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Ernährung

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Chemische Substanzen führen einen Kreislauf durch. Einmal sind sie Erde, einmal Nahrung, um schließlich wieder zu Erde zu werden.
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Nährstoffkreisläufe

Ernährung ist die Grundlage für die zum Leben erforderliche Energie. Nährstoffe durchlaufen von biologischen und geologischen Prozessen angetriebene Kreisläufe.
Die Nahrung hat neben der Energieversorgung für den Erhalt der Körpersubstanz, die in einem Kreislauf von Aufnahme und Ausscheidung ständigem Umbau unterliegt, zu sorgen. Die Durchlaufzeit und die Konzentrationen im Körper sind bei den Elementen verschieden, dementsprechend der Bedarf (siehe die folgenfde Tabelle).
Nahrungsstoffe enthalten Nährstoffe und Vitamine, Salze und Spurenelemente, Ballast- und Geschmacksstoffe sowie Wasser.
Die Nahrungsaufnahme wird natürlicherweise von Hunger- und Durstgefühlen bestimmt. Dieses sind Allgemeinempfindungen. Der adäquate Reiz liegt im Organismus selbst und wird durch unbekannte Rezeptoren registriert.

Natürlich vorkommende Elemente im menschlichen Körper
Symbol Element Ordnungszahl Prozentualer Anteil menschlichen Körpergewicht
O Sauerstoff 8 65,0
C Kohlenstoff 6 18,5
H Wasserstoff 1 9,5
N Stickstoff 7 3,5
C Calcium 20 1,5
P Phosphor 15 1,0
K Kalium 19 0,4
S Schwefel 16 0,3
Na Natrium 11 0,2
CL Chlor 17 0,2
Mg Magnesium 12 0,1
Spurenelemente (<0,01 %): Bor (b), Kobalt (Co), Chrom (Cr), Kupfer (Cu), Fluor (F), Eisen (Fe), Jod (J), Mangan (Mn), Molybdän (Mo), Selen (Se), Silicium (Si), Zinn (Sn), Vanadium (V) und Zink (Zn)
Spurenelemente können in hoher Konzentration schädlich sein.

Der Wasserbedarf schwankt in Abhängigkeit von Wasser- und Salzverlusten oder -Zufuhr. Die Abnahme des Zellvolumens durch Wasseraustritt löst Durst aus (osmotischer Durst). Auch die Abnahme des Volumens der extrazellulären Flüssigkeit löst Durst aus (hypovolämischer Durst). Beide Vorgänge gleichzeitig addieren sich. Die Rezeptoren liegen im Hypothalamus. Die Befriedigung des Hunger- und Durstgefühls beseitigt dieses.

Nahrungsbedarf

Der Nahrungsbedarf richtet sich nach der körperlichen Tätigkeit, dem Alter und der Körpermasse. Im Mittel beträgt der Bedarf an Nahrungsbestandteilen für Erwachsene die in der Tabelle unten aufgeführten Mengen. Der Bedarf an Nahrungsenergie gesunder Erwachsener zwischen 20 und 65 Jahren bei einem Normalgewicht von 70 bis 75 kg beträgt in Ruhe 1.700 bis 2.600 kcal, das sind 7.100 bis 10.900 kJ. Sie sollten sich so verteilen:

Protein: 0,8 g/kg Körpergewicht
Kohlenhydrate: 50 % des Energiebedarfs, mindestens aber
140 g/d (alternativ 300 g Eiweiß)
Fette (gesättigte und einfach
ungesättigte Fettsäure)
25-30 % der Energiezufuhr
essentielle Fettsäuren: 3,5 % der Energiezufuhr

Die durchschnittliche Zufuhr von Wasser und Elektrolyten beträgt:

Wasser (ml/kg KG) 20-45  
Natrium (g) 2 Kalzium (mg) 800
Kalium (g) 3-4 Phosphor (mg) 800
    Magnesium (mg) 300-350

Der Energiebedarf erhöht bzw. erniedrigt sich pro 10 kg Über- oder Untergewicht um 10 %. Zum Grundumsatz von 1500 bis 1600 kcal/d (ca. 6000 bis 6500 kJ) addieren sich für die Bewegung außerhalb der Arbeitszeit rund 400 kcal, für mittelschwere Arbeit 1000 kcal, unvollständige Resorption der Nahrung 200 kcal und den postprandialen Energieverlust 200 kcal. Daraus resultieren für einen gesunden 75 kg schweren Erwachsenen in den mittleren Lebensjahren ein durchschnittlicher Bedarf von 3300 kcal/d (13500 kJ).
Bei Patienten ohne körperliche Arbeit ohne orale Nahrungsaufnahme addieren sich zum Grundumsatz abgerundet für Bettruhe 300 kcal, für hohes Fieber 500 kcal, nach mittelschweren Eingriffen in den Körperhöhlen 400 kcal, nach Unfallverletzungen mit Extremitätenfrakturen 300 kcal, für ausgedehnte Verbrennungen oder Peritonitis und Sepsis 1500 bis 3000 kcal.


Für die Erhaltung der Gesundheit sind wasserlösliche und fettlösliche Vitamine sowie Spurenelemente essentiell.
Menschen sind Omnivoren (Allesesser) im Gegensatz zu den Herbivoren (Pflanzenesser, z. B. Gorillas, Rinder, Hasen) und den Carnivoren (Fleischesser, z. B. Greifvögel, Haie, Spinnen). Reine oder fast reine Fleischesser oder Pflanzenesser unter den Menschen ernähren sich falsch. Sie haben immer Mangelerscheinungen. Die Mischkost garantiert alleine eine optimale Nahrungszufuhr. Wo sich Vitamine und Spurenelemente finden, welches ihre Aufgaben und Folgen des Mangels sind, geht aus den Tabellen (nach Campbell) hervor (s. u.).
Die stärksten Löwenmännchen, reine Fleischfresser, beginnen den Verzehr des Opfers mit den Eingeweiden, weil sich im Darminhalt der Pflanzenfresser, z. B. der Gazellen, Pflanzenreste befinden, die er braucht. Schimpansen, reine Pflanzenfresser, scheuen sich nicht, bei guter Gelegenheit kleinere Affen, auch aus der eigenen Familie, zu verspeisen.

Vitamine des Menschen
Vitamin Hauptquellen Hauptfunktionen Mangelkrankheiten
Wasserlösliche Vitamine
Vitamin B1
(Thiamin)
Schweinefleisch, Hülsenfrüchte,
Weizenkeimlinge, Erdnüsse, Hefe
spaltet Coenzym der Carboxylase
CO2 von organischen Molekülen ab
Beriberi (Entzündung des Nervensystems,
Herzmuskelschwäche und Ödeme)
Vitamin B2
(Riboflavin)
Milchprodukte, Fleisch, Leber, Niere,
Hefe, Gemüse; über Darmbakterien
Bestandteil der Coenzyme
FAD und FMN
selten: Mundwinkelrisse, Gesichtsekzme
Nicotinsäureamid Hefe, Nüsse, Leber, Reiskleie, Milch Bestandteile der Coenzyme NAD+ und NADP+ Pellagra, Hautentzündungen,
Verdauungsstörungen, degenerative
Veränderungen des ZNS
Vitamin B6
(Pyridoxin)
Hefe, Getreidekeimlinge, Kartoffeln,
Fleisch, Gemüse
Coenzyme von Transaminasen im
Aminosäurestoffwechsel
selten: Hautveränderungen, Anämie
Pantothensäure besonders in Milchprodukten, Hefe,
Obst, Fleisch, Getreidekeimlingen
Bestandteil von Coenzym A nicht bekannt
Folsäure Leber, Niere, Hefe, grünes Gemüse,
Orangen, Nüsse, Hülsenfrüchte
Coenzym im Nucleinsäure- und
Aminosäurestoffwechsel
Folsäure-Anämie, Magen-Darm-Probleme
(vor allem bei Alkoholikern)
Vitamin B12 Fleisch, Eier, Milchprodukte, Leber Coenzym im Nucleinsäurestoffwechsel,
Reifungsfaktor der roten Blutzellen
perniziöse Anämie
(lebensbedrohlich)
Biotin Hülsenfrüchte, andere Gemüse,
Fleisch, Hefe, Erdnüsse, Schokolade,
Eiklar, über Darmbakterien
Coenzym von an Carboxylierungs-
reaktionen beteiligten Enzymen
Hautveränderungen bei übermäßiger
Einnahme (übergroße Mengen Eiklar)
Vitamin C
(Ascorbinsäure)
frische Früchte und Gemüse,
insbesondere Zitrusfrüchte, Brokkoli,
Kohl, Tomaten, Paprika, Johannis-
beeren, Sanddornbeeren, Hagebutten
Redoxsubstanz des Zellstoffwechsels
(Hydroxylierungen); fördert Aufnahme
von Eisen; Antioxidans
Skorbut (abnorme Müdigkeit,
Muskelschwäche, Zahnausfall,
Blutungen, Anfälligkeit
gegen Infektionen)
Fettlösliche Vitamine
Vitamin A
(Retinol)
Provitamin A (Beta-Carotin) in
Karotten und Tomaten, Retinol in
Milchprodukten, Lebertran, Leber,
Niere, Eidotter
Aufbau des Sehpigments Rhodopsin,
Schutz und Regeneration von
Epithelgewebe (nach Oxidation
zu Retinal)
Nachtblindheit, Epithelschäden von
Haut, Schleimhäuten und Auge
Vitamin D Milchprodukte, Eidotter, Lebertran;
wird an der Sonne auch von der
menschlichen Haut synthetisiert
beteiligt an der Regulation des
Calcium- und Phosphatstoffwechsels
Rachitis (Deformationen durch
Knochenerweichung);
bei ÜBERDOSIERUNG schwere
Vergiftungserscheinungen durch zu
hohen Calciumspiegel im Blut
Vitamin E Weizenkeimöl, Palmenkernöl,
Baumwollsamenöl, Nüsse, Samen
antioxidativer Effekt; schützt
Plasmamembran. Lipide, Fertilitätsvitamin
bei Menschen nicht bekannt;
im Tierversuch (Nager)
schwere Schädigung der Gonaden
Vitamin K
(Phyllochinon)
grüne Gemüse, Tee;
über Darmbakterien
Bildung von Blutgerinnungsfaktoren,
vor allem von Prothrombin
selten: Blutgerinnungsstörungen;
Teerstühle bei Neugeborenen

Essentielle Spurenelemente des Menschen
Mineralstoff Hauptquellen Hauptfunktionen Mangelerscheinungen*
Calcium (Ca) Milchprodukte, dunkelgrüne
Gemüse, Hülsenfrüchte
Knochen- und Zahnbildung, Blut-
gerinnung, Nerven und Muskelfunktionen
vermindertes Wachstum, Verlust
von Knochensubstanz
Phosphor (P) Milchprodukte, Fleisch, Getreide Knochen- und Zahnbildung, Säure/
Basen-Haushalt, Nucleotidsynthese
Schwäche, Mineralverlust aus den
Knochen, Calciumverlust
Schwefel (S) Proteine Bestandteil bestimmter Aminosäuren Proteinmangelkrankheiten
Kalium (K) Fleisch, Milchprodukte, viele
Früchte und Gemüse, Getreide
Elektrolyt-Haushalt, Wasserhaushalt,
Nervenfunktion
Muskelschwäche, Lähmungs-
erscheinungen, Übelkeit, Herzversagen
Chlor (Cl) Kochsalz Elektrolyt-Haushalt,
Bildung des Magensaftes
Muskelkrämpfe, Appetitlosigkeit
Natrium (Na) Kochsalz Elektrolyt-Haushalt, Wasserhaushalt,
Nervenfunktion
Muskelkrämpfe, Appetitlosigkeit
Magnesium (Mg) Getreidekörner, grünes Blattgemüse Cofaktor von Enzymen und vieler
Stoffwechselvorgänge (etwa beim
Energietransfer durch ATP)
Störungen des Nervensystems
Eisen (Fe) Fleisch, Eier, Hülsenfrüchte
Getreidekörner, grünes Blattgemüse
Bestandteil von Hämoglobin,
Myoglobin und der Cytochrome
des Energiestoffwechsels;
Cofaktor verschiedener Enzyme
Eisenmangel-Anämie,
allgemeine Schwäche,
geschwächte Immunabwehr
Fluor (F) Trinkwasser, Tee, Meeresfrüchte Erhalt der Zahn- und möglicher-
weise auch der Knochenstruktur
rascherer Zahnverfall
Zink (Zn) Fleisch, Meeresfrüchte, Getreide Bestandteil verschiedener
Verdauungsenzyme und anderer Proteine
Wachstumsstörungen, schuppende
Hautentzündungen, Fertilitäts-
störungen, geschwächte Immunabwehr
Kupfer (Cu) Meeresfrüchte, Nüsse,
Hülsenfrüchte, tierische Innereien
Cofaktor von Enzymen des Eisen-
Stoffwechsels, der Melaninsynthese
und des Elektronentransports
Anämie, Veränderungen an Knochen
und Kreislaufsystem
Mangan (Mn) Nüsse, Getreide, Gemüse,
Früchte, Tee
Cofaktor von Enzymen abnorme Knochen- und
Knorpelstruktur
Jod (I) Meeresfrüchte, Milchprodukte,
jodiertes Kochsalz
Bestandteile der Schilddrüsen
hormone
Kropf (vergrößerte Schilddrüse)
Kobalt (Co) Fleisch- und Milchprodukte Bestandteil von Vitamin B12 keine, außer in Form von
Vitamin B12-Mangel
Selen (Se) Meeresfrüchte, Fleisch,
Getreidekörner
Cofaktor von Enzymen;
antioxidative Funktionen in engem
Zusammenhang mit Vitamin E
Muskelschmerzen, möglicherweise
Degeneration des Herzmuskels
Chrom (Cr) Bierhefe, Leber, Meeresfrüchte,
Fleisch, manche Gemüse
beteiligt am Glucose- und
Energiestoffwechsel
Störung des Glucose-Stoffwechsels
Molybdän (Mo) Hülsenfrüchte, Getreide,
manche Gemüse
Cofaktor von Enzymen gestörte Exkretion stickstoffhatiger
Verbindungen
* Alle diese Spurenelemente sind auch schädlich, wenn sie in starkem Überschuss aufgenommen werden.

Bei fehlender oraler Ernährung richtet sich die Dringlichkeit der Substitution von Nahrungsbestandteilen nach den Vorräten im Organismus und dem Bedarf pro Zeiteinheit.

Vorräte von Nahrungsbestandteilen
Brennstoffe Reserve für
Glykogen (300-400 g )
Eiweiß (45 g)
Fett (variabel)
2-3 Tage
1 - 2 Tage
Wochen
Vitamine Reserve für
B 1
B 2
Nikotinsäure
B 6
Folsäure
B 12
A
C
K
4-10 Tage
2-6 Wochen
2-6 Wochen
2-6 Wochen
3-4 Monate
3-5 Jahre
1-2 Jahre
2-6 Wochen
2-6 Wochen

Sind die Vorräte erschöpft, werden die Gewebe abgebaut, z. B. Fettgewebe zur Energiegewinnung, Muskel- und Plasmaeiweiß für die Synthese der Glukose. Deshalb ist eine "künstliche" Ernährung der Patienten während einer Nahrungskarenz von mehr als einem Tag obligatorisch.