DEFINITION: ERNÄHRUNGSWISSENSCHAFT Das Studium der Nahrung in Beziehung zum Menschen Das Studium des Menschen in Beziehung zur Nahrung

KÖRPERZUSAMMENSETZUNG UND DEREN BEDEUTUNG

Aussagen über den Ernährungszustand Veränderungen bei diversen Erkrankungen (z.B. Ödeme) Beurteilung zugenommener Körpersubstanz (z.B. Wachstum, Schwangerschaft) Zusammensetzung von Gewebeverlusten Interpretation des Energiestoffwechsels

VERÄNDERUNGEN IN DER KÖRPERZUSAMMENSETZUNG IN %

Mineralstoffe (Skellett) Fett Eiweiß (Muskeln) WasserNeugeboren 2 12 12 741 Jahr 2 23 15 60Erwachsen 6 16 18 60

Frau im Vgl zum Mann Im Alter Höherer Fettanteil Weniger Muskelmasse und daher

niedrigerer Wasseranteil

Gesamtkörperwasser sinkt auf 50 – 45 % des Körpergewichts

Abnahme der fettfreien Körpermasse (Muskelmasse)

Zunahme des Körperfettgehaltes

MODELLEEin-Kompartiment-ModellDas Körpergewicht dient als indirekte Beurteilungsgrundlage derKörperzusammensetzung und seiner Energiereserven.

Zwei-Kompartiment-ModellKörpergewicht = TBF + FFM / LBMGesamtkörperfett = total body fat (TBF): gesamte Fett (inkl. Strukturlipide)fettfreien Anteil: 2 häufig synonym verwendete Begriffe

fettfreie Masse = fat-free-mass (FFM) enthält keinerlei Fettlean body mass (LBM) enthält Strukturfett

Drei-Kompartiment-Modell Fett Aktive Zellmasse Extrazellulärmasse (ECM)

optimal: ECM/BCM Verhältnis < 1

Vier-Kompartiment-ModelleModell 1 Modell 2

Fett Wasser Protein

Fett Nichtmuskel-Masse Muskulatur: 37 - 51% der LBM

Knochenmineralien bzw. Aschegehalt Skelett: 17 – 23% der LBM

GESAMTKÖRPERWASSER = 60%IZF (=Intrazelluläre Flüssigkeit) = 63%In den Zellen Kaliumionen dominierenEZF (Extrazelluläre Flüssigkeit) = 37%Natrium- und Cl-Ionen dominierenInterstitielle Flüssigkeit: um die Zellen im Bindegewebe; 73% der EZFPlasmaflüssigkeit: Blut- und Lymphgefäßen; 19% d. EZFTranszelluläre Flüssigkeit: Hohlräumen (Gallenblase, Harnblase, Schleimhäuten,

Haut) 8% d. EZF

FETTMASSEFett wird im Körper als Triglycerid gespeichert und dient als Energiereserve. Altersabhängig; 18- über 60J.

Körperfettgehalt in %Bei Frauen Bei Männern

Exzellent 18-31 11-23Gut 22-34 15-26Verbessern 25-38 19-30Unbedingt verbessern Über 30-38 Über 24-30

Fett sinkt Fett bleibt Fett steigtFFM

Unterernährung Proteinmangel

FFM =

Ausdauersport Normal Adipositas

FFM

Bodybuilder Dynamisches Krafttraining

Energiereiche, proteinarme Kost, altern, Immobilisation, Überernährung, Schwangerschaft, Pubertät

METHODEN ZUR BESTIMMUNG DER KÖRPERZUSAMMENSETZUNG BEIM MENSCHEN

Direkte Methoden Indirekte Methoden Doppelt indirekte Methoden

Post-mortem Neutronen-

aktivierung

Densitometrie Verdünnungstechniken 40K-Zählung Computertomographie Kernspintomographie Dual-energy-X-

rayabsorptiometry (DEXA)

Analysen Anthropometrie Infrarot-

Absorptionsspektrometrie Ultraschallmessungen Bioelektrische

Impedanzanalyse (BIA) Kreatinin im Urin

Messung des Körperfettes anhand der Körperdichte

Körperdichte (D) =

Körpervolumen: kg – Unterwasser kg (Lungenvolumen + Schätzwert für intestinale Gase abziehen!)

Körperfett (TBF, %) =

Bestimmung d. Gesamtkörperflüssigkeit (TBW – Total body water)V = Q * C TBW = 50 % – 65 % des KG

V....... Volumen der KörperflüssigkeitQ....... Quantität einer Markersubstanz, die sich homogen mit dem TBW vermischt.C....... Konzentration der Meß-Substanz in der Körperflüssigkeit

Bestimmung der extrazellulären und intrazellulären FlüssigkeitExtrazelluläre Flüssigkeit EZF ~ 20% d. KG = 30% d. TBWMarker (z. .B. Na-Thiocyanat, Bromid), der extrazellulär bleibt, ermöglicht Messung d. EZF

Intrazelluläre Flüssigkeit IZF ≈ 26% d. KG = 70% d. TBWTBW – EZF = IZF

Bestimmung der LBMa) Direkte: 40K durch Ganzkörperzähler:

Natürliches radioaktives Kalium (40K), das der Körper abstrahlt, wird gemessen. Kennt man den Kaliumgehalt des Körpers, kann die LBM errechnet werden. Gesamtkörperkalium: FFM = 68 mmol/kg

b) indirekte: Wassergehalt der Zellen:LBM enthält ungefähr 73% Wasser LBM = TBW / 0,73

ERNÄHRUNGSANTHROPOMETRIE

Definition Anthropometrie Messungen d. menschlichen Körpers & seiner Kompartimente & ermitteln von

Maßverhältnissen Bestimmungen Beurteilung des Ernährungszustandes Über- & Untergewicht, Kachexie, Knochendichte usw. können diagnostiziert

werden.

Was ist Adipositas? Übergewicht = viele kg in Relation zur Körpergröße Adipositas = starkes Übergewicht, mit mehr als normal Körperfett + krankhafte

Auswirkungen

BMI (Body Mass Index)

BMI =

= ein um die Körpergröße korrigiertes Maß für das Körpergewicht Standard für Klassifikation des Körpergewichts, einfach und genau Verlaufskontrolle und Evaluierung von Gewichtsreduktionsprogrammen

BMI-Klassifikation für Erwachsene (= Klassifikation nach Gewicht-Längen-Indizes) Untergewicht BMI <18,5

o Stark <16o Moderat 16-17o Untergewicht 17-18,5

Normalgewicht BMI 18.50 - 25 Übergewicht ≥25.00

o Leichtes Übergewicht 25.00 - 30o Adipositas ≥30.00o Adipositas Grad I 30.00 - 5o Adipositas Grad II 35.00 - 40o Adipositas Grad III ≥40.00

KINDER

BMI Klassifikation kann aufgrund d. Wachstums & damit verbundenen Veränderungen d.

Körperzusammensetzung nicht wie bei Erwachsenen erfolgen Alters- & geschlechtsspezifische Besonderheiten müssen berücksichtigt werden Klassifikation erfolgt über BMI-Perzentilen, die anhand von Referenzpopulationen

ermittelt wurden:o Ö / D: AGA (Arbeitsgemeinschaft Adipositas im Kindes- und Jugendalter)

bzw. Kromeyero international: IOTF (International Obesity Task Force) bzw. Cole et al.

BMI (kg/m2) - Mädchen12 Jahre: Normal 18 kg/m²Wellenlinien

Wie häufig ist Übergewicht?21% d. Junges + 18% d. Mädchen (fast die Hälfte davon adipös, 6-14)

Körpergewichtsbeurteilung nach Region d. 6-15J. Untergewicht: West, Ost, SüdNormal: West, Süd, OstÜbergewicht: Süd, Ost, WestAdipositas: Ost, Süd, West

Ermitteln des Normalgewichtes mit Broca-IndexNormalgewicht (kg) = Körpergröße (cm) – 100

Sollgewichtbei Frauen: Normalgewicht – 15 %bei Männern: Normalgewicht – 10 %

ÜbergewichtNormalgewicht + 10 %

Nachteilkleine Personen oft übergewichtig, große Menschen zu selten; nicht für Kinder & Jugendliche

Fettverteilung Waist-To-Hip-Ratio gynoide

o Fett an Gesäß, Hüften und Oberschenkelno „Birnentyp“o kein höheres Risiko Für Begleiterkrankungen

androideo Fett im Bauchbereicho „Apfeltyp“o größere Stoffwechselaktivität des viszeralen Fettanteileso erhöhtes Risiko für kardiovaskuläre Erkrankungen und das metabolische

Syndrom Waist-to-Hip-Ratio:

o bei Frauen <0,85o bei Männern <1

Hautfaltendicke-Messung zur Abschätzung des Körperfettgehaltes Messung der Hautfaltendicke an definierten Körperstellen

Trizeps Abdominell pectoral

Bizeps subscapular suprailiacal

Berechnung d. Körperfettgehalts alters- und geschlechtsspezifischer Formeln

Bestimmung des Armmuskelumfanges Armmuskelumfang (cm) = Oberarmumfang (cm) – 4,18 x Trizeps Hautfalte (cm) Vergleiche mit Tabellen ermöglichen Abschätzung der Muskelmasse Messung des Oberarmumfanges zwischen Schulterhöhe und Ellbogen

Bioelektrische Impedanzanalyse (BIA) elektrische Widerstand, den Körper Wechselstrom entgegensetzt, wird gemessen Verschiedene Gewebe = vers. Widerstände Differenzierung v.

Kompartimenten Gerät berechnet Körperzusammensetzung aufgrund statistischer Korrelationen

(keine direkte Messung) Gesamtkörperwasser, Fettmasse, Magermasse und Körperzellmasse werden bestimmt. Je 2 Elektroden werden an Hand und Fuß einer Körperseite angebracht

Weitere Methoden1. In – Vivo – Neutronenaktivierungsanalyse (IVNAA)2. Computertomographie (CT)3. Nuclear-Magnetic-Resonance-Technik (NMR) bzw. Magnet-Resonanz-

Tomographie (MRT)4. Dual Photonenabsorptionsmetrie (DEPA bzw. DEXA)

In-Vivo-Neutronenaktivierung Neutronenbestrahlung Wechselwirkung mit Elementen

Zellkern radioaktive Isotope Emittierte Strahlung erfasst Bestimmung vieler Elemente Berechnung von Fettmasse, Protein und Mineralien

Computertomographie Unterschiedliche Strahlenabsorption im Gewebe Weiches Gewebe: Fett, Muskeln+ Haut absorbieren wenig Hartes Gewebe = Knochen absorbieren viel Bestimmung von Organgrößen, regionalen Fettdepots + Skelettmasse Große Strahlenbelastung

Magnet-Resonanz-Tomographie Erzeugt Schnittbilder des Körpers Keine Röntgenstrahlen, starkes Magnetfeld und Radiowellen Kernspinresonanz von H-Kernen Bestimmung von Organgrößen, &-Struktur, Fettverteilung, TBW und

Muskelmasse

Dual Photonenabsorptionsmetrie „Abtasten“ des Körpers mit Photonen – bzw. Röntgenstrahlen Abschwächung wird gemessen Bestimmung von Fett, fettfreier Masse und Knochendichte

Bod Pod Air Displacement Plethysmography bestimmt Körpervolumen (Luftwägung) Testperson in Gerät Luft enthält Druckveränderung gemessen Dauer 5min, einfacher als Unterwasserwiegung Nicht invasiv, auch für Kinder, Übergewichtige, Kranke, Senioren

Liste der Kompartimente des menschlichen Körpers, die mit den einfachen, nicht-invasiven Methoden bestimmt werden können

Wissenschaftliche Beurteilung und Bewertung der heute gebräuchlichsten Methoden zur Bestimmung der Körperzusammensetzung

ERNÄHRUNGSSTATUS

Def. Ernährungsstatus Erhebung: Vgl. zw. Bedarf (an Energie + Nährstoffen) + Zufuhr Aussage wie gut/schlecht ernährt

Optimaler Ernährungsstatus Aufnahme und Bedarf halten sich die Waage Aufnahme beeinflusst durch

o Krankheito Essverhalteno Wirtschafto Emotioneno Kultur

Bedarf beeinflusst durcho Krankheito phys. Belastungo oxidativer + psychischer Stresso Wachstum

Welche Faktoren beeinflussen den Ernährungsstatus? Physiologischer Zustand

o Geschlecht, Alter, Gewichto Regel, Schwanger, Stilleno Krank

Umwelto Beruf, Familienstatus, Einkommeno Wohnort, Klima, Höhenlage, Kulturo Religion

Nahrungsmittelo Verfügbarkeit, was und wie viel, o Zubereitung, Zusammensetzung

Gewohnheiteno esseno Bewegungo Genussmittelo Drogeno Hobbys

Bestimmung des Ernährungsstatus Biochemische Untersuchungen

o Versorgungsparametero Funktionsparameter

Ermitteln der Nahrungs- und Nährstoffaufnahme Beurteilung anthropometrischer Messgrößen

Versorgungsparameter Bestimmung von:

o Konzentration des Nährstoffeso Transportformen des Nährstoffeso Metabolite des Nährstoffes im Blut, Harn, Körperzellen

Zeigen aktuelle Nährstoffversorgung

Beispiele für Versorgungsparameter

Funktionsparameter Bestimmung v. Nährstoffabhängigen Enzymaktivitäten und Proteinwerte Zeigen langfristige Nährstoffversorgung

Beispiele für Funktionsparameter

ERNÄHRUNGSERHEBUNG

Gründe für Ernährungserhebungen Analyse der Nahrungszufuhr Bestimmung des Ernährungsstatus Erforschung der Zusammenhänge zw. Ernährung & Krankheiten (im Rahmen

epidemiologischer Studien) Planung, Durchführung und Bewertung politischer Maßnahmen

Ernährung

Ernährungsbedingte Krankheiten Krankheitsbedingte Ernährungsstörungen

Hoher Obst- und Gemüsekonsum geringes Krebsrisiko durch die Spearman Korrelation mit Obst-/Gemüseaufnahme bestätigt

METHODEN FÜR ERNÄHRUNGSERHEBUNGEN

Direkte Methoden Ermittlung von Ernährungsbedarf, Ernährungsstatus Ermittlung der Nahrungsaufnahmeo Zurückliegende (retrospektive) Nahrungsaufnahme

24 Stunden Befragung Ernährungsgeschichte Fragebogenmethode Einkaufsliste

o Gegenwärtige (prospektive) Nahrungsaufnahme Wiegemethode Inventurmethode Ernährungsprotokoll Buchhaltungsmethode Tonbandaufnahme

Indirekte Methoden Vorliegende Daten werden ausgewertet z.B.: Nahrungsbilanzen, Food balance sheets

Nahrungsbilanzen

NV = Nahrungsverbrauch pro KopfIP = Inländische NahrungsmittelproduktionI = ImporteV = Vorratssaldo

S = Saatgut, PflanzgutP = Umwandlung in andere ProdukteSV = Schwund und VerderbE = ExporteF = Futtermittel

Rahmendaten Demographische Daten Geographische Daten Soziokulturelle Daten Gesundheitsstatistik

Daten aus der Nahrungsmittelproduktion Lassen Rückschlüsse auf Pro-Kopf-Verbrauch zu Liefern Überblick über zur Verfügung stehende Lebensmittel Geben Hinweise auf zeitliche Trends in den Verzehrsgewohnheiten Sind Grundlage internationaler Vergleiche

ÜBERSICHT ÜBER DIREKTE ERNÄHRUNGSERHEBUNGSMETHODEN

Retrospektive Nahrungsaufnahme 24-Stunden-Befragung Diet History Fragebogenmethode Einkaufslisten Archäologische Methode

Prospektive Nahrungsaufnahme Wiegemethode Inventurmethode Ernährungsprotokoll Buchhaltungsmethode Tonbandaufnahme

RETROSPEKTIVE METHODENDie vergangene Nahrungsaufnahme wird erhoben

24-Stunden-Befragung „Was haben Sie innerhalb der letzen 24 Stunden gegessen/getrunken?“ Bestimmung der Nährstoffaufnahme anhand von Nährwerttabellen Vorteile:

o Schnell und einfacho Verzehrsgewohnheiten bleiben unbeeinflussto Geeignet für die Befragung größerer Kollektive

Nachteile:o Fehlschätzungen/Falschangaben

Ernährungsgeschichte = diet history

Befragung über langfristige Ernährungsgewohnheitn (z.B. vergangene 3 Monate) Zusammenhänge zwischen Ernährung und Krankheiten Vorteile

o Keine Beeinflussung der Ernährungsgewohnheiteno Kostengünstigo Für größere Kollektive geeigneto Miteinbeziehen saisonaler Schwankungen

Nachteileo Zeitaufwendige Auswertungo Gutes Erinnerungsvermögen der Studienteilnehmer ist nötigo Falschaussagen möglich (z.B. über Alkoholkonsum)

Fragebogenmethode Qualität der Ernährung wird erhoben Fragebogen vom Probanden selbst ausgefüllt oder Interviewer fragt

standardisierten Fragebogen ab Vorteile

o EDV-Auswertung möglicho große Kollektive

Nachteileo Falschangabeno Missverständnisseo Geringe Beteiligung bei Befragung über den Postweg

Einkaufslisten Die im Haushalt für den Einkauf zuständige Person schätzt die Menge der

verzehrten Lebensmittel - meist für die vergangene Woche. Vorteile

o typische Ernährungsmuster werden erfasst Nachteile

o Sehr ungenaue Mengenangabeno Nahrungsmittel werden vergessen oder falsch geschätzt

PROSPEKTIVE METHODENDie gegenwärtige Nahrungsaufnahme wird erhoben

Wiegemethode Alles, was gegessen und getrunken wird, wird abgewogen und notiert. Vorteile

o Genaue Bestimmung der Energie- und Nährstoffaufnahmeo Erfassen von Risikofaktoren

Nachteile:o Teuero Belastend für die Studienteilnehmero Veränderung der Essgewohnheiteno Unsicherheit beim außer-Haus-Verzehr

Ernährungsprotokoll

Essen und Trinken wird protokolliert Angabe von haushaltsüblichen Maßen (kein Abwiegen) ev. Einheitliches Messgeschirr Vorteile

o Genauo Kostengünstiger und einfacher verglichen mit Wiegemethode

Nachteilo Veränderung der Essgewohnheiten möglich

Inventurmethode Alle verbrauchten Lebensmittel werden in Formulare notiert Reste und Abfälle werden subtrahiert Lebensmittelvorräte und die Anzahl der Esser werden berücksichtigt Meist über 1 Woche Einweisung der Kontaktperson Vorteil

o Ernährungserhebung von Gruppen Nachteil

o Veränderung der Verzehrsgewohnheiten

Buchhaltungsmethode Im Rahmen von statistischen Untersuchungen für die Wirtschaft Art, Menge und Herkunft der verbrauchten Lebensmittel werden notiert Dauer bis zu einem Monat Abfälle meist nur geschätzt Vorteile

o Für Familien und Institutionen wie Krankenhäuser, Heimeo Vergleich mehrerer Haushalte

Nachteilo Ungenau

Tonbandaufnahme Gegenwärtiger Nahrungsverzehr wird auf ein Tonband (z.B. Diktiergerät)

gesprochen Schriftliche Aufzeichnung und Auswertung durch Untersucher Vorteile

o Erinnerungsfehler werden ausgeschlosseno Einfach, auch bei außer-Haus-Verzehr

Nachteileo Zeitaufwendige Auswertung

AUSWAHL DER RICHTIGEN METHODE Untersuchungsaspekt

o Nahrungsverfügbarkeito Nahrungsverbraucho Ernährungsgewohnheiten

Untersuchungseinheito Individuum, Familie,o Haushalt

o ökonomische, geographische oder ökologische Gruppe Untersuchungszeitraum:

o Mahlzeit, Tag, o Woche, Monat, Jahr

Untersuchungsbedingungen: o verfügbares Geldo Personalo geographische Erreichbarkeit

NÄHRSTOFFBEDARF & REFERENZWERTE

ERNÄHRUNGSEMPFEHLUNGEN Wichtiges Instrumentarium für

o Ernährungswissenschafter, Ernährungsindustrieo Ärzte, Diätassistentinnen

Basis für bedarfsgerechte Ernährungo Gesundheitserhaltungo Krankheitsvorbeugung

Wer erarbeitet Empfehlungen? Deutsche Gesellschaft für Ernährung Österreichische Gesellschaft für Ernährung Schweizerische Gesellschaft für Ernährungsforschung Schweizerische Vereinigung für Ernährung Food and Nutrition Board Food and Agriculture Organisation (FAO) WHO Wissenschaftlicher Ausschuss für Lebensmittel der EG

Nährstoffempfehlungen 1992: Nährstoff- und Energiezufuhr in der EG - Scientific Committee for Food ab 1997: Dietary Reference Intakes (DRI) - RDA 2000: Referenzwerte für die Nährstoffzufuhr - DACH 2004: Vitamin and mineral requirements…(WHO) 2004: Nordic Nutrition Recommendations

Referenzwerte für die Vitaminzufuhr

Ziele der Empfehlungen Einhaltung von Mindestwerten für Nährstoffe, die limitiert sind Einhaltung von Höchstwerten für Nährstoffe, die im Überschuss vorhanden sind

NÄHRSTOFFBEDARF Soviel Nährstoffe wie notwendig für

o Optimale Gesundheit Zustand vollständigen körperlichen, geistigen und sozialen

Wohlbefindens und nicht nur das Freisein von Erkrankungen und Gebrechen (laut WHO)

o Aufrechterhaltung aller Körperfunktioneno Leistungsfähigkeit

Methoden zur Ermittlung des Nährstoffbedarfs epidemiologische Studien Mangelexperimente kurative Tests biochemische Untersuchungen Bilanzstudien Tierversuche

Epidemiologische Studien Nährstoffaufnahmen verschiedener Gruppen werden verglichen z.B. Kropfentstehung bei mangelnder Jodversorgung Zur Absicherung sind weitere Studien nötig

Mangelexperimente der Nährstoffbedarf wurde anhand unzureichender Nährstoff- bzw.

Nahrungszufuhr ermittelt an Häftlingen oder KZ-Insassen durchgeführt heute weltweit verboten

Kurative Tests

bestehender Mangel wird behoben Die Hälfte der Nährstoffaufnahme, die zur Behebung des Mangels nötig ist, wird

dem Bedarf gleichgesetzt.

Biochemische Untersuchungen Heute das Mittel der Wahl Früherkennung von Nährstoffmangel im subklinischen Stadium man benötigt genaue Kenntnisse über das Schicksal des Nährstoffes im Körper Versorgungsparameter Funktionsparameter

Bilanzstudien Vergleich zwischen Aufnahme und Ausscheidung eines Nährstoffs Voraussetzung: Nährstoff in unveränderter Form ausgeschieden / Metabolite

bekannt Ausgeglichene Bilanz: Ausscheidung = Aufnahme Positive Bilanz: Ausscheidung < Aufnahme

o Wachstumo Schwangerschafto Gewichtszunahme

Negative Bilanz: Ausscheidung > Aufnahmeo Gewichtsverlusto Katabolismus

Tierversuche Wenn wenig Daten aus Humanstudien Rückschlüsse von Tier auf Mensch bedingt möglich keine quantitativen Aussagen nur qualitative Aussagen (z.B. Mehrbedarf in Schwangerschaft)

Extrapolation vom Nährstoffbedarf einer Gruppe

(z.B.: Säugling) wird auf eine andere Gruppe (z.B.: Kleinkinder) geschlossen

Interpolation Bedarfszahlen zweier Altersgruppen

(z.B.: Säugling + Erwachsen) sind bekannt der Bedarf einer dritten Gruppe (z.B.: Jugendlich) wird daraus ermittelt

Grundbedarf = minimum requirement Verhindert Nährstoffmangel (latenten und manifesten) Ermöglicht normales Wachstum Ermöglicht normale Fortpflanzung Schwierig zu ermitteln!

Normativer Speicherbedarf Ermöglicht Nährstoffspeicher, die schnell & ohne Funktionseinschränkung

verfügbar Enthält einen Zuschlag für Verluste, die während der Verarbeitung von

Lebensmitteln auftreten Die Fachwelt diskutiert noch über

o Größe der Speicher

o Zufuhrempfehlungen zur Erreichung der Speicher

Wie kommt die Empfehlung zur Nährstoffzufuhr zustande? niedrigste Zufuhrschwelle

o = lowest threshold intake (LTI)o Unterhalb dieser Zufuhrmenge erleiden fast alle Personen des Kollektivs

Funktionsstörungen Mittelwert

o = average requiremento durchschnittlicher Bedarf einer Bevölkerungsgruppeo 50 % des Kollektivs sind ausreichend mit dem Nährstoff versorgt o Von diesem Wert ausgehend, werden die Empfehlungen zur Nährstoff-

und Energiezufuhr mit Hilfe der Gaußschen Normalverteilung ermittelt (+2sd Bevölkerungsreferenzzufuhr; -2sd niedrigste Zufuhrschwelle)

Bevölkerungsreferenzzufuhr o = population reference intake, PRIo deckt den Bedarf praktisch aller gesunden Personen (97,5 %) einer

Gruppe

D-A-CH Referenzwerte für die Nährstoffzufuhr Empfehlungen Schätzwerte Richtwerte

Empfehlungen durch experimentelle und klinische Studien ermittelt auch statistische Erhebungen und epidemiologischen Studien

Schätzwerte Geben Hinweise auf angemessene und gesundheitlich unbedenkliche Zufuhr ermittelten Werte durch experimentelle Untersuchungen gestützt, aber nicht

abgesichert Zahlenwerte: n-3 Fettsäuren, Vitamin E, Vitamin K und Pantothensäure Zahlenbereiche: Kupfer, Mangan, Selen, Chrom, Molybdän, β-Carotin und Biotin

Richtwerte Orientierungshilfe Für Nährstoffe, die bei mangelnder oder überhöhter Zufuhr problematisch sind Mindestzufuhrempfehlung: Wasser, Fluorid und Ballaststoffe Höchstzufuhrempfehlung: Fett, Cholesterin, Alkohol und Speisesalz

Upper level, UL genauer „tolerable upper intake level“ = Grenze der dauernden Aufnahme, unterhalb der keine schädlichen Effekte Berücksichtigt wird Aufnahme aus allen Quellen (lebensmitteleigen, zugesetzt im

Rahmen der Anreicherung und als Supplement)

Tolerable Upper Intake Level für Vitamine

Tolerable Upper Intake Level für Mineralstoffe

NÄHRSTOFFDICHTE

Zur Beurteilung der Nährstoffversorgung einzelner Personen Lässt erkennen, ob ein Lebensmittel eine gute Quelle für einen Nährstoff ist Gut geeignet, um die Nährstoffversorgung über eine Zeitspanne zu beurteilen

(Tage, Wochen)

Beurteilung der Nährstoffversorgung mittels Nährstoffdichte

Ist Nährstoffdichte: Tatsächliche Nährstoffaufnahme anhand Ernährungsprotokoll Soll Nährstoffdichte: Empfohlene Nährstoffzufuhr laut D_A_CH Referenzwerten

NÄHRSTOFFBEDARF IN DER SCHWANGERSCHAFT UND STILLZEIT Energiebedarf steigt Proteinbedarf steigt Fettbedarf bleibt gleich (genügend essentielle FS) Bedarf an den meisten Vitaminen und Mineralstoffen steigt, vor allem:

o Folsäureo Eiseno Jodo Zink

Empfohlen wird ausreichende Ballaststoffaufnahme

NÄHRSTOFFBEDARF DES SÄUGLINGS(verglichen mit Erwachsenen) Höherer Energiebedarf

Höherer Bedarf an Fett und essentiellen FS Höherer Proteinbedarf Höherer Bedarf an essentiellen AS (auch Cystein und Tyrosin) Oligosaccharide in Muttermilch – Darmflora - Reifung des Immunsystems? WICHTIGE Nährstoffe im Säuglingsalter

o Eiseno Vitamin Do Vitamin K

NÄHRSTOFFBEDARF WÄHREND DES WACHSTUMS Hoher Energiebedarf (vor allem bei Wachstumsschüben) Etwas höherer Proteinbedarf als bei Erwachsenen WICHTIG: eine ausreichende Versorgung mit

o Calciumo Eiseno Zink

NÄHRSTOFFBEDARF VON ÄLTEREN MENSCHEN Energiebedarf sinkt (durch sinkenden GU) Bedarf an essentiellen Nährstoffen bleibt gleich

ZIELE DER D-A-CH-REFERENZWERTE Planung einer bedarfsdeckenden Ernährung

o Deckung des physiologischen Bedarfso Schutz / Prävention von ernährungsassoziierten Erkrankungen

Bewertung der Nährstoffversorgung Ernährungsinformation

O Nährwertkennzeichnung

VERDAUUNG UND ABSORPTION

Definition Verdauung mhd verdöu(w)en = verschmelzen = Zerkleinerung der Nahrung im Magen‐Darm‐Trakt

o Physikalischo Chemischo Enzymatisch

VERDAUUNGSVORGÄNGE

Mundspeichel Puffer: Hydrogencarbonat Gleitmittel: Mucine Antibakteriell: Antikörper und Lysozyme Zungengrundlipase Kohlenhydratspaltung: α-Amylase Ptyalin

Bauchspeichel Proteinverdauung: Trypsin, Chymotrypsin, Elastase, Carboxypeptidase Stärkeverdauung: α‐Amylase, Fettverdauung: Lipase, Colipase, Phospholipase, nichtspezifische Lipase

Magensaft Gleitmittel: Mucine Desinfektionsmittel: Salzsäure Vit.B12-Absorption: Intrinsic-Faktor Proteinverdauung: Pepsin Fettverdauung: Zungengrund-Lipase vom Mund, gastrische Lipase

Dünndarmsekrete Proteinverdauung: Dipeptidase, Aminopeptidase Zuckerverdauung: versch. Glycosidasen Fettverdauung: Monoglycerid-Lipase, Lecithinase, alkalische Phosphate, u.a.

Galle Puffer: Hydrogencarbonat Mizellenbildung: Gallensalze und Phospholipide Ausscheidungsprodukt: Cholesterin

Vorgänge im Dickdarm Absorption von

o Nao Wassero Stoffwechselprodukten der Darmbakterien

DIE VERDAUUNG BEGINNT IM MUND Mechanische Zerkleinerung: Zähne, Zunge Geschmack: Geschmacksknospen, Riechen Speichel: Enzyme, Gleitmittel

Magen Zerkleinerung, Homogenisierung („Chymus“ entsteht) Abtötung von Bakterien, Schutz vor Infektionen (HCl) Denaturierung von Eiweiß, Aktivierung der Pepsine Sekretion von „Intrinsic factor“ Portionierte Weiterleitung des Chymus an das

Duodenum (Zwölffingerdarm)

Funktion des exokrinen Pankreas Produktion von Sekret

o 2l/Tag o Plasma-isotone o Enzym-haltigeo stark Bicarbonat-haltigo PH 7-8

Nahrungsaufnahme

o Azetylcholin und Cholezystokinin aktivieren die Enzymsekretion in den Azini (Ca2+ als Botenstoff)

o Sekretion (cAMP) führt zur Bicarbonatsekretion in den Pankreasgängen ( Neutralisierung der Magensäure)

Zentrale Bedeutung der Pankreasenzyme Eiweissspaltende Enzyme:

o Schutz vor Selbstverdauung des Pankreas!o Proenzym (müssen erst aktiviert werden) Proteasen!o Endopeptidasen:

Trypsinogen Typsin (durch Enteropeptidasen aus Duodenalschleimhaut) Trypsin aktiviert anderen Proenzyme

Chymotrypsinogen Proelastase

o Exopeptidasen: Procarboxypeptidase A Procarboxypeptidase Proaminopeptidasen

Lipidspaltende Enzyme:o Lipase (Triglyzeride)o Prophospholipase A (Phospholipide)

Kohlenhydratspaltende Enzyme:o α‐Amylase (Stärke, Glykogen)o Maltase (Maltose)o Ribonukleasen: Ribonuklease (RNA), Desoxyribonuklease (DNA)

Enzyme der VerdauungEndoenzyme

Magen und oberer Dünndarm spalten Verbindungen innerhalb

eines Moleküls produzieren große Teilstücke Beispiele:

o α‐ Amylaseo Pepsin, Trypsino Chymotrypsin, Elastase

Exoenzyme unterer Dünndarm bauen Moleküle von den Enden her

ab Beispiele:

o Aminopeptidasen (die Spaltung beginnt am NH2‐Ende),

o Carboxypeptidasen (die Spaltung beginnt am COOH‐Ende)

Störungen des Pankreas angeboren:

o Mukoviszidose/ Zystische Fibrose (homozygote Patienten)o rezidivierende akute Pankreatitis (heterozygote Patienten)

Erworben:o Akute Pankreatitis

Gallensteine Infektion

o Chronische Pankreatitis Alkoholismus Folgen:

Schmerzen

Verlust der exo‐ und endokrinen Pankreassekretion Fettmalabsorption, Vitaminmangelsyndrome

Galle Galleproduktion:

o Gallensäuren (700 ml/d)o Cholesterino Bilirubino Bikarbonat (v.a. in den Gallgengängen)

Gallensäuren gelangen über Na+‐abhängige Transporter aus Blut in Leberzelle werden mit Taurin oder Glycin (Wasserlöslich!) konjugiert gelangen über weitere Transporter in Gallenkanälchen

Der enterohepatische Kreislauf

Gallensalze (zu 98%) Bilirubin (zu 15%) einige Vitamine (z.B. Vitamin D,

Folsäure, Pyridoxin) einige Mineralstoffe ( z.B.

Magnesium) zahlreiche Medikamente, Fremd‐

und Giftstoffe

Ausscheidung mit der Galle Reabsorption über Darmvenen und

Pfortader

Verdauungssäfte und sekretionsstimulierende FaktorenL / Tag PH

Mundspeichel 0,5 – 1,5 7 – 8 SensorikMagensaft 2 – 3 1 Gastin, Histamin, HCl & PepsinogensekretionGalle 0,25 – 1 6,9 – 7,7 Cholezystokinin, GallenblasenkontraktionBauchspeichel 0,3 – 1,5 7,5 – 8,8 Cholezystokinin, Bauchspeichelsekretion,

Sekretin, BicarbonatsekretionDünndarmsekrete 1 – 2 pH 6,5 – 7,8 VIP = vasoactive intestinal peptide

(Enzymsekretion)

Definition Absorption Entlehnt aus absorbēre = schlucken, aufsaugen = Aufnahme absorptionsfähiger Nahrungskomponenten / Spaltprodukte durch

Darmschleimhaut in Blut / Lymphe

Absorptionsfähige Verdauungsprodukte

Passiver Transport Ohne Energieverbrauch Entlang eines Konzentrations- oder Ladungsgefälles Freie Diffusion:

o Glycerol diffundiert durch Membran, weil intrazelluläre Konz. geringer Erleichterte Diffusion:

o über Carrier oder Kanal (z.B.: D-Fruchtose)

Aktiver Transport unter Energieverbrauch auch gegen ein Konzentrations‐ oder Ladungsgefälle Sekundär aktiver Transport

im Vorfeld wird aktiv ein Ionengradient aufgebaut Nährstoffe gelangen mit den Ionen gegen ein Gefälle in die Zelle Beispiel:

o Natrium-Kalium-ATPaseo Glucosetransport

WEITERE ABSORPTIONSMECHANISMEN Endozytose

o Absorption durch Membraneinstülpung Persorption

o ungelöste Nahrungspartikel treten durch intakte Epithelzelle Parazellulärer Transport

o Teilchen gelangen zw. Mucosazellen vom Darmlumen ins Blut

Fettabsorption

Proteinabsorption

Kohlenhydratabsorption

Vitamin B12‐AbsorptionIntrinsic factor ein Glykoprotein gebildet in den Belegzellen des Magens schützt Vitamin B12 vor Abbau ein Fehlen des IF führt zu perniziöser Anämie

Absorption der Hauptnährstoffe

Mikronährstoffabsorption im oberen Verdauungstrakt

Mikronährstoffabsorption in Jejunum und Ileum

Mikronährstoffabsorption im Dünndarm und Dickdarm

Absorption von Wasser und Alkohol

REGULATION DER NAHRUNGSAUFNAHME

Steuerungszentrum für Hunger und Sättigung Hypothalamus im zentralen Teil des Zwischenhirns, unter dem Thalamus lateraler Hypothalamus = Hungerzentrum ventromedialer Hypothalamus = Sättigungszentrum Nucleus paraventricularis:

o durch Stimulation v. α-2‐Rezeptoren Nahrungsaufnahme gesteigerto durch Aktivierung serotinerger Rezeptoren Nahrungsaufnahme

reduziert

Funktionen des Hypothalamus Koordiniert wichtige Regulationsvorgänge Hunger und Sättigung Wasser‐ und Mineralstoffhaushalt Körpertemperatur Sexualität Wach‐ und Schlafrhythmus Blutdruck‐ und Atmungsregulation vermittelt zwischen vegetativem NS und höheren Hirnregionen beeinflusst über die Hypophyse das gesamte Hormonsystem Signale gelangen … vom /zum Hypothalamus

o …auf Blutweg (Metabolite, Hormone)o … über Nervenbahnen (Neurotransmitter, Neuropeptide)

Diskutierte Theorien zu Hunger und Sättigung Thermostatische Theorie (Brobed 1948) Glucostatische Theorie (Mayer 1953) Aminostatische Theorie (Mellinkoff 1956) Glykogenostatische Theorie (Friedmann 1953) Lipostatische Theorie (Kennedy 1953)

SÄTTIGUNGSSIGNALE

Sättigungssignale (Peptide)

Sättigungssignale (Hormone)

Sättigungssignale, die im ZNS wirken

HUNGERSIGNALE

Hungersignale – Hormone

Hungersignale – im ZNS wirkende Substanzen

INTERAKTION ZENTRALNERVÖSER MECHANISMEN DER APPETITREGULATION MIT PERIPHEREN ENDOKRINEN SYSTEMEN

REGULATION DES WASSERHAUSHALTS

Wozu Wasser? Lösungsmittel Wasserstoffbrückenbindungsfähigkeit Kapillarkraft Durchblutung d.

kleinsten Gefäße Ausgleich d. Temperaturschwankungen; Schwitzen: Wärmeentzug 580kcal / l

Oxidationswasser: durch Oxidation d. Nährstoffe in Mitochondrien; stark exergone Reaktion H2 + O2 H2O wird für ATP-Bildung genutzt

Nährstoffe (100 g) Oxidationswasser (ml)Proteine 40 mlKohlenhydrate 60 mlFette 110 ml

REGULATIONSYSTEME

Osmoregulation: Osmorezeptoren: erhöhte Blutosmolarität ADH (Hormon) + Wasserrückhaltung

Vulumsregulation: Volums- u. Barorezeptoren ( RA, Carotis sinus) Renin‐Angiotensin‐Aldosteron System (RAAS) Atriales natriuretisches Peptid (ANP)

DURST Subjektives Gefühl Nach Integration verschiedener Körpersignale Geht vom Hypothalamus aus Löst Bedürfnis zu trinken aus Beeinflusst durch

o Renin-Angiotensin-Aldosteron-System (durstauslösend)o Cerebrales natriuretisches Peptid (dursthemmend)o Krankheiten, Medikamenten

TRINKENPrimäres Trinken: - Folge eines Flüssigkeitsmangels im Körper

- Notfallreaktion

Sekundäres Trinken: - Es existiert kein unmittelbarer Flüssigkeitsbedarf- Hat einen Bezug zum zu erwartenden Flüssigkeitsbedarf- Regelmechanismen unbekannt

STÖRUNGEN IM WASSERHAUSHALT

Hyperhydratation Husten Ödeme Überwässerung der Lunge

Dehydratation Starker Durst Verminderte Harnproduktion Gewichtsabnahme Austrocknung von Haut und Schleimhäuten

Ursachen einer Hyperhydratation - Selten Nebenwirkungen von Medikamenten exzessives Trinken (Polydipsie): meist bei psychiatrischen Patienten SIADH (Syndrom des inadequaten ADH, Schwarz‐Bartter‐Sy.)

Ursachen der Dehydratation Erbrechen Durchfall Polyurie

o Diabetes mellitus

andere Verlusteo Verbrennungo Fisteln, Sonden

inadäquate Flüssigkeitszufuhr

Folgen des WasserdefizitsAbnahme der Gesamtkörperflüssigkeit um ... % bei 65kg sind das …l 0,5% 0,2 l Durstgefühl3% 1,2 l Verminderte Speichel- und Harnproduktion, Leistungseinbußen5% 2.0 l Tachykardie, Körpertemperaturerhöhung

ART DER DEHYDRATATION

Isotone Dehydratation Na 130‐150 mmol/l Häufigste Form (70%) Wasser ‐und Na Verlust = gleich ECF‐Kontraktion

Hypotone Dehydratation Na < 130 mmol/l selten (10%) Na‐Verlust > Wasserverlust

o hypotoner Flüssigkeitsersatzo CF, AGS, Niereninsuffizienz

Flüssigkeits‐Shift in die ICFSymptome der hypotonen Dehydratation

schwallartiges Erbrechen Krampfanfälle, Koma (Hirnödem!!) Schocksymptomatik ‐ mehr als erwartetJe schneller Na abfällt, desto schwerer die Symptome

Hypertone Dehydratation Na > 150 mmol/l selten (20%, v.a. im ersten Lebensjahr) Wasserverlust > Na‐Verlust

o inadequater, hypertoner Flüssigkeitsersatzo Diabetes insipiduso Diabetisches Koma

Flüssigkeits‐Shift in die ECFSymptome der hypertone Dehydratation Vollbild spät und schlagartig Somnolenz, Koma, Irritabilität seltener Lidschlag

Haut teigig, blass keine typischen Dehydratationszeichen

DAS RICHTIGE GETRÄNK FINDEN

Isotone Getränke: deren Gehalt an osmotisch aktiven Teilchen denen des Blutes entspricht.( Elektrolytgetränke, gespritzter Apfelsaft)

Hypertone Getränke: verbleiben länger im Magen, vor der Aufnahme aus dem Darm müssen sie erst durch körpereigenes Wasser verdünntwerden, wenig geeignet beim Sport (alkoholische Getränke, SoftDrinks)

Hypotone Getränke: geringere Konzentration an Mineralien als die in den Körperflüssigkeiten, werden ähnlich schnell aufgenommen wie isotone Getränke; eignen sich als rascher Flüssigkeitsersatz (Wasser, Molke)

FLÜSSIGKEITSUMSATZErwachsener:Trinkmenge: 1.5 l/Tag – ca 10% d. ECF (bei 75 kg)

Gesamtkörperwasser: 60% - 45lICF: davon 70% - 31,5lECF: davon 30% - 13,5l

Säugling (5 Monate alt):Trinkmenge: 700 ml/Tag – ca. 30% d. ECF (bei 7kg)

Gesamtkörperwasser: 70% - 4,9l

ICF: davon 55% - 2,7lECF: davon 45% - 2,2l

Flüssigkeitsbedarf ml / kg Körpergewicht110 Kleinkinder44 Kinder (10J.)22 Erwachsene (22,2°C) 38 Erwachsene (37,8°)

Tägliche Flüssigkeitsbilanz eines ErwachsenenAufnahme ml/dGetränke 1200‐1500Speisen 700‐1000Oxidationswasser 200‐ 300Gesamt 2100‐2800

Abnahme ml/d (obligat + bedarf)Lunge 350Haut‐Diffusion 350Haut‐Schweiß 100 ±250Nieren 900 ±500Fäzes 150Durchschnitt ≈2600

Unter günstigen Klimabedingungen kann der Mensch höchstens 11‐20Tage ohne Flüssigkeitszufuhr überleben

SÄURE ‐ BASEN ‐ HAUSHALT

Vom pH Wert der Körperflüssigkeiten hängen ab: die Aktivität d. Proteine & d. Enzyme die Molekülform d. Proteine und d. Struktur verschiedener Zellbestandteile die Permeabilität der Zellmembran die Sauerstoffbindungsfähigkeit d. Hämoglobin;

pH niedrig O bindet schlecht an Hämoglobin (Bohr-Effekt)niedriger pH im Bindegewebe (vgl Blut) O leicht an Gewebe abgegeben

pH‐Werte verschiedener KompartimenteBlut 7,40 ( 7.37-7,44) leicht alkalisch

Venöses Blut – saurer 7,37 Arterielles Blut – basischer 7,44

Intrazellulärraum 6,90 (6,80-7,00) Bindegewebe 7,05 (7,00-7,10) neutral

SÄURE‐BASEN‐HAUSHALT1. Pufferfunktion des Blutes (Bikarbonat und Proteine): Sofort2. Atmung: Wenige Minuten Abgabe von CO2 Vermeidung einer Säurebelastung des Organismus Säurenzunahme im Blut Hyperventilation Atmung gesteigert Basenzunahme im Blut Hypoventilation Atmung reduziert3. Nierenfunktion: Sunden bis TageSteuerung durch renale Ausscheidung von H+ bzw. Resorption von HCO3‐4. Leberstoffwechsel: 3‐4 StundenOxidativer Abbau von AS CO2 (HCO3

‐ ) + NH3 (NH4+)

Auch oxidativer Abbau von Milchsäure, Essigsäure und Zitronensäure

Puffer im menschlichen KörperKörperzelle Protein (Pr-/PrH)Va. Nierenzelle Phosphat (HPO4

-/H2PO4-)

Erthrozyt Bikarbonat (HCO3-/H2CO3 bzw. CO2)

Hämoglobin (Hb-/HbH)Protein

Plasma BikarbonatProtein

Veränderungen d. pH-Wertes

AzidoseSenkung des pH‐Wertes im arteriellen Blut (unter 6,8 Lebensgefahr)

AlkaloseErhöhung des pH‐Wertes im arteriellen Blut (über 7,7 Lebensgefahr)

respiratorische Alkalosen/Azidosen Acidose:

o Abatmung v. CO2 gestörto Behinderung d. Atemstroms (Rippenbrüche)o Ausgleich durch Pufferung & H+-Ausscheidung über Niere

Alkalose: o Abatmung v. CO2 erhöhto gesteigerte Belüftung d. Lungen (Lungenentzündung, …)o Ausgleich durch Pufferung und Niere

metabolische Alkalosen/Azidosen Acidose

o HCO3- im Blut vermindert; Säuren erhöhto Diabetes mellitus, Hungern, körperliche Anstrengungen,

Nierenfunktionsstörung, Durchfälleo Ausgleich: CO2-Abatmung, H+-Ausscheidung d. Niere

Alkalose:o HCO3- im Blut erhöhto Erbrechen, Diuretika, Kaliummangel, o vermindertes Abatmen von CO2, Pufferung und Niere

SÄUREBILDENDE UND BASENBILDENDE LEBENSMITTELSäurebildend Basenbildend Neutral Nettoladung d. Metabolite ist

negativer als Nettoladung d. Nährstoffe (H+↑)

Lebensmittel mit hohem Gehalt an schwefelhaltigen Aminosäuren und phosphorhaltigen Verbindungen

Beispiele‐ Fleisch, Wurst, Milch(-produkte), Eier, Fisch, Getreideproukte, Cola

Nettoladung d. Metabolite ist positiver als Nettoladung d. Nährstoffe (OH‐ ↑)

Mineralstoffreiche Lebensmittel (v.a. kaliumreiche)

Beispiele‐ Obst, Gemüse, Fruchtsäfte, Wein, Kaffee, Tee

Fette und Öle Zucker und

Honig

Säure‐Basen‐HaushaltAlkalisierende Lebensmittel(/‐bestandteile)Salze organischer Säuren: Citrate, Lactate (auch Carbonate, Hydrogen‐)Säuernde Lebensmittel(/‐bestandteile)Aminosäuren wie Methionin, Nukleinsäuren, eiweißreiche LM, Milchprodukte, Getreideprodukte

Einfluss über Lebensmittel eher gering bei gesunden Menschen

NAHRUNGSENERGIE Die chemischen Verbindungen der Nährstoffe liefern Energie.Nährstoffe: KohlenhydrateFetteProteine(Alkohol)

EnergieärmereMetaboliten:CO2 und H2O,Harnstoff

ATP, Wärme

PHYSIKALISCHER UND PHYSIOLOGISCHER BRENNWERT

Physikalischer BWWird bei vollständiger Verbrennung der Nährstoffe frei

Physiologischer BWSteht dem Körper nach Verdauung und Oxidation der Energieträger zur Verfügung

Verbrennungskalorimetrie Direkte Kalorimetrie

Unterschied zwischen physikalischem und physiologischem BW

Ausnahme Proteine: keine vollständige Absorption, keine komplette Oxidation (Ausscheidung von Harnstoff)

Physikalischer = Physiologischer Brennwert

ENERGIEBEDARF = Grundumsatz + Arbeitsumsatz + Nahrungsinduzierte Thermogenese + Bedarf für Wachstum, Schwangerschaft und Stillzeit

Grundumsatz, GUDer Grundumsatz ist der Energieverbrauch bei völliger Ruhe und Entspannung, 12 Stunden nach der letzten Nahrungsaufnahme (also nach der Absorption aller Nährstoffe), im Liegen, unbekleidet, bei konstanter Umgebungstemperatur von 20 – 28°C.

Anteil der Organe am GU10% Niere25% Leber und Darm 25% Gehirn 6% Herz 18% Skelettmuskel 16% Rest

ZellerneuerungsprozesseOsmotische RegulationMuskulatur der inneren Organe

Der GU ist erhöht …% bei … wegen10% Schwangere Wachstum d. Fetus … % Sportler hoher Muskelanteil (je höher, desto höherer GU)10-15% Schilddrünsenüberfunktion gesteigerter Stoffwechsel13% Fieber (je +1°C) Stresshormone, Zytokine, Leukotriene… % vor der Menstruation (am höchsten, während am niedrigsten) Sexualhormone

Ruheumsatz, RUDer Ruheumsatz ist der Energieverbrauch im Sitzen, leicht bekleidet, bei einer Umgebungstemperatur von 20–24°C, 12 Stunden nach der letzten Mahlzeit.

RU < GUDie Begriffe Ruheumsatz und Grundumsatz werden häufig synonym verwendet.

Angabe des Leistungsumsatzesabsolut relativ

in MJ od. kcal ermittelt durch Messungen

(z.B. indirekte Kalorimetrie)

als Mehrfaches des Grundumsatzes ... … während eines Tages (PAL „physical

activity level“) … während der Aktivität (Aktivitätsfaktoren)

PAL „physical activity level“GU x PAL-Wert Ø tägl. Energieumsatz Vorteil: individuelle Variablen fließen in den Wert mit ein (z.B. Alter, Geschlecht, Gewicht)

Beispiele: PALbettlägerige Menschen 1,2Büroangestellte 1,4-1,5Studenten, Laboranten 1,6-1,7Kellner, Verkäufer 1,8-1,9

Bauarbeiter, Leistungssportler 2,0-2,4

AktivitätsfaktorenMultiplikation des Grundumsatzes mit Faktoren für körperliche Aktivität aus Standardtabellen

Nahrungsinduzierte Thermogenese Erhöhte Wärmeabgabe nach dem Essen Proteine verursachen eine höhere und länger andauernde Wärmeproduktion als

die anderen NährstoffeUrsachen: Transportprozesse der Nährstoffe im Körper Ab‐ und Umbauvorgänge der Nährstoffe

Wärmeregulation Adaptive od. fakultative Thermogenese

überschüssige Energie wird in Form von Wärme abgegebenUrsachen: z.B. emotionaler Stress, große Hitze, Nahrungsaufnahme (Gewürze, Kaffee)

Wärmebildung in kalter Umgebung„zitterfreie Thermogenese“ (braunes Fettgewebe),„Zitterthermogenese“ (Muskelkontraktionen)

Bestimmung des Energieverbrauchs

Direkte KalorimetrieZielgrößen: Ruheenergieverbrauch Wärmeproduktion LeistungsumsatzGemessen werden: O2‐Verbrauch Wärmeabgabe

Indirekte KalorimetrieZielgrößen: Ruheumsatz Leistungsumsatz Respiratorischer Quotient Nahrungsinduzierte ThermogeneseGemessen werden: O2‐Verbrauch CO2‐Abgabe oft Harn‐Stickstoff

Respiratorischer Quotient, RQ• RQ = VCO2 : VO2

• Gibt Aufschluss darüber, welche Nährstoffe oxidiert werden.C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O + Energie180g + 6x22,4l 6x22,4l + 6x18g + 2,87 MJ

RQ Oxidierter Nährstoff1 Glucose0,8 Protein0,7 Fett0,85 Mischkost (12% aus EW, 40% aus F und 48% aus KH)

Messung mit doppelt stabil markiertem Wasser Der Proband trinkt eine bestimmte Dosis von doppelt markiertem Wasser (D2 18O)

das sich mit dem Körperwasser vermischt. Deuterium wird ausschließlich als D2O über den Urin ausgeschieden 18O hingegen gelangt sowohl in den Urin (als H2

18O) als auch in die Ausatemluft (als C18O2) Die D2‐Ausscheidung im Harn ist also immer größer als die von 18O Diese Differenz ist proportional der CO2–Produktion im Körper, aus der der

Energieverbrauch berechnet werden kann

Was ist eine Energiebilanz?Zusammensetzung d. tägl. Gesamtenergiezufuhr: willkürliche körperliche Aktivität + unwillkürliche Bewegung stark variabel Thermogenese Grundumsatz Schlafumsatz + Aufwachsen

KOHLENHYDRATE Monosaccharide

o Durch Hydrolyse nicht mehr spaltbar (1 Zuckermolekül)o Frcutose, Glucose C6H12O6

Dissacharideo Durch Hydrolyse in 2 Monosaccharidmoleküle spaltbar (2 Zuckermoleküle)o Maltose, Saccharose C12H24O12

Oligiosaccharide + Polysaccharideo Durch Hydrolyse in viele Monosaccharidmoleküle spaltbaro Stärke, Zellulose (C6H12O6)n

FUNKTIONEN DER KOHLENHYDRATE Energielieferanten, Bestandteile anderer Stoffe ATP = phosphoryliertes Zuckerderivat (enthält Ribose) Bestandteile von z.B. Grundgerüst DNA & RNA (Ribose, Desoxyribose) Strukturelemente und Baustoffe z.B. in Zellwänden (Bakterien, Pflanzen,..) Rolle in Verbindung mit Proteinen und Lipiden (z.B. Glykoproteine)

MONOSACCHARIDE UNTERSCHEIDEN SICH Funktionelle Gruppe

o Aldose: Carbonylgruppe am Anfang d. Kohlenstoffketteo Ketose: Carbonylgruppe innerhalb d. Kohlenstoffkette (meist C2)

Anzahl d. C-Atome-triosen: 3C-tetrosen: 4C-pentosen: 5C-hexosen: 6C-heptosen: 7C

NIEDERMOLEKULARE NAHRUNGSKOHLENHYDRATE

Glucose Frei im Blut Phosphorgebunden in den Körperzellen Energiesubstrat alleinige Energiequelle für Gehirn, Nebennierenmark und

Erythrozyten Baustein von Stärke, Glykogen, Cellulose und Disacchariden

Fructose = Fruchtzucker = Laevulose Substrat und Produkt im Zuckerstoffwechsel gelangt unabhängig von Insulin in die Zellen wird von der Plazenta gebildet und kommt deshalb im fetalen Blut vor der süßeste Zucker Baustein der Saccharose und des Inulin

Galactose Bestandteil von Cerebrosiden Bestandteil von Lactose und vielen pflanzlichen Polysacchariden Kommt in Natur nicht als Monosaccharid vor

Mannose Bestandteil von Glykoproteinen Mannose ist z.B. in Leguminosen enthalten Kommt in Natur nicht als Monosaccharid vor

STRUKTUR DER DISACCHARIDE Maltose

o = Glucose + Glucose (α-1,4)o (gespaltet durch) Maltase

Cellobiose o = Glucose + Glucose (β-1,4)o β-Glucosidase

Lactose o = Galactose + Glucose (β-1,4)o Lactase / β-Galactosidase

Saccharose

o = Glucose + Fructose (α-1-β-2)o Invetase (Saccharase)o Am häufigsten verzehrt (90g/Tag)o Invertzucker

Zuckerlösung mit gespaltenen Saccharosebausteinen (Fru+Glu) Spaltung durch Säuren / Enzymatisch Im Honig

RELATIVE SÜẞKRAFT Zucker relative Süße

o Fructose – Lactose 1,2 – 0,3o Saccharose 1,0

Süßstoff relative Süßeo Thaumatin – Cyclamat 2500 -30

Zuckeralkohol relative Süßeo Xylit – Lactit 1-0,4

STRUKTUR UND EIGENSCHAFTEN DER OLIGOSACCHARIDE Aus 3-12 Monosacchariden Viele vers. Bindungen Raffinose

o = Verbreitetestes Trisaccharido Galaktose, Glukose, Fructoseo in Pflanzen

Glykoproteinen (Integrale Membranproteine)o Bestehen aus Oligosaccharideno z.B.: Integrale Membranproteineo an Zell-Zell-Wechselwirkungen beteiligto bis zu 5 vers. Zuckereinheiten

Bestandteile von Glykolipiden (Membranbestandteile)

STRUKTUR UND EIGENSCHAFTEN DER POLYSACCHARIDE Mehr als 12 Monosaccharide Gerüstfunktion

o Cellulose Speicherfunktion

o Glykogen + Stärke In beiden Fällen: Grundbaustein = Glucose

ÜBERSICHT KOHLENHYDRATE

HOCHMOLEKULARE NAHRUNGSKOHLENHYDRATE

Stärke Amylopectin - verzweigt Amylose - linear Abbau: Stärke → Dextrine → Oligosaccharide → Maltose → Glucose

Cellulose β-1,4-Glucosereste Bis zu 14000 Glucose-Einheiten Freie OH-Gruppen der gestreckten Molekülketten bilden H-Brücken aus Mikrofibrille: 60-70 bandförmige Cellulosemoleküle parallel ausgerichtet Wasserunlöslich

Unterschied Stärke – CelluloseAmylose α 1→4 glykosidisch gebunden Verdaulich für den Menschen Helix‐Struktur

Cellulose β 1→4 glykosidisch gebunden Unverdaulich für den Menschen Platten‐Struktur

Glykogen Kohlenhydratspeicher im tierischen Körper (Leber, Muskeln) Aufgebaut wie Amylopectin (α 1→4, α 1→6) stärker verzweigt als Amylopectin

STOFFWECHSEL DER GLUCOSE Glucosequellen: Aufnahme bzw. Stoffwechsel von

o Kohlenhydrate (Glu, Fru, Gal)o Protein (glucogene Aminosäuren)o Fett (Glycerin)

Glucoseverwertung: Umwandlung ino Andere Kohlenhydrateo Aminosäuren (Grundgerüste)o Triglyceride

Kohlenhydratstoffwechsel

Energiegewinnung aus GlucoseMit SauerstoffGlykolyse im Cytosol Glucose → Pyruvat, H+, ATP

oxidative Decarboxylierung in der Mito.matrixPyruvat → AcetylCoA, H+, CO2

Citratzyklus in der Mito.matrixAcetylCoA → H+, CO2, GTP

Atmungskette in der inneren Mito.membranH+, O2 → H2O, ATP

Ohne SauerstoffAnaerobe Glykolyse im Cytosol:Glucose → Pyruvat, H+, ATP → Lactat

Glykogenspeicherung ‐ physiologisch Muskulatur

o ca. 250 go Durch Training und Fasten bis auf das 5fache steigerbar

Lebero Mit 5-10% des Lebergewichts konstanter Speicher

Glykogensynthese: Insulin Glykogenolyse: Glucagon, Cortisol, Adrenalin

Glykogenspeicherung ‐ biochemisch

Fettsynthese aus Glucose Glykolyse im Cytosol

o Glucose Pyruvat Oxidative Decarboxylierung in der Mito.matrix

o Pyruvat AcetylCoA Transport durch die Mito.membran ins Cytosol

o AcetylCoACitratAcetylCoA Acetyl Carboxylierung im Cytosol

o AcetylCoA MalonylCoA Fettsäure-Synthese im Cytosol

o MalonylCoA Fettsäuren

Proteinsparende Wirkung der Kohlenhydrate ausreichende Kohlenhydratzufuhr verhindert, dass Proteine als Energiesubstrat

(Gluconeogenese) herangezogen Aufnahme von mind. 10% des Tagesenergiebedarfs in Form von Kohlenhydraten

Antiketogene Wirkung der Kohlenhydrate KH‐Aufnahme vermindert Ketonkörperbildung, weil glucoseabhängige

Stoffwechselwege ablaufen können Welche Verbindungen zählen zu den Ketonkörper?

o Acetacetat, β‐Hydroxybutyrat und Aceton Woraus entstehen Ketonkörper?

o Fettsäuren, ketoplastische Aminosäuren Was bewirken Ketonkörper?

o ersetzen Glucose als Energiesubstrato Ketoacidose, Diabetisches Koma

Wann werden sie gebildet?o Diabetes mellitus, Fasten, Protein‐Fett‐Diäten

Optimale Energieverteilung 55% KH 30% EW 15% Fett

Glykämischer IndexAUC von Glucose = 100%; AUC von Apfel = 40%Glukose Cornflakes PommesWeißbrot

100847570

Vollkornbrot Saccharose Pumpernickel Reis

69545144

Äpfel Linsen Milch Fruchtzucker

40302723

Hormone im KH‐Stoffwechsel Insulin:

o β‐Zellen des Pankreaso senkt Blutzucker durch Einstrom von Glucose in die Körperzellen

Glucagon: o α‐Zellen des Pankreas o erhöht Blutglucosespiegel durch Abbau von Leberglykogen und

Gluconeogenese Adrenalin

o aus dem Nebennierenmark o bewirkt Glykogenolyse und Lipolyse (BZ steigt)

Cortisolo aus der Nebennierenrinde o stimuliert die Glukoneogenese in der Leber, erhöht also den Blutzucker

Blutglucosespiegel

BALLASTSTOFFE

Ballaststoffgruppen und Quellen

Positive Wirkungen von Ballaststoffen Verlängerung der Kautätigkeit vermehrte Speichelsekretion vermehrte Magensaftsekretion verlängerte Verweildauer des Nahrungsbreis im Magen und als Folge verlängerte

Sättigung erhöhte Darmperistaltik durch die Wasserbindungsfähigkeit bzw. das große

Volumen verkürzte Transitzeit im Dickdarm (kürzere Wirkungsdauer von Kanzerogenen) Bindung von Gallensäuren (weniger Kanzerogene, cholesterinsenkende Wirkung)

Potentiell negative Wirkungen von Ballaststoffen Phytinsäure bindet Kationen wie Calcium-, Zink-, Eisen-, Magnesiumkationen und

entzieht sie der Absorption (keine negative Wirkung bei der täglich empfohlenen Menge von 30 g Ballaststoffen)

Bei hoher Ballaststoffaufnahme in Kombination mit geringer Flüssigkeitszufuhr droht eine negative Flüssigkeitsbilanz

PROTEINE UND AMINOSÄURE

Aufbau der Proteine Aus Aminosäuren Etwa 20 proteinogene Aminosäuren bauen Proteine auf Weite AS kommen in Zellen vor, ohne Bestandteile v. Proteinen zu sein AS verknüpfen sich mit Peptidbng

EINTEILUNG D. AS

Nach Struktur Aliphatische AS:

o Gly, Ala, Leu, Ser o Valin, Isoleucin, Threonin, Cystein, Methionin

Aromatische / heterocyclische AS: o Phenylalanin, Tyrosin, Trytophan, Prolin

Basische AS: o Histidin, Lysin, Arginin

Saure AS und ihre Amide: o Asparaginsäure und Asparagino Glutaminsäure und Glutamin

Nach ihrer Essentialität Essentielle AS:

o Valin, Leucin, Isoleucin, Phenylalanino Tryptophan, Methionin, Threonin, Lysin

Bedingt essentielle AS:o Tyrosin (Phenylalanin-Synt.), Arginin, Prolin, Cystein (Methionin-Synt.)o Glycin (im Wachstum essentiell), Histidin (nur im Säuglingsalter essentiell)

Nicht essentielle AS:o Alanin, Serin, Asparaginsäure, Asparagino Glutaminsäure, Glutamin

Hydroxy- & Ketosäuren für Synthese essentieller AS

Nach Aufbau Einfache Proteine Komplexe (konjugierte) Proteine

o Glykoproteiene, Lipoproteineo Metalloproteine, Phosphorproteineo Nukleoproteine, Chromoproteine

Sekundäre (abgeleitete) Proteine

L- und D-Aminosäuren Bild/Spiegelbild In Natur primär L-AS Nahrungsprotein keine D-AS (außer fermentierte LM) D-AS für Mensch schlecht verwertbar, unschädlich

Glucogene AS Methionin ( Succinyl-CoA) Threonin ( Succinyl-CoA) Valin ( Succinyl-CoA) Histidin ( α-Ketoglutarat) Isoleucin ( Acetyl-CoA, Succinyl-CoA)

Ketogene AS Lysin ( 2-Acetyl-CoA) Isoleucin ( Acetyl-CoA, Succinyl-CoA) Leucin (Acetyl-CoA, Acetat) Phenylalanin ( Fumarat, Acetacetat) Tryptophan (2-Acetyl-CoA, Alanin)

Phenylalanin ( Fumarat, Acetacetat) Tryptophan (2-Acetyl-CoA, Alanin)

AMINOSÄURE-TRANSPORTSYSTEME IM MENSCHLICHEN DÜNNDARM

Desaminierung

Transaminierung

FUNKTIONEN D. PROTEINE / AS IM KÖRPER Synthese von

o Von Körpergeweben (Muskelgewebe,…)o Von körpereigenen Proteinen (Enzyme,…)o Signalstoffen (biogene Amine,…)o Purin, Pyrimidin, Porphyrineno Glucose bei Hunger

4 kcal/g Protein

BESTIMMUNG D. PROTEINQUALITÄT – ÜBERSICHT

E/N-Ratio

Hochwertig: Verhältnis zu

Chemical Score (CS) od. Amino Acid Score (ASS)

CS bzw. AAS =

AAS <1 – limitierte AS

Gehalt essentieller AS in ausgewählten LMEssentielle AS: Met, Ile, Leu, Lys, Phe, Thr, Trp, Val Käse, Eier, Fleisch, Milch: überall ausreichender Gehalt Mais: nicht Lys, Thr, Trp Blattgemüse: nicht Met Cerealien: nicht Lys, Thr Vollkorngetreide: Lys, Thr Gemüse: nicht Met Nüsse, Ölsamen, Soja: nicht Met Sesam, Sonnenblumenkerne: nicht Lys Erdnuss: nicht Met, Lys, Thr Hefe: nicht Met

NPU

Net Protein Utillisation =

Proteinqualität wird über Stickstoffbilanz ermittelt

PER

Protein Efficiency Ratio =

Biologische Wertigkeit (BW) Gibt an, in welchem Ausmaß ein Protein/Proteingemisch zur Synthese von

körpereigenem Protein genutzt werden kanno Ei: BW = 100 (Referenzwert)o BW > 100: mehr Stickstoff wird retiniert vgl zu Ei

Ergänzungswirkung durch Verzehr vers. NahrungsproteineEi 100Schweinefleisch 85Kartoffeln 76Kuhmilch / Bohnen 72Weizenmehl (82% Ausmahlung) 4736% Ei + 64% Kartoffeln 13675% Milch + 25% Weizenmehl 12568% Ei + 32% Weizenmehl 12352% Bohnen + 48% Mais 99

Protein Digestibility Corrected Amino Acid Score (PDCAAS)1. Bestimmung der limitierenden AS mittels CS

bzw. AAS2. Bestimmung d. wahre Verdaulichkeit (wV) d.

Proteins im Tierversuch3. PDCAAS = AAS x wV

Proteinschädigung durch Hitze Neue Verb. zw. AS (Ester, Thioester, Imid) Maillard Produkte (nicht enzym. Bräunungsreaktionen) zw. AS + KH Protein-Lipid-Komplexe + Preoteinradikal-Bildung durch Reaktionen zw. ox. FS +

AS

BEDARF AN ESSENTIELLEN AS Proteinbedarf ergibt sich aus Bedarf an ess. AS / Aminostickstoff Proteinbedarf durch Stickstoff-Bilanzen ermittelt

Proteinbedarf mg/kg/Tag Davon ess. ASSäuglinge 714 43%2-jährige 35210-12-jährige 216 36%Erwachsene 84 19%

PROTEINBEDARF & EMPFEHLUNG ZUR PROTEINAUFNAHME

Protein-Energie-Malnutrition, PEM

LIPIDE

Stoffklassen Einfache Fette = Naturalfette; Triglyceride Komplexe Lipide Fettbegleitstoffe

o Cholesterin, Vit D, Vit. E, andere Antioxidantien, Steroidhormone, Gallensäure

Fettderivate o FS, Monoglyceride, Diglyceride, Cholesterinester

Funktionen und Aufbau d. Triglyceride Energielieferanten 9kcal/g Energiespeicher (Speicherfett) Strukturbildend (Baufett) Glycerin + meist 3 vers. FS

EINTEILUNG

Nach Struktur Kettenlänge

o Kurz- / lang

o Gerade / ungerade Sättigungsgrad

o Gesättigt / ungesättigto Monoen- / Polyen

Lokalisation d. Doppelbindungeno Omega / n-3; n-6; n-9

Isomerie d. Doppelbindungeno Cis / trans

Nach physiologischer Wirkung Essentialität (essentielle und nicht essentielle FS)

EINTEILUNG D. KOMPLEXEN LIPIDE Phosphatfrei

o Glykolipide wie Zerebroside d. weißen Hirnsubstanz (Sphingosin als Alk) Phosphathaltig

o Spingophospholipide wie Sphingomyelin (Spingosin als Alk)o Phosphatide wie Lecithin und Kephalin (Glycerin als Alk)

Funktionen d. komplexen Lipide im Körper Bausteine v. Zellmembran Quellen für Eicosanoide Phosphatide

o Baustein aller Zellmembraneno besonders im ZNSo z.B.: Lecithin

Sphingophospholipideo In Myelinscheiden d. Nervenzelleno z.B.: Sphingomyelin

Glykolipideo Zuckeranteil auf d. Membranaussenseiteo Rezeptor, Blutgruppenfaktor

Cholesterin Funktionen im Körper

o Baustein v. Zellmembraneno Vorstuffe d. Steroidhormone v. Vit. D + Gallensäureo Fetttransport im Körper

Synthese und Formeno 50% mit Nahrung aufgenommen o 50% im Körper gebildeto Kommt in freier und veresterter Form im Körper vor

Lipoproteine

Atherogenes Potential vers. Lipoproteine

UNGESÄTTIGTE FS IM MENSCHL. KÖRPER

ERNÄHRUNGSPHYSIOLOGISCHE BEWERTUNG D. LIPIDAUFNAHME

Was Sollte seinP/S-QuotientP/M/S-Verhältnis

Unter 0,70,7:1,3:1

Trien/Tetraen-QuotientUnverseifbare Fettbestandteilen-6/n-3-Verhältnis

Unter 0,4Je höher umso besserUnter 5:1

ZUSAMMENSETZUNG VON NAHRUNGSFETTEN

EMPFEHLUNG ZUR FETTZUFUHR 25-30% d. Gesamtenergiezufuhr GFS unter 10% d. Gesamt und unter 1/3 d. mit Fett zugeführten Energie MFS + PFS über 2/3 d. mit Fett zugeführten Energie n-3 Fettsäuren unter 3% d. Nahrungsenergie Trans-FS: unter 1% d. Nahrungsenergie Cholesterin unter 300mg pro Tag

EMPFEHLUNGEN ZUR AUFNAHME ESSENTIELLER FETTSÄUREN

TRANS-FS Entstehung

o im Pansen v. Wiederkäuern durch Einfluss v. Mikroorganismeno bei industriellen Härtung v. Fetten

Trans-FS in Milchfett & MargarineVerteilung v. trans-FS-Isomere C18:1 in Milchfett + Margarine

EMPFEHLUNG ZUR VITAMIN E AUFNAHMEJe mehr ungesättigten FS desto mehr Vit. EZum Schutz vor d. Oxidation v. unges. FS0,4mg Tocopherol-Äquivalente pro g Dien-FS-Äquivalent

ALKOHOL

Absorption und Stoffwechsel von Alkohol Absorption durch Diffusion zu beinahe 100% Rasche Verteilung in Körperflüssigkeiten durch Diffusion Abbau

1. Diffusion 2-10%a. Über Niere, Lunge, Haut, Milch, Schweiß, Speichel, Magen- &

Gallensaft2. Durch Oxidation in Leber 80-85%

Eliminationsrateo Etwa 0,1g Alk/kg/Stunde

Enzymatischer Alkoholabbau in der Leber Geschwindigkeitsbestimmend ist als langsamster Schritt d. Dehydrierung v.

Ethanol zu Acetaldehyd

Negative Wirkungen von zu viel Alk Übelkeit und Schwindel Störung des Wasser- & Mineralstoffhaushaltes Erhöhung d. Triglyceridspiegels im Blut Blutdruckerhöhung Erhöhte Unfallgefahr Gewichtszunahme durch hohen Energiegehalt Bei jahrelangem Alkoholmissbrauch außerdem:

o Nährstoffmangel (Vit. B, Magnesium, Zing)o Organschäden (Leber, Bauchspeicheldrüse, Herzmuskel, ZNS)o Erhöhtes Krebsrisiko (Dickdarm, Brust)

Symptome bei Alkoholzufuhr 30-40g Euphorie (0,5-1 Promille) 40-60g Gangstörungen (1-2 Promille) 60-150g Trunkenheit (2-3 Promille) 175-300g Lebensgefahr (4-5 Promille)

Verminderung d. Alkoholabbaus Bei Niacinmangel Bei gen. Bedingter verminderter Alkoholdehydrogenase-Produktion Bei Leberzirrhose Bei Ikterus Durch d. Medikament Disulfiram = Antabus

VITAMINE

Benennung der fettlöslichen Vitamine

Benennung der wasserlöslichen Vitamine

Internationale Einheiten (IE) 1 IE = best. Menge; durch biologische Tests ermittelt definitionsgemäß Heute werden Gewichtseinheiten (mg od. μg) verwendet.

Einheiten der Vitaminbiowirksamkeit und Äquivalenz der Vitamere

FUNKTIONEN FETTLÖSLICHER VITAMINEFettlösliche Vitamine stimulieren die Produktion spezifischer Proteine Vitamin D

o Bewirkt Bildung Kalziumbindender Protein im Dünndarmo Fördert aktive Kalziumabsorption

Vitamin Ao Bildet Retinal

Mit Protein Opsin des Rhodopsin verbunden Rhodopsin ist wesentlich für Sehvorgang

Vitamin Ko Als Coenzym an Bildung v. Blutgerinnungsfaktoren und Knochenproteinen

FUNKTIONEN WASSERLÖSLICHER VITAMINEWasserlösliche Vitamine formen Einheiten von Coenzymen

URSACHEN VON VITAMINMANGEL

Allgemeine ↓ Aufnahme (falsche Ernährung, falsche Zubereitung d. LM) ↓ Absorption (Pankreasinsuffizienz; Darmerkrankungen) ↑ Bedarf (Schwangerschaft (Folsäure), Sportler (B6)) ↓ Aufnahme der Vorstufen

bei fettlöslichen Vitaminen ↓ Aufnahme (Vitamin A in weiten Teilen der Welt) ↓ Absorption (Ausbleiben d. Fettemulgierung werden fettlösliche Vit. Schlecht

absorbiert) ↓ Synthese (wenig Sonne, Nierenstörungen Vit.D-Mangel; gestörte Darmflora

Vit. K-Mangel) ↓ Aktivierung (Leber- und Nierenkrankheiten Vitamin-D-Mangel)

VITAMIN A UND CAROTINOIDEStruktur und Dosierungsformen

Provitamin A

Funktionen von Vitamin A und der Carotinoide Carotinoide

o Vitamin A‐Wirkung (nur diese Wirkung ist auch an Menschen nachgewiesen)

o antioxidative Wirkungo Verbesserung der Zellkommunikation über Gap Junctionso Immunstimulierende Wirksamkeit

Vitamin A Sehvorgang (Bildung von Rhodopsin) Aufbau und Erhaltung der Epithel-& Knorpelgewebe Erhaltung der Infektionsabwehr Funktion eines Wachstumsfaktors

Vitamin A MangelFrühe Symptome „Nachtblindheit“ Hautveränderungen: v.a. an

Schleimhäuten erhöhte Infektneigung

Späte Symptome Augen: Keratosen, Xerophthalmie,

Erblindung durch Verhornung der Cornea Störungen der Knochen‐ und Zahnbildung

Überhöhte Aufnahme Vitamin A

o toxisch und teratogen Carotinoide

o Nicht toxisch o Isolierte β‐Carotin Präparate erhöhen Lungenkrebsrisiko

EmpfehlungenVitamin A 0,8-1mg/Tagβ‐Carotin 2‐4 mg/Tag (Raucher nicht mehr als 20mg aus Supplementen)

VITAMIN D (CALCIFEROL)Struktur und Dosierungsformen

Bildung von aktivem Vitamin D1. aus Nahrung & Eigensynthese stammendes Vitamin D2 und D32. erste Hydroxylierung zu 25 Hydroxycholecalciferol3. Zweite Hydroxylierung zu 1,25 Dihydroxycholecalciferol = aktives Vitamin D

Funktionen von Vitamin D beeinflusst Calcium‐ & Phosphorabsorption aus Darm & Knochenmineralisation mobilisiert Calcium & Phosphor aus Skelett durch Wirkung auf

Nebenschilddrüsen‐Hormone o man ordnet es eher Hormonen zu; auch weil es im Körper synthetisiert

werden kann kontrolliert die Phosphatausscheidung über die Niere

Vitamin D Mangel Bei Säuglingen und Kleinkindern

o Rachitis ( O-Beine; Rosenkranz) Erwachsene

o Osteomalazie (Knochenerweichung)

Empfehlungen5 μg/d Erwachsene (erhöhter Bedarf während Schwangerschaft, Stillzeit, Wachstum)

VITAMIN E (TOCOPHEROLE UND TOCOTRIENOLE)

Funktionen von Vitamin E Antioxidans in der Lipidphase Membranstabilisierende Wirkung Funktion in der mito. Atmungskette (Vitamin E stabilisiert e-transportierende

Verb.)

Vitamin E Mangel, überhöhte Aufnahme Mangel

o Alimentär selteno Frühe Symptome: Hämolyseneigung der Erythrozyteno Späte Symptome: Lipidperoxidation, Immunschwäche

Überhöhte Aufnahmeo relativ untoxisch

Empfohlene Zufuhr12-14mg/Tag

PHYLLOCHINON, MENACHINON, MENADIONStruktur und Dosierungsformen

Funktionen von Vitamin K Bildung von Blutgerinnungsfaktoren Synthese von Osteocalcin, einem wichtigen Protein im Knochenstoffwechsel

Vitamin K Mangel, überhöhte Aufnahme Mangel

o Alimentär selteno Frühe Symptome: Hämorrhagien, besonders bei Neugeboreneno Späte Symptome: Blutgerinnungsstörungen, Störung Ca-Stoffwechsel

Überhöhte Aufnahmeo untoxischo Hypervitaminosen nur bei überhöhter Gabe von Menadion auftreten

(Hämolyse, Thrombose)

Empfehlungen60-80 μg/d

THIAMINStruktur, Dosierungsformen, aktive Formen

Verminderte Verfügbarkeit Alkoholismus Thiaminasen z.B. in rohem Fisch, Polyphenole z.B. in Kaffee, Tee, Heidelbeeren, Schwarzen Johannisbeeren,

Rotkraut

Funktionen von Thiamin Auf Körperebene

o Cofaktor im Kohlenhydratstoffwechsel Auf Zellebene

o TPP ist Coenzym bei der Übertragung von α-Ketoresten (Pyruvat-Dehydrogenase, α-Ketoglutaratdehydrogenase, Transketolase)

o TTP ist an der Durchlässigkeit der Nervenzellmembran für Na+-Ionen beteiligt

Beurteilung des Thiaminstatus Versorgungsparameter

o Ausscheidung im Urin vermindert Funktionsparameter

o Aktivitätsabnahme der α-Transketolase in den Erythrozyten (α-ETK)

Thiamin Mangel Thiaminmangelkrankheit Beri Beri

o Feuchte Form: das Herz‐Gefäß‐System ist betroffen, Ödeme, Herzvergrößerung

o Trockene Form: Nervenschädigungen in der Peripherieo Infantile Form: bei Säuglingen mit angeborenen

Thiaminstoffwechselstörungen Thiaminmangelsyndrome bei Alkoholikern

o Polyneuropathie (Nervenschädigungen)o Wernicke Enzephalopathie (Gehirnschädigungen)o Korsakoff-Psychose mit Amnesie (psychische Störungen)

Fetales Alkoholsyndromo Schädigung des Ungeborenen durch Alkoholmissbrauch der Mutter

Empfehlungen0,5mg / 1000 kcal

RIBOFLAVINStruktur, Dosierungsform, aktive Formen

Funktionen von Riboflavin Auf Körperebene

o Cofaktor im Energiestoffwechsel Auf Zellebene

o FMN & FAD sind Bestandteile v. Oxidoreduktasen & übertragen H+o FAD ist Bestandteil der Glutathionreduktase (antioxidatives Enzym vor

allem in den Erythrozyten) Synergismus

o Mit Folsäure, Vitamin B6, Vitamin K und Niacino Bei Vitamin B2-Mangel kommt es zu Störungen im Funktionsbereich dieser

Vitamine

Beurteilung des RiboflavinstatusVersorgungsparameter Ausscheidung im Urin vermindert Funktionsparameter Gemessen wird die Aktivitätszunahme der erythrozytären Glutathionreduktase

(EGR) nach Gabe von FAD. Nimmt die Aktivität um 20% oder mehr zu, besteht ein Vitamin B2-Mangel

Riboflavin Mangel Frühe Symptome

o Läsionen der Mundwinkelo seborrhoische Dermatitis (ölige, schuppende Hautausschläge)

Späte Mangelsymptomeo normozytäre normochrome Anämieo Trübungen der Augenlinse

Empfehlungen0,6mg / 1000 kcal

NIACINStruktur, Dosierungsform, aktive Formen

Funktionen von Niacin Auf Körperebene

o Cofaktor im Energiestoffwechsel Auf Zellebene

o NAD (Nicotinamid-Adenin-Dinucleotid) und NADP (Nicotinamid-Adenin-Dinucleotidphosphat) sind Coenzyme von Dehydro-genasen und übertragen H+

Die reduzierten Formen der Coenzyme gehen unterschiedliche Wege im Stoffwechsel:

o NADH gelangt zur Energiegewinnung in die Atmungskette (kataboler Stoffwechsel)

o NADPH wird für Synthesen (Fettsäuren, Steroide) verwendet (anaboler Stoffwechsel)

Beurteilung des Niacinstatus Versorgungsparameter Niacin-Metabolite im Urin Niacin bzw. Tryptophanmetabolite im Urin nach oraler Niacin- bzw.

Tryptophanbelastung NAD in den Erythrozyten

Niacin Mangel Frühe Symptome

o unspezifisch (Appetitverlust, Erbrechen, Schwindel) Späte Mangelsymptome

o Dermatitis mit Verfärbung der Sonnenexponierten Hautarealeo Diarrhöeno ev. Demenz oder neurologische Störungen

Empfehlungen13-17mg Niacinäquivalente/d

BIOTIN Struktur, Dosierungsformen, aktive Formen

Funktionen von Biotin Auf Körperebene

o Cofaktor im Energiestoffwechselo Zellwachstum, Stimulierung der DNA- und Proteinsyntheseo Einfluss auf Wachstum und Erhaltung von Haut und Haaren

Auf Zellebeneo überträgt COOH-Gruppen (z.B. bei der Gluconeogenese und im

FSstoffwechsel)

Beurteilung des Biotinstatus Versorgungsparameter

o Konzentration von Biotin und gewissen Metaboliteno im Harn

Funktionsparametero Anteil ungeradzahliger Fettsäuren in Phospholipiden steigt bei

Biotinmangel an (Messung z.B. im Serum)

Biotin Mangel Frühe Symptome

o unspezifisch Späte Symptome

o seborrhoische Dermatitiso Depressioneno Störungen des Fettstoffwechsels

Empfehlungen30 - 60 μg Biotin pro Tag für Erwachsene

PANTOTHENSÄURE UND COENZYM A

Funktionen von Pantothensäure Auf Körperebene Acetyl-Coenzym A steht im Zentrum kataboler und anaboler Prozesse

o beim Abbau von Fetten, Kohlenhydraten und Aminosäureno bei der Bildung von Fettsäuren, Cholesterin, Gallensäuren, Ketonkörpern

und Porphyrin Auf Zellebene

o Pantothensäure ist Bestandteil der Fettsäure-Synthaseo Aktivierung der Acetyl- bzw. Acylreste: Bei der Spaltung von Acetyl bzw.

Acyl-Coenzym A wird etwa so viel Energie frei wie bei der ATPSpaltung

Pantothensäure Mangel Frühe Symptome

o Unspezifisch (Kopfschmerzen, Müdigkeit, Übelkeit) Späte Symptome

o Parästhesien, „burning feet syndrom“o Beim Menschen werden klinische Mangelsymptome normalerweise nicht

beobachtet

EmpfehlungenErwachsene: 6 mg Pantothensäure/d

VITAMIN B6 Struktur, Dosierungsform, aktive Formen

Absorption und Transport von Vitamin B6 Nahrung

o Pyridoxin, Pyridoxal und Pyridoxamin; o Protein-, phosphatgebunden, glykosylierte Formen

Magen-Darm-Trakto Spaltung zu freien Formen o Absorption: passiv

Blut: PLP an Albumin gebunden Leber

o Phosphorylierun o Umwandlung aller Formen ineinander

Darmmukosao Rephosphorylierungo vor der Abgabe ins Blut Dephosphorylierung

Ausscheidung: v.a. Pyridoxinsäure im Urin Zielzellen: Synthese von phosphorylierten Coenzymen

Funktionen von Vitamin B6 Auf Körperebene

o Cofaktor im Proteinstoffwechsel Auf Zellebene

o Transaminierungen (PLP und PMP)o Decarboxylierungen: z.B. Bildung biogener Amineo α-β-Eliminierung: Stoffwechsel OH- und SHhaltiger Aminosäuren

(Threonin, Serin, Cystein)

Beurteilung des Vitamin B6 Status Versorgungsparameter

o Pyridoxalphosphat in Urin und Plasma Funktionsparameter

o Aktivitätszunahme der erythrozytären Transaminasen nach Gabe von PLP. Nimmt die Aktivität um 20% oder mehr zu, besteht ein Vitamin B6‐Mangel

o Tryptophanbelastungstest: je mehr Xanthurensäure im Urin, umso größer der Vitamin B6-Mangel

o Methioninbelastungstest: die Cysteinkonzentration im Urin wird gemessen (Abbau von Methionin zu Cystein ist PLP-abhängig)

Vitamin B6 Mangel Frühe Symptome

o unspezifisch Späte Mangelsymptome

o Seborrhoide Dermatiden (fettige Schuppen auf der Haut)o Glossitis („geographische Zunge“ mit verminderter

Geschmacksempfindung)o Neurologische Störungen „geographische Zunge“

Empfehlungen0,02mg B6/1g Protein

COBALAMINStruktur, Dosierungsformen, aktive Formen

Absorption und Transport von Cobalamin Nahrung

o proteingebundene Formen, Methyl-, Desoxy-adenosyl-, Aquo- und Cyanocobalamin

Transportproteine im Bluto Transcobalamin II (Zielzellen), Transcobalamin I und III (Speicherorte)

Zielzelleo Rezeptorvermittelte Endozytose von Holo-Transcobalamin II

Mageno freies Cobalamin wird ano Absorption: Endozytose des Vit.B12-IF-Komplexes im Ileum

Darmmukosao Bindung von freiem Vit. B12 an Transcobalamin II Intrinsic Factor

gebunden Ausscheidung

o über Galleo Reabsorptionüber enterohepatischen Kreislauf

Verminderte Verfügbarkeit Exzessiver Alkoholkonsum hemmt die Cobalamin-Absorption Megadosen an Vitamin C (5 bis 10 faches der täglich empfohlenen Menge)

inaktivieren Vitamin B12 durch Reduktion

Funktionen von Cobalamin Auf Körperebene

o Blutbildungo Homocysteinstoffwechsel (hohe Homocysteinkonzentrationen schädigen

Blutgefäße und Gehirn) Auf Zellebene

o Methyl-Cobalamin überträgt als Coenzym Methylgruppen (-CH3).

o 5’Desoxyadenosyl-Cobalamin ist an intramolekularen Umlagerungen beteiligt.

Beruteilung des Cobalaminstatus Versorgungsparameter

o niedriger Transcobalamin II-Spiegel im Bluto niedrige Vitamin B12-Konzentration in den Erythrozyten

Funktionsparametero Schilling Test (ein Malabsorptionstest): radioaktives Cobalamin wird

verabreicht; liegt eine intestinale Absorptionsstörung vor, so erscheint der Vitamin-B12-

o Intrinsic Factor-Komplex im Harno erhöhte Homocysteinkonzentration im Blut (tritt auch bei Vitamin B6- und

Folsäuremangel auf)

Cobalamin Mangel Frühe Symptome

o Störung der Zellteilung im Knochenmark Späte Symptome

o Perniziöse Anämie mit abnormen Erythrozytenvorstufen (sog. Megaloblasten)

o Funiculäre Myelose: Schädigung des Rückenmarks (Differentialdiagnose zum Folatmangel)

Empfehlungen3 μg/d

FOLSÄURE Struktur, Dosierungsform, aktive Formen

Absorption und Transport von Folsäure Nahrung

o Pteroylmono- und Polyglutamate im Verhältnis 1:1o verschieden substituiert

o oxidiert und reduziert Magen-Darm-Trakt

o Hydrolyse durch Polyglutamathydrolase o Absorption:

Monoglutamatformen aktiv bei Megadosierung auch passiv

Bluto freies Folato 5-Methyl-THF proteingebunden

Lebero Reduktion und Synthese von THF

Darmmukosao Reduktion oxidierter Formen und Synthese von 5-Methyl-THF

Zielzelleno Aufnahme von reduzierten Monoglutamatformeno Intrazellulär entstehen Polyglutamate

Ausscheidungo über Harn und Galleo enterohepatischer Kreislauf

Verminderte Verfügbarkeit von Folsäure bei Vitamin B12-Mangel (weil Methy-THF nicht zu THF regeneriert werden kann) Absorptionsstörungen Alkoholmissbrauch Medikamente (Zytostatika, Antiepileptika, Antimalariamittel)

Funktionen von Folsäure Auf Körperebene

o Cofaktor bei der Synthese von Purinen und Pyrimidineno Cofaktor bei der Synthese von Aminosäuren (z.B. Methionin)o Cofaktor bei der DNA-Synthese

Auf Zellebeneo Übertragung von C1-Körperno Methyl-THF überträgt die CH3-Gruppe auf Homocystein, das damit zum

Methionin wirdo Methylen-THF (mit ═CH2-Gruppe) stellt CH3 für DNASynthese zur

Verfügungo Formyl-THF (-CHO) stellt C1-Körper für die Purinsynthese zur Verfügung

Beurteilung des Folsäurestatus Versorgungsparameter

o Folsäurekonzentration im Serum bzw. in den Erythrozyten Funktionsparameter

o Formiminoglutamat‐Ausscheidung im Harn nach Histidinbelastungo erhöhte Homocysteinkonzentration im Blut

Folsäure Mangel Erhöhte Homocysteinspiegel und erniedrigte Methioninspiegel im Blut In der Schwangerschaft: vermehrtes Auftreten von Aborten, Neuralrohrdefekten,

Missbildungen, Entwicklungsstörungen aufgrund der mangelhaften DNA-Synthese

Megaloblastäre Anämie

Empfehlungen400 μg Folat-Äquivalente pro Tag 1 Monat vor - 3 Monate nach Schwangerschaft täglich 400 μg synthetischeFolsäure (= Pteroylmonoglutamat) einnehmen, um Neuralrohrdefekten beim Kind vorzubeugen

VITAMIN C Struktur, Dosierungsform, aktive Formen

Absorption und Transport von Vitamin C Nahrung

o v.a. L-Ascorbinsäure Absorption

o L-Ascorbinsäure aktivo Dehydroascorbinsäure passiv

Blut: überwiegend L-Ascorbinsäure Zielzellen

o aktive Aufnahme von L-Ascorbinsäure, o passive Aufnahme von Dehydroascorbinsäure

Darmmukosa: Reduktion von Dehydroascorbinsäure zu Ascorbinsäure Ausscheidung

o Ascorbinsäureo Dehydroascorbinsäure und Metabolite im Harn

Verminderte Verfügbarkeit von Vitamin C Durch die Einnahme von oralen Kontrazeptiva, Sulfonamiden und Cortison Durch die Einnahme von Acetylsalicylsäure (Aspirin) vermehrte

Ascorbinsäureausscheidung Raucher haben verminderte Ascorbinsäurespeicher

Funktionen von Vitamin C Auf Körperebene

o Antioxidanso Verbesserung der Eisenabsorptiono Cofaktor bei der Bildung des Bindegewebes (Wundheilung)o Cofaktor bei der Hormon- und Neurotransmitterbildung (Noradrenalin,

Dopamin, Cortison)o Cofaktor bei der Carnitin-Bildung (Carnitin transportiert FS durch

Mito.membran)o Beteiligt bei der Bildung von Gallensäuren aus Cholesterin

Auf Zellebene: o Übertragung von C1-Körperno Ascorbinsäure überträgt Wasserstoffionen (bzw. Elektronen) und wirkt

somit als Redox-System

Beurteilung des Vitamin C StatusVersorgungsparameter Vitamin C-Gehalte in Blutplasma, Leukozyten und Körperpools Ausscheidung im Urin nach Vitamin C-Gaben

Vitamin C Mangel Frühe Symptome

o Störungen des Immunsystems Späte Symptome

o Skorbut beim Erwachsenen (Blutungen, Zahnausfall, gestörte Wundheilung, Leistungsschwäche, psychische Störungen)

o Möller-Barlow-Krankheit beim Säugling (Störungen der Knochenbildung und des Wachstums)

Empfehlungen100 mg Vitamin C/d, 150 mg für Raucher

MINERALSTOFFE

Einteilung nach mengenmäßigen Vorkommen Mengenelemente oder Makroelemente

o Konzentrationen von > 50 mg/kg KG o Gramm‐Mengen pro Tago Natrium, Kalium, Calcium, Magnesium (Metalle)o Phosphor, Schwefel, Chlor (Nichtmetalle)

Spurenelemente oder Mikroelementeo ≤ 50 mg/kg KG (außer Eisen: 60 mg/kg KG)o μg bis mg‐Mengen pro Tago Arsen, Cobalt, Chrom, Kupfer, Fluor, Eisen, Jod, Mangan, Molybdän,

Nickel, Selen, Silizium, Zinn, Vanadium, Zink und möglicherweise Blei

Einteilung der Mineralstoffe nach ihrer Funktion

Körperstrukturen aufbaueno Ca, Mg, P

osmotischen Regulationo K intrazelluläro Na und Cl extrazellulär

Aufbau von Wirkstoffen, Enzymen und Hormoneno Cobalt als Zentralatom von Vitamin B12o Selen als Bestandteil der Glutathionperoxidaseo Jod als Bestandteil von Thyroxin

für die Umwandlung organischer Verbindungeno Zn als Aktivator von Enzymen

Einteilung der Mineralstoffe nach ihrer Essentialität Makroelemente, die für Körperfunktionen essentiell

o Calcium, Kalium, Natrium, Magnesium Mikroelemente, die für Körperfunktionen essentiell

o Eisen, Zink, Selen, Mangan, Kupfer, Molybdän, Cobalt, Chrom, Silizium, Nickel, Zinn

Elemente, deren Essentialität nicht bewiesen isto Barium, Arsen, Strontium, Vanadium, Cadmium, Blei

Elemente ohne bekannte Stoffwechselfunktiono Quecksilber, Gold, Silber, Bismut, Antimon, Bor, Beryllium, Lithium,

Gallium, Titan und andere

Absorptionsraten von Mengen- & SpurenelementenGering (<25%) Mittel (25-75%) Hoch (>75%)

MegenelementeCalcium

MagnesiumPhosphor

NatriumChloridKalium

Spurenelemente

EisenSiliziumMangan

VanadiumNickelChrom

ZinkKupferSelen

Molybdän

FlourJod

SelenomethioninBor

Cobalt

EINFLUSSFAKTOREN AUF DIE MINERALSTOFFABSORPTION

Exogene Faktoren Bindungsform (z.B. Häm‐Eisen – freies Eisen) Hohe Dosierungen vermindern die Absorptionsraten Zusammensetzung der Nahrung (z.B. Ballaststoffe, Chelat‐ und Komplexbildner)

beeinflussen Absorption

Endogene Faktoren pH‐Verhältnisse im Magen‐Darm‐Trakt (z.B. wenig HCl im Magen vermindert Fe‐

Absorption) Reduzierende Agentien (z.B. Vit. C) im Darm begünstigt Fe‐Absorption Wechselwirkung d. Mineralstoffe untereinander (z.B. hohe Zn‐Aufnahme

vermindert Fe‐ & Cu ‐ Absorption)

CALCIUM

Calcium ‐ Verteilung im Körper 99%

o Knocheno Zähne

1 % o Serum extrazelluläre Flüssigkeit 10 mg/dl

freie Ionen 5,5 mg/dl proteingebunden 4,0 mg/dl Komplexe mit Säuren 0,5 mg/dl

o Intrazellulär 0,004 mg/dl

Calcium ‐ Quellen Milch (ca. 120 mg Ca/100g) Milchprodukte (Hartkäse ca. 1000 mg Ca/100g) Mohn, Sesam, Haselnüsse Brokkoli, Spinat

Calcium-Funktionen Mineralisation von Knochen und Zähnen Second messenger Auflösung d. Kontraktion v. Skelett- & Herzmuskel (elektromechanische

Koppelung) Blutgerinnung (Ca2+ = Blutgerinnungsfaktor IV)

Calcium-Mangel Symptome

o Muskelkrämpfe, Blutgerinnungsstörungen Mangelkrankheit: Osteoporose

o Krankhaft vermehrter Knochenabbauo Knochenbrücheo Östrogenmangel & fehlende körperliche Beweglichkeit gelten als

Mitverursacher

Calcium-Empfehlung 1000mg / Tag / Erwachsenen 1200mg / Tag / Jugendlichen (13-19jhg.)

PHOSPHOR

Phosphor -Verteilung im KörperKörperbestand ca. 700mg Phosphor 85% Knochen 14% in weichen Gewebestrukturen 1% im Blut

Phosphor-Quellen

Praktisch alle Lebensmittel v.a. Fleisch & Wurst Fisch Schmelzkäse Randschichten d. Getreides Zusatzstoffe in Lebensmittel (Säuerungsmittel, Schmelzsalze, Antioxidantien)

Phosphor-Funktionen Calciumphosphat (=Hydroxylapatit)

o feste Knochen- & Zahnstruktur Organische Phosphorverbindungen

o Fkt. Im Energiestoffwechsel Phospholipide in Membranen Phosphorsäureester in Nukleinsäuren energiereiche Phosphorsäureanhydridbindungen in ATP

Anorganisches Phosphat o intrazellulär wirksamen Phosphatpuffer

Phosphor-Mangel Nicht bekannt

Phosphor-Empfehlung 700mg/Tag/Erwachsenen (im Wachstum mehr)

MAGNESIUM

Magnesium-Verteilung im KörperCa. 25g/Körper 2/3 in Knochen 1/3 in weichen Gewebestrukturen <1% in EZF

Magnesium-Quellen Vollkornprodukte (Keime + Kleie) Nüsse Grünes Gemüse (Mg = Zentralatom v. Chl)

Magnesium-Funktionen Aktivator zahlreicher Enzyme, besonders im Energiestoffwechsel Elektromechanische Koppelung, Mineralisation d. Knochens (Mg ist ein

physiologischer Calciumantagonist) Schützende Wirkung auf Herzmuskel

Magnesium-StatusbeurteilungVersorgungsparameter Mg-Ausscheidung im Urin nach Mg-Belastung Mg-Konzentration in Leukozyten

Magnesium-Mangel

Symptome Neuromuskuläre Störungen bis zu Tetanie bei normalem Plasmacalciumspiegel

Magnesium-Empfehlung 300-350g/Tag; Jugendliche, Schwanger, Stillen mehr

SPURENELEMENTE

Nahrungskomponenten, die die Absorption von Spurenelementen beeinflussen

Homöostatische Regulation der Spurenelemente

Ursachen für Entstehung von Spurenelementmangel Geringe Aufnahme

o Natürlich (jodarme Böden); isolierte oder gemischte Formo Iatrogen, „accidental“

Malabsorption: allg. & spezifische Fehlfunktionen im Intermediärstoffwechsel

o Transportproteine fehleno Fehlfunktionen an Rezeptoren

Erhöhter Bedarfo Schwangerschaft, Wachstumo Verluste, Katholismus

Empfehlungen für die Spurenelementaufnahme Zink 7-10mg Eisen 15-10mg Jod 180-200µg Selen 30-70µg Kupfer 1-1,5mg Mangan 2-5mg Chrom 30-100µg Molybdän 50-100µg Fluorid 3,1-3,8mg

EISEN

Eisen - KörperbestandKörperbestand 5g (mehr als 2/3 in Hämoglobin + Myoglobin)

Eisen - Quellen Fleisch / Leber – Häm-Eisen Vollkorngetreide Hülsenfrüchte

Eisen – Funktionen Sauerstofftransport (Hämoglobin, Myoglobin) Energiestoffwechsel (Atmungskette) Bestandteil v. ox. & red. Enzymen (z.B. Peroxydasen)

Eisen - Mangel Frühe Symptome

o Schleimhautveränderungeno Ermüdbarkeito Schwindel

Späte Symptomeo Hypochromeo Mikrozytäre Anämie

Eisen – Empfehlung:15-10mg / Tag; Schwangere, Stillende mehr

ZINK

Zink – Körperbestand

1,5-2,5g / Körpero 70% Knochen, Haut & Haareo 30% v.a. in Leber, Niere, Muskulatur

Zink – Quellen Austern Vollgetreide Kalbsleber Nüsse Fleisch

Zink – Funktionen Bestandteil und Aktivator zahlreicher Enzyme Funktionen auf DNA-Ebene (Histone, Transkriptionsfaktoren) Speicherung v. Insulin Immunsystem (T-Lymphozyten-Wachstum) Site specific Antiocidans

Zink – Statusbeurteilung Funktionsparameter Änderung d. zellvermittelten Immunantwort nach Zink-Supplementierung

Zink-Empfehlungen7-10mg/Tag; Schwangere und Stillende mehr

JOD

Jod – Körperbestand10-20mg / Körper (50% in Schilddrüse)

Quellen Meeresfrüchte + Seefisch Milch & Eier; wenn Tiere jodreiches Essen erhalten Jodiertes Speisesalz

Jod – Funktionen Bestandteil der Schilddrüsenhormone (Erhöhung d. GU) Antioxidative Wirkung (Radikalfänger)

Jod – Statusbeurteilung Versorgungsparameter (Jodidgehalt im Urin) Funktionsparameter

o T3/T4-Spiegel im Serumo TSH (=Thyreoidea-stimulierendes Hormon) – Spiegel im Serum

Jod – Mangel Säugling: Kretinismus Erwachsene: Struma

Jod – Empfehlung180-200 µg

FLUOR

Fluor – Körperbestand2-6g (95% in Knochen & Zähnen)

Fluor-Quellen Schwarztee Mineral- & Trinkwasser

Fluor - FunktionenErhöht Widerstandfähigkeit v. Knochen & Zähnen

Fluor – Toxizität Relativ hoch Mehrfachprophylaxe sollte vermieden werden

Fluor - Empfehlungen3,1-3,8mg / Tag

FUNCTIONAL FOOD Lebensmittel, die Körperfunktionen verbessern & ernährungsbedingten

Krankheiten vorbeugen Intrinsich Functional Food: Calcium in der Milch Extrinsic Functional Food: Calcium im Fruchtsaft

Beispiele für functional Food

NAHRUNGSERGÄNZUNGSMITTEL

Definition Laut Gesetz: Lebensmittel, die normale Ernährung ergänzen Kapseln, Tabletten, Pillen, Pulverbeuteln, Flüssigampullen Enthalten einfache od. kombinierte Nährstoffkonzentrate

Bsp. Für in Nahrungsergänzungsmitteln verwendete Substanzen Kreatin, Pyruvat, L-Carnitin, Coenzym Q10, Cholin, Inositol, Lecithin, NADH Fette und FS

o Konjugierte Linolsäure (CLA)o mittelkettige Triglyceride (MCT)o omega-3-FS

Aminosäuren und Proteineo verzweigtkettige AS (BCAAo Tryptophan, Taurino Asparaginsäure, Arginino Ornithino Glutamin, Gelatineo Molkenprotein, Sojaprotein

Vitamineo „ACE“o Folsäureo Vitamin B-Komplex

Mineralstoffe und Spurenelementeo Calciumo Eiseno Selen,..

Sekundäre Pflanzenstoffe Obst- & Gemüseextrakte: Knoblauchdragees,.. Enzyme: Bromelain, Papain

Gesetzliche Anforderungen an NahrungsergänzungsmittelnEuropaweite Regelung NEM, beschränkt sich auf Vitamine + Mineralstoffe Reinheitskriterien für verwendete Vitamine + Mineralstoffe müssen erfüllt werden Vom Hersteller empholene Tagesdosis darf bestimmte Höchstmenge nicht

überschreiten Die vom Hersteller empfohlene Tagesdosis muss bestimmte Mindestmengen an

Nährstoffen enthalten Genaue Kennzeichnung Warnhinweise

LEBENSMITTELBASIERTE EMPFEHLUNGEN

Planung einer bedarfsdeckenden Ernährung Lebensmittelbasierte Empfehlungen

o Ernährungskreis, Ernährungspyramideo 10 Regeln der DGE,…

Unterschiede zwischen Lebensmittelbasierten und Nährstoffbasierten EmpfehlungenNährstoffbasiert Herausgegeben von wiss. Gesellschaften

Lebensmittelbasiert Herausgegeben von wiss. Gesellschaften

Anhand wiss. Studien Richten sich an Fachkräfte Geforderte Mindestmengen bzw. erlaubte

Höchstmengen von Nährstoffen in mg oder g

Anhand der nährstoffbasierten Empfehlungen Für Menschen ohne Ernährungsvorkenntnisse Zusammensetzung der Kost Ernährungsformen auf Basis naturwiss. Daten

Beispiele für lebensmittelbasierte Empfehlungen Vollwertig essen nach den 10 Regeln der DGE Ernährungspyramide, DGE „Optimix“, bedarfsgerechte Ernährung für Kinder und Jugendliche vom

Forschungsinstitut für Kinderernährung in Dortmund Ernährungskreis, DGE 5 am Tag; Obst & Gemüse

BEFINDEN SICH DIE ERNÄHRUNGSEMPFEHLUNGEN IM WANDEL?Von DACH-Referenzwerten zu Richtlinien einer gesunder Ernährung

Basis der Pyramide: Der DGE-Ernährungskreis Quantitative Aussage Lebensmittelmengen auf Basis der D-A-CH-Referenzwerte Empfehlung einer richtigen Lebensmittelauswahl Nur empfehlenswerte LM

Die Pyramidenseiten Qualitative Aussage Vertiefende Aussagen Hilfe bei der Wahl von LM Berücksichtigung häufig verzehrter und verarbeiteter Lebensmittel

Kriterien für die Beurteilung pflanzlicher Lebensmittel: Präventieve Aspekte (Krebs, KHK) Ernährungsphysiologische Kriterien

o Energiedichte, Nährstoffdichteo Vitamine, Mineralstoffeo Ballaststoffe, sekundäre Pflanzenstoffe

BEURTEILUNG PFLANZLICHER LM

Evidenzbewertungen d. WHO Obst & Gemüse

o Risikosenkung v. Adipositas, Herzkreislauferkrankungeno wahrscheinliche Risikosenkung v. Typ 2 Diabetes + Krebs

Ballaststoffe aus Gemüse, Obst und Vollkornprodukteno Senkung des Risikos v. Adipositas, Herzkreislauferkrankungen und Typ2

Diabetes Vollkornprodukte

o Senkung des Risikos v. Entstehung von Adipositas Zucker

o Risikoerhöhung hinsichtlich Krebs

PRÄVENTION ERNÄHRUNGSABHÄNGIGER ERKRANKUNGEN

Unterschied Prävention - GesundheitsförderungPrävention Gesundheit = objektive Abwesenheit

von Krankheitssymptomen Strategien sind auf Risikogruppen in

der Bevölkerung ausgerichtet Spezifische Einflüsse – Ätiologie und

Pathogenese Ansatzpunkt der Maßnahmen ist die

Minimierung eines bestehenden Risikos

Maßnahmen sind stets expertenabhängig (Fremdkontrolle)

Ziel = weniger Krankheit

Gesundheitsförderung Gesundheit = positives, vielseitiges

Konzept des Wohlbefindens Strategien haben die gesamte

Bevölkerung und Umwelt als Zielgruppe

Allgemeine Einflüsse – Salutogenese Ansatzpunkt der Maßnahmen ist die

Optimierung aller bestehender Ressourcen

Maßnahmen befähigen Betroffene zur Selbsthilfe (Settingansatz)

Ziel = mehr Gesundheit

Primäre, sekundäre und tertiäre Prävention Primäre Prävention

o Setzt beim Gesunden mit Risikofaktoren ano dient der Förderung der Gesundheit und/oder der Verhütung von

Krankheiten Sekundäre Prävention

o Früherkennung von Krankheiten in der präklinischen Phaseo bevor Symptome auftreten (z.B.: Cholesterin-Screening)

Tertiäre Präventiono Richtet sich an kranke Menscheno betrifft Verhütung von Spätschäden & Spätfolgen bei eingetretener

Erkrankung (z.B.: Thrombozytenaggregationshemmer nach Herzinfarkt)

Chronische nicht übertragbare Erkrankungen (NCDs) Steter, steiler Anstieg 60% von 56,5 Mio. Todesfällen weltweit 46% d. weltweit auftretenden Erkrankungen 50% kardiovaskuläre Erkrankungen >25% Krebserkrankungen Adipositas und Diabetes – alarmierende Trends:

o Hohe Inzidenzo Immer Jüngere sind betroffen

ADIPOSITAS

Definition Adipositas, Verbreitung BMI 30-40 Adipositas BMI > 40 massive Adipositas Frauen 10-25%, Männer 10-20% Süd- & Osteuropa 50% d. 35-65 jährigen BMI steigt mit zunehmendem Alter & abnehmender Schulbildung

Adipositas – ein unabhängiger Risikofaktor für zahlreiche Krankheiten Diabetes mellitus Typ II Hypertonie Fettstoffwechselstörungen Koronare Herzkranheiten Arteriosklerose und deren Folgeerkrankungen Gallensteinleiden Karinome Gicht Degenerative Erkrankungen Außerdem erhöhtes Operationsrisiko Reduzierte Beweglichkeit Beeinträchtigung d. Lebensqualität

Pathogenese der Adipositas Aufgrund der Komplexität nicht vollständig geklärt Überfluss an Ernährung bei gleichzeitigem Bewegungsmangel Faktoren welche Entstehung begünstigen Konstitutionelle Faktoren (Geschlecht, Körperbau) Metabolische Faktoren (Thermogenese) Genetische Faktoren Körperliche Inaktivität Verhalten im Umweld Überhöhte Außenreizabhängigkeit

Maßnahmen zur Adipositas-Prävention Verhinderung einer Gewichtszunahme durch Einhalten nährstoffbasierter

Empfehlungen oder lebensmittelbasierter Empfehlungen Langfristige Gewichtsreduktion bei Kindern mit hohem Adipositasrisiko Gewichtsstabilisierung in der Bevölkerung Gewichtsreduktion bei bestehendem Übergewicht (BMI 25-30)

Vorteile einer Gewichtsreduktion von 10kg

HERZ-KREISLAUF-ERKRANKUNGEN

Risikofaktoren für Arteriosklerose und Herzinfarkt Beeinflussbar:

o Gewicht (Diabetes, Adipositas, Bluthochdruck)o Erhöhtes Fibrinogen, Dyslipoproteinanämieo Homocysteino Bewegungsmangel, Rauchen, Stress

Nicht beeinflussbaro Alter, Geschlechto Erbanlageno Bereits bestehende Arteriosklerose

Maßnahmen zur Prävention von Herz-Kreislauferkrankungen Vermeidung oder Beseitigung von Risikofaktoren Vermehrung von Schutzfaktoren

o ausreichend n-3 Fettsäuren in der Ernährungo Pflanzenreiche, fettarme, ballaststoffreiche Kost

Behandlung von Dyslipoproteinämien Ernährung entsprechend den wissenschaftlichen Empfehlungen

OSTEOPOROSE Gesteigerter Knochenabbau Auftreten von Knochenbrüchen bei inadäquatem oder fehlendem Trauma Postmenopausale Osteoporose: betrifft Frauen nach Menopause Senile Osteoporose: Betrifft ältere Personen „Volkskrankheit“

Häufig von osteoporotischen Veränderungen betroffene Knochen Knochen der Hand Oberschenkelhals Wirbel

Risikofaktoren für Entstehung der Osteoporose Frauen, Weiße / Asiaten Osteoporosefälle in Familie Schlanker Körperbau Östrogenmangel (Alter, Sport) Alter Bewegungsmangel Rauchen, Alk, Kaffee Zuwenig Calcium + Vit. D Krankheiten, deren Folge neg. Ca-Bilanz ist Langfristige Einnahme von Medikamenten, die Ca-Verlust erhöhen

Maßnahmen zur Osteoporose-Prävention

Ausreichende Ca- & Vit. D-Zufuhr Bewegung Ca-Quellen: Milch, Mineralwasser, Gemüsesorten (Brokkolie, Grünkohl) Vit. D-Quellen: fette Fische, Eigelb, Pilze

KREBS

Einfluss auf Krebsenstehung30% Rauchen35% Ernährung35% Sonstiges (bakteriell, viral, erblich)

Phasen d. Krebsentstehung1. Initiation (DNA-Veränderung)2. Promotion (genetisch veränderte Zelle wächst zum differenzierten Tumor)3. Progression (Krebszellen mit eigenem Aussehen und veränderten Eigenschaften)Schutzfaktoren und Risikofaktoren beeinflussen die Karzinogenese

Krebsprävention Verstärkung von Schutzfaktoren + Verminderung v. Risikofaktoren Krebsprävention früh ansetzen + lebenslang

Ernährungsbedingte Risiko- & Schutzfaktoren bei d. KrebsentstehungRisikofaktoren Übergewicht Zu hohe Energie- & Fettzufuhr Alkohol Mutagene Nahrungsbestandteile Geräuchertes und Gepökeltes Nitratbelastetes Trinkwasser

Schutzfaktoren Hoher Gemüsekonsum Hoher Obstkonsum

DIABETES MELLITUS TYP IIEntwicklung1. Dauerndes Überangebot an Nährstoffen2. Muskel, Leber, Fettgewebe reagieren mit Abnahme d. Insulinrezeptoren3. Insulinresistenz lässt Zelle an Nährstoffen verarmen4. Im Blut erhöhte Nährstoffspiegel zu messen: Schädigung von Zellen und

Geweben5. Steigerung d. Insulinproduktion im Pankreas6. Nach Jahren ermüdet Bauchspeicherdrüse und produziert zu wenig Insulin

Häufigkeit Weltweit ansteigend WHO:

o jetzt: 150 Mio.o Bis 2025 300 Mio.

Deutschland: ungefähr 5%

Faktoren, die Entstehung begünstigen Falsche Ernährung Bewegungsmangel Genetische Komponente

Prävention Primär- & Sekundärprävention

o Einhaltung d. Ernährungsempfehlungeno Regelmäßige Bewegung

Tertiärpräventiono Vermeidung von Spätfolgen durch Konstanthalten d. Blutglucosespiegels

Mögliche Spätfolgen Schlecht heilende Wunden Amputationen Herz-Kreislauf-Erkrankungen Erblinden Nierenversagen

HYPERURIKÄMIE & GICHTDefinition Hyperurikämie = Erhöhung d. Harnsäurewerte im Blut Gicht = Bildung v. Harnsäurekristallen & Ablagerung in Gelenken & Geweben Gichtanfall: es enstheen Kristallneste, die sich ablagern Entzündungen Unbehandelte Gicht chronisches Stadium Gelenksdeformationen +

charakteristischen Gichtknoten (Tophi)

Begünstigende Faktoren Purinreiche Nahrung Alkoholkonsum Schneller Gewichtsverlust, KH-Mangel, erhöhte Fettaufnahme

Prävention Purinarme Diät bei Hyperurikämie Ganz oder fast purinfrei

o Milch, Eiero Reis, Nudelno Butter, Ölo Kaffee, Tee

Purinarm o Gemüse, Brot

Purinreicho Fleisch, Fischeo Hülsenfrüchte, Spinat

Sehr Purinreicho Innereieno Sardellen, Heringe, Sardinen, Makreleno Muscheln

Nicht empfehlenswerto Alkoholo fettreiche Kost

VEGETARISMUS Begründer Pythagoras 570-500 v. Chr. Glaubte an Seelenwanderung Pflanzliche Kost, Milch, Eier und Honig

Formen Ovo-Vegetarier: Pflanzen + Eier Ovo-Lacto-Vegetarier: alles außer Fleisch + Fisch Lacto-Vegetarier: Pflanzenkost, Milch + Milchprodukte Veganer: Pflanzenkost (ohne Honig!)

Vorteile Nachteile Enthält alle Nährstoffe Krankheitsvorbeugend Am besten Ovo-Lacto

Nur Vegan = problematisch Schlecht für Schwangere, Stillende,

Kinder