Kohlenhydrate und deren Verdauung

Kohlenhydrate

• Kohlenhydrate sind die in der Natur quantitativ bedeutsamsten Verbindungen und Hauptlieferanten für Energie.
• Ihr Anteil an der Gesamtenergieaufnahme variiert stark zwischen Kulturen.
• Kohlenhydrate lassen sich, je nach Polymerisationsgrad, in Mono-, Di-, Poly- und Oligosaccharide einteilen.

Verdauung und Absorption von Kohlenhydraten

• Polymere Kohlenhydrate müssen zur Verdauung in Monosaccharide gespalten werden.
• Die Aufspaltung beginnt im Mund mit der Speichelamylase und setzt sich im Dünndarm mit der Spaltung durch die Pankreasamylase fort.
• Als Endprodukte entstehen Glucose sowie die Disaccharide Maltose und Isomaltose.
• Membranständige Disaccharidasen spalten diese Disaccharide und Saccharose und Lactose der Nahrung in Monosaccharide.
• Die Monosaccharide können dann von der Dünndarmschleimhautzelle resorbiert werden.

Fette

• Fette werden über Speisefett und in „verborgenen“ Fetten in Wurstwaren, Käse, Gebäck etc. aufgenommen.
• Versteckte Fette machen ca. 50 % der Gesamtfettaufnahme aus.
• Versteckte Fette tierischen Ursprungs sind meist cholesterinreich und reich an gesättigten Fettsäuren.
• Mageres Fleisch ist aufgrund des Anteils an Strukturlipiden verhältnismäßig fettarm.
• Rund ein Drittel der täglich aufgenommenen Fettmenge wird erst beim Kochen, Backen und Braten hinzugefügt.

Verdauung und Absorption von Fetten

• Die Fettemulsion wird ins Duodenum abgegeben und mit Galle und Pankreassaft durchmischt.
• Durch mehrere Enzyme und Hydrolyse der Fettpartikel werden die Fettpartikel immer kleiner.
• Die durch Hydrolyse gebildeten Produkte gelangen in Form von Mizellen zur Bürstensaummembran und werden hier passiv in die Mukosazelle aufgenommen.

Phosphat

• Phosphat ist in gelöster Form als Phosphat (PO43-) praktisch in allen Lebensmitteln vorhanden.
• Proteinreiche Lebensmittel sind meist auch phosphatreiche Lebensmittel (Fleisch, Wurst, Fisch, Eier, Milch und Milchprodukte).
• Phosphat aus tierischen Lebensmitteln ist besser verwertbar als Phosphat aus pflanzlichen Lebensmitteln.
• In der Lebensmittelproduktion werden Phosphate als Zusatzmittel verwendet, z.B. als Säuerungsmittel in Cola, als Schmelzsalz im Schmelzkäse oder als Antioxidans bei der Fleisch- und Wurstverarbeitung.
• Im Getreide liegt Phosphat als Phytinsäure vor, welche aufgrund fehlender Phytase nicht aufgespalten wird.
• Das nicht absorbierte Phytat bildet mit Calcium unlösliche Calciumsalze und beeinträchtigt die Calciumabsorption.
• Vitamin D und hohe pH-Werte steigern die Phosphatabsorption, während Phosphorsäure fällende Mineralstoffe (Calcium, Eisen und Aluminium) sie verringern.

Absorption von Phosphat

• Phosphat wird im Dünndarm durch aktiven Transport (bei niedrigen Konzentrationen) oder durch passive Diffusion (bei hohen Konzentrationen) absorbiert.
• Die Absorptionsrate beim Erwachsenen liegt bei üblicher Mischkost bei 50–70 %, während die Absorptionsrate beim Säugling bei 85–90 % liegt.

Schwefel

• Schwefel liegt im Körper in drei Formen vor: als Schwefelatom, als Baustein von Aminosäuren und Vitaminen, intrazellulär als Sulfat (SO42-) und in geringen (da toxischen) Konzentrationen als Sulfit (SO32-).

Absorption von Schwefel

• Schwefel wird in Form schwefelhaltiger Aminosäuren (Methionin und Cystein) durch die entsprechenden Aminosäurentransporter aufgenommen.
• Die Resorption erfolgt analog dem Prozess der Aminosäuren.

Vorkommen von Schwefel

• Schwefel ist in allen proteinhaltigen Lebensmitteln enthalten, z.B. Fleisch, Eier, Milch und Milchprodukte, Hülsenfrüchte und Nüsse.
• In Senf, Meerrettich, Kresse, Kohl, Zwiebeln und Lauch liegt Schwefel in Form von Senfölglycosiden vor.
• Sulfide sind Schwefelverbindungen, die z.B. in Zwiebelgewächsen vorkommen. Besondere Bedeutung hat das Allicin des Knoblauchs.
• Sulfide haben gesundheitliche Vorteile und wirken z.B. antikanzerogen, immunmodulatorisch und verdauungsfördernd.

Eisen

• Eisen ist ein essentieller Nährstoff für fast alle lebenden Organismen.

Biochemische Methoden

• Biochemische Parameter geben Aufschluss über den allgemeinen Nährstoffstatus und die aktuelle Versorgung mit einzelnen Nährstoffen.
• Messbare Parameter biologischer Prozesse (Biomarker) dienen als Indikatoren für den Ernährungsstatus.
• Sie ermöglichen eine genaue und frühzeitige Erkennung von Mangelzuständen, da bereits latente Mangelernährung zu Änderungen des Stoffwechsels führt.
• Es werden Konzentrationen von Nährstoffen oder ihren Metaboliten (Zwischenprodukte im Stoffwechselweg) in Blut und/oder Urin gemessen.
• Ein Vergleich der gemessenen Konzentrationen mit wissenschaftlich ermittelten Referenzwerten ermöglicht eine Beurteilung des Ernährungsstatus.

Anthropometrische Messungen

• Die Anthropometrie ist die „Vermessung des Menschen“.

Doppelt stabil markiertes Wasser (DLW)

• Die DLW-Methode ermöglicht die Messung des Energiebedarfs.
• Das Körperwasser wird mit den stabilen Isotopen 2H und 18O markiert.
• Anhand der Kinetik der Ausscheidung dieser Isotope in Urin und Ausatemluft kann über die Produktionsrate von CO2 der Energieumsatz ermittelt werden.

Zusammenfassung

• Der menschliche Organismus kann Nahrungsenergie in die für den Körper verwertbare Form der chemischen Energie umwandeln (Energietransformation).
• Der Körper kann nicht die gesamte Energie des Nährstoffs nutzen, ein Teil geht als Wärme oder aufgrund anderer chemischer Vorgänge verloren.
• Dies bezeichnet man als physiologischen Brennwert der Nährstoffe.
• Der Energiebedarf eines Menschen, um sein Körpergewicht konstant zu halten, hängt von seinem Grundumsatz, seinem Leistungsumsatz und seinem Bedarf für die nahrungsinduzierte Thermogenese ab.
• Alle Komponenten sind individuell unterschiedlich.
• Für die grobe Abschätzung des Grundumsatzes gibt es Berechnungsformeln, z.B. die Berechnung des Grundumsatzes nach Harris und Benedikt oder die Formel von Mifflin und St. Jeor.
• Der durch körperliche Aktivität bedingte Mehrverbrauch an Energie kann durch einen Multiplikationsfaktor, dem PAL-Wert, abgeschätzt werden.