tabelle: modifiziert nach Elmadfa/Leitzmann 1998 12
Insulin Wirkungen von Insulin Senkung der Blutglukose Steigerung der Glukoseaufnahme in verschiedene Gewebe Hemmung der Glykogenolyse Hemmung der Glukoneogenese Erniedrigung der Blutfettsäuren und Förderung der Triglyceridspeicherung Steigerung der Glukoseaufnahme in die Fettzellen Aktivierung von Enzmyen, die die Bildung von Fettsäuren aus Glukose katalysieren Förderung der Fettsäureaufnahme aus dem Blut in die Fettzelle Hemmung der Lipolyse Erniedrigung der Aminosäurespiegel im Blut & Steigerung der Proteinsynthese Steigerung der Aminosäureaufnahme in die Zellen Hemmung des Proteinabbaus Biesalski/Grimm 2002 13
Blutglukose Glukosetoleranz = Reaktion des Organismus gemessen an der Reaktion des Blut- Glukose-Spiegels auf die Zufuhr an Kohlenhydraten Postprandiale Glukosekonzentration abhängig von der Zusammensetzung der Nahrung Andere Inhaltsstoffe Zubereitung der Nahrung Versorgung mit Vitaminen & Mineralstoffen Biesalski/Grimm 2002 14
Kohlenhydrate Biesalski/Grimm 2002 Einflussfaktoren Glukosetoleranz 15
Der Glykämische Index (GI) Der glykämische Index beschreibt die Blutzuckerwirksamkeit verschiedener Lebensmittel: Postprandiale Glukoseantwort nach Einnahme eines Lebensmittels prozentual zur Antwort auf die Einnahme von Glukose oder Weißbrot (Suter 2002). 16
Glykämischer Index Biesalski/Grimm 2002 17
Zufuhr Kohlenhydratgehalt in Lebensmitteln Glukoseumsatz pro Tag: ca. 180 g Biesalski/Grimm 2002 18
Verbrauch Kohlenhydratverbrauch im zeitlichen Verlauf Biesalski/Grimm 2002 19
Ballaststoffe = Sammelbegriff für Bestandteile von Zellwänden pflanzlicher Lebensmittel, die als Gerüstsubstanz und gleichsam als Verpackungsmaterial pflanzlicher Inhaltsstoffe dienen = Nichtstärke-Polysaccharide (NSP) + Lignin sehr heterogene Gruppe Unverdaulich Elmadfa/Leitzmann 1998 20
Ballaststoffe Einteilung der Ballaststoffe 1. Wasserunlösliche Ballaststoffe Cellulose, Hemicellulose, Lignin geringer bakterieller Abbau 2. Wasserlösliche Ballaststoffe Pektin schneller bakterieller Abau Elmadfa/Leitzmann 1998 21
Ballaststoffe Eigenschaften der Ballaststoffe Wasserbindungskapazität/ Quellfähigkeit Viskosität Fermentierbarkeit Adsorptionsvermögen für organische Stoffe/Bindung von Gallensäuren Kationen-Austauscherfunktion v.a. bei löslichen Ballaststoffen Polysaccharide kolloidale Lösungen oder Gele abhängig von chemischer Struktur von Mikroflora des Darms kurzkettige Fettsäuren sowie Wasserstoff- und Methangase v.a. bei sauren ph-werten selektive Bindung bestimmter Mineralstoffe und Spurenelemente; Entgiftung 22
Ballaststoffe Physiologische Wirkungen/Funktionen der Ballaststoffe Sättigungswirkung Wirkung auf den Gastrointestinaltrakt Cholesterinspiegelsenkende Wirkung Modifikation der Glukose- und Insulinantwort längeres., intensiveres Kauen Vermehrte Absonderung von Speichel Verlängerte Magenverweildauer Verkürzung der Transitzeit Vermehrung des Stuhlgewichts und der Entleerungshäufigkeit Bereitstellung fermentierbarer Substanzen für die Darmflora v.a. wasserlösliche Ballaststoffe Zunahme der Gallensäureausscheidung inhibierende Wirkung der kurzkettigen Fettsäuren wasserlösliche Ballaststoffe Verzögerte Magenentleerungsrate Verlangsamte Stärkeverdauung Verlangsamte Nährstoffabsorption modifiziert nach Elmadfa/Leitzmann 1998 23
Ballaststoffe Wirkung Biesalski/Grimm 2002 24
Ballaststoffe Anwendungsgebiete von Polysacchariden (Auswahl) Anwendungsgebiet Stabilisierung der Emulsion/Suspension bei Kondensmilch Stabilisierung von Speiseeis, Konsistenzverbesserung Milchverdickung und gelierung in Puddings Geles für Fleisch-, Fisch- und Gemüseprodukte Stabilisierung und Verdickung in Suppen, Saucen, Mayonanaise, Ketchup Stabilisierung von Fruchtsäften Gelierung von Geleezuckerwaren und Bonbons Geeignete Polysaccharide Carrageen, Pektin, Algin, Carboxymethylcellulose Carrageen, Algin, Agar, Gummi arabicum, Guar, modifizierte Stärken u.a. Pektin, Algin, Carageen, Guar u.a. Algin, Carrageen, Agar Traganth, Algin, Xanthan, Guar, modifizierte Stärke u.a. Algin, Pektin, Gummi arabicum u.a. Pektin, Algin, Carrageen, Agar u.a. modifiziert nach Elmadfa/Leitzmann 1998 25
Ballaststoffe ballaststoffarme Ernährung Hiatushernien, Appendizitis, Hämorrhoiden, Varizen Zivilisationskrankheiten Obstipation, Karies, Adipositas, Divertikulose, Karzinome der Verdauungswege, Diabetes, Gallen- und Nierensteine, Herz- und Kreislauferkrankungen Zufuhrempfehlung (DGE): mindestens 30g/d oder 12,5 g/100 kcal 26