Die Ernährungswissenschaften beschäftigen sich mit der Nahrung und ihrem Zusammenhang mit der Gesundheit. Nährstoffe sind chemische Bestandteile von Lebensmitteln, die der Körper für das Wachstum, den Erhalt der Lebensfunktionen und die Energiegewinnung nutzt.
Nährstoffe, die der Organismus nicht synthetisieren kann und deshalb aus der Nahrung gewinnen muss, werden als essenziell bezeichnet. Diese umfassen:
Einige Aminosäuren
Einige Fettsäuren
Nährstoffe, die der Körper aus Nahrungsbestandteilen aufbauen kann, sind nichtessenziell, obwohl ihre Herstellung durch die Nahrung erst möglich wird. Unter bestimmten Bedingungen, wie z. B. bei Krankheit oder Stress, kann jedoch die Synthese von normalerweise nicht essenziellen Nährstoffen beeinträchtigt werden, sodass sie essenziell werden. Diese bedingt essenziellen Nährstoffe müssen dann über die Ernährung zugeführt werden.
Makronährstoffe (Kohlenhydrate, Eiweiß und Fett) werden vom Körper in relativ großen Mengen benötigt; Mikronährstoffe (Vitamine und einige Spurenelemente) werden in geringen Mengen benötigt.
Das Fehlen von Nährstoffen kann zu Unterernährung führen, die Mangelsyndrome (z. B. Kwashiorkor, Pellagra) verursachen kann. Eine übermäßige Zufuhr von Makronährstoffen führt zu Adipositas und ähnlichen Erkrankungen; die übermäßige Aufnahme von Mikronährstoffen kann toxisch wirken. Auch das Gleichgewicht der verschiedenen Arten von Nährstoffen, wie das Mengenverhältnis von ungesättigten vs. gesättigten Fettsäuren, kann Einfluss auf die Entwicklung von Erkrankungen haben.
Makronährstoffe
Makronährstoffe bilden den größten Teil der Nahrungsbausteine und liefern sowohl Energie als auch zahlreiche essenzielle Nährstoffe. Kohlenhydrate, Proteine, einschließlich essenzielle Aminosäuren, Fette, einschließlich essenzielle Fettsäuren, Makromineralstoffe und Wasser zählen zu den Makronährstoffen. Kohlenhydrate, Fette und Proteine sind austauschbare Energiequellen; dabei liefern Fette 9 kcal/g (37,8 kJ/g), Proteine und Kohlenhydrate jeweils 4 kcal/g (16,8 kJ/g). Der tägliche Bedarf an Kalorien, Kohlenhydraten, Fetten und Proteinen variiert je nach Alter und Körpergewicht der Patienten (1).
Kohlenhydrate
Kohlenhydrate aus der Nahrung werden in Glucose und weitere Monosaccharide aufgespalten. Kohlenhydrate erhöhen den Blutzuckerspiegel und liefern Energie.
Einfache Kohlenhydrate setzen sich aus kleinen Molekülen wie Monosacchariden oder Disacchariden zusammen, die den Blutzuckerspiegel schnell ansteigen lassen.
Komplexe Kohlenhydrate bestehen aus drei oder mehr aneinander gebundenen Monosacchariden, die bei der Verdauung in Monosaccharide aufgespalten werden. Sie erhöhen den Blutzuckerspiegel langsamer, dafür jedoch über einen längeren Zeitraum.
Glukose und Saccharose sind einfache Kohlenhydrate; Stärke, Ballaststoffe und Glykogen sind komplexe Kohlenhydrate.
Der glykämischer Index ist eine Methode zur Klassifizierung von Lebensmitteln auf der Grundlage der Geschwindigkeit, mit der der Verzehr der verfügbaren Kohlenhydrate den Plasmaglukosespiegel im Vergleich zu einem Standard erhöht. Die Werte reichen von 1, dem langsamsten Anstieg, bis 100, dem schnellsten Anstieg, der reinen Glukose entspricht. Die Erhöhung der Blutzuckerwerte hängt jedoch auch davon ab, welche Nahrungsmittel mit den Kohlenhydraten aufgenommen werden. Es gibt verschiedene Quellen für glykämische Indexwerte von Lebensmitteln (2).
Die Aufnahme von Kohlenhydraten mit hohem glykämischem Index steigert die Plasmaglukosewerte rasch auf ein beträchtliches Niveau. Es wird angenommen, dass als Ergebnis der Insulinspiegel ansteigt, was Hypoglykämie und Hunger verursacht. In der Folge werden häufig übermäßig viele Kalorien aufgenommen, was wiederum zur Gewichtszunahme führen kann (3). Kohlenhydrate mit niedrigem glykämischem Index erhöhen die Plasmaglukosewerte langsam, der postprandiale Insulinspiegel bleibt niedriger, und das Hungergefühl ist schwächer ausgeprägt. Damit wird der Konsum überflüssiger Kalorien weniger wahrscheinlich, die Lipidwerte entwickeln sich letztlich vorteilhafter, und das Risiko für Adipositas, Diabetes mellitus und Komplikationen bei bereits existierendem Diabetes verringert sich.
Ballaststoffe
Ballaststoffe sind komplexe Kohlenhydrate und kommen in verschiedenen Formen vor (z. B. Cellulose, Hemicellulose, Pektin, Gummi). Ballaststoffe können löslich oder unlöslich sein. Unlösliche Ballaststoffe erhöhen die gastrointestinale Motilität, beugen Verstopfung vor, erhöhen das Volumen des Stuhls und helfen bei der Kontrolle von Divertikelerkrankungen. Es wird angenommen, dass Unlösliche Ballaststoffe die Beseitigung karzinogener Substanzen beschleunigen, die von Bakterien im Dickdarm produziert werden. Epidemiologische Evidenz legt einen Zusammenhang zwischen Kolonkarzinom und einer geringen Ballaststoffzufuhr (4) sowie einen günstigen Effekt von Ballaststoffen bei Patienten mit Reizdarmsyndrom und Obstipation (5) nahe. Wasserlösliche Ballaststoffe, die in Obst, Gemüse, Hafer, Gerste und Hülsenfrüchten vorkommen, verringern den postprandialen Anstieg des Blutzucker- und Insulinspiegels und können den Cholesterinspiegel senken (6).
In den Vereinigten Staaten ist die typische Ernährung ballaststoffarm (etwa 15 g/Tag), bedingt durch einen hohen Verzehr stark raffinierter Weizenmehle und eine geringe Aufnahme von Obst und Gemüse (7). Allgemeine Empfehlungen für die tägliche Ballaststoffzufuhr liegen bei etwa 25 g/Tag für Frauen und 38 g/Tag für Männer. Es wird eine tägliche Mindestzufuhr von 30 g Ballaststoffen empfohlen, die sich leicht durch den Verzehr von Gemüse, Obst sowie ballaststoffreichen Getreideprodukten decken lässt (8). Eine sehr hohe Zufuhr von Ballaststoffen kann jedoch die Absorption bestimmter Mineralien verringern.
Proteine
Proteine sind komplexe organische Moleküle, die Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff enthalten. Sie sind für den Erhalt, den Ersatz, die Funktion und das Wachstum von Körpergewebe notwendig. Bestimmte Proteine wirken als Enzyme, bilden bestimmte Hormone und spielen eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung des Flüssigkeitshaushalts. Erhält der Körper nicht genügend Kalorien aus Lebensmittelquellen oder Gewebedepots, die hauptsächlich aus Fett bestehen, so wird Protein für die Energiegewinnung verwendet. Proteine werden aus der Nahrung in Peptide und Aminosäuren aufgespalten.
Da der Körper Nahrungsprotein für die Herstellung von Körpergewebe nutzt, existiert ein Nettogewinn von Protein, somit eine positive Stickstoffbilanz. Katabolische Körperzustände, wie sie z. B. bei Hunger, Infektionen oder Verbrennungen vorliegen, fordern häufig mehr Protein als resorbiert wird, da der Körper Gewebe abbaut. Daher entsteht in diesen Fällen ein Nettoverlust, die Stickstoffbilanz fällt negativ aus. Die Stickstoffbilanz lässt sich am besten bestimmen, wenn der mit dem Urin oder Stuhl ausgeschiedene Stickstoff von der konsumierten Stickstoffmenge abgezogen wird.
Proteine bestehen aus 20 Aminosäuren. Die 11 nicht essentiellen Aminosäuren (Alanin, Arginin, Asparagin, Asparaginsäure, Cystein, Glutaminsäure, Glutamin, Glycin, Prolin, Serin, Tyrosin) können vom Körper selbst synthetisiert werden. Die neun essentiellen Aminosäuren (EAAs), die vom Körper nicht synthetisiert werden können – Histidin, Isoleucin, Leucin, Lysin, Methionin, Phenylalanin, Threonin, Tryptophan und Valin – müssen über die Nahrung aufgenommen werden. Alle Menschen benötigen 8 dieser essenziellen Aminosäuren (EAA); Säuglinge benötigen zusätzlich Histidin aufgrund unreifer Synthesewege.
Der auf das Körpergewicht bezogene Proteinbedarf entspricht der Wachstumsrate, die vom Kleinkind- bis ins Erwachsenenalter stetig abnimmt. Der tägliche Proteinbedarf in der Nahrung sinkt von etwa 1,5 g/kg bei Säuglingen (0 bis 6 Monate alt) auf 1,0 g/kg bei Kleinkindern (1 bis 3 Jahre alt) und auf 0,8 g/kg bei Erwachsenen (1). Auch der Proteinbedarf ist bei bestimmten Patienten höher. So steigt beispielsweise der Eiweißbedarf während der Schwangerschaft und Stillzeit sowie in Zeiten schnellen Wachstums und der Erholung von Krankheiten drastisch an. Es gibt auch einige Empfehlungen, die auf einen erhöhten Proteinbedarf bei älteren Erwachsenen zur Erhaltung und zum Wiederaufbau der fettfreien Körpermasse hinweisen (9, 10). Erwachsene, die versuchen, ihre Muskelmasse zu vergrößern, benötigen zusätzliche Proteine (z. B. 1,4–2,0 g/kg/Tag), die über den durchschnittlichen täglichen Bedarf an essenziellen Aminosäuren hinausgehen (11).
Die Zusammensetzung der Proteine aus den einzelnen Aminosäuren ist sehr unterschiedlich. Per Definition spiegelt die biologische Wertigkeit (biological value, BV) die Ähnlichkeit in der Zusammensetzung der Aminosäuren des Proteins zu der von tierischen Geweben wider; so zeigt die biologische Wertigkeit, zu welchem Prozentsatz ein diätetisches Protein essenzielle Aminosäuren für den Körper liefert.
Mit einem Wert von 100 stimmt das Protein von Hühnereiern perfekt mit dem menschlichen Protein überein.
Tierische Proteine in Milch und Fleisch haben eine hohe BV (~ 90).
Proteine in Getreide und Gemüse haben eine geringere BV (~ 40)
Einige abgeleitete Proteine (z. B. beispielsweise Gelatine) eine BV von 0.
Das Ausmaß, in dem Nahrungsproteine die fehlenden Aminosäuren eines anderen Proteins liefern und somit mit diesem komplementär sind, bestimmt insgesamt die biologische Wertigkeit der Nahrung. Werte für die empfohlene Nährstoffzufuhr (Recommended Daily Allowances, RDA) für Protein stützen sich auf die Annahme, dass das durchschnittliche Nahrungsangebot eine biologische Wertigkeit von 70 besitzt.
Fette
Fette werden in Fettsäuren und Glycerin aufgespalten. Sie werden für das Wachstum von Körpergewebe und die Hormonproduktion benötigt. Gesättigte Fettsäuren, die in tierischen Fetten vorkommen, sind bei Zimmertemperatur eher fest. Mit Ausnahme von Palm- und Kokosöl sind pflanzliche Fette bei Zimmertemperatur meist von flüssiger Konsistenz; sie enthalten reichlich einfach ungesättigte oder mehrfach ungesättigte Fettsäuren.
Die partielle Hydrierung von ungesättigten Fettsäuren (wie bei der Nahrungsmittelherstellung üblich) erzeugt Transfettsäuren, die bei Raumtemperatur fest oder halbfest sind. Bis vor kurzem waren in den Vereinigten Staaten teilweise hydrierte Pflanzenöle, die bei der Herstellung bestimmter Lebensmittel (z. B. Kekse, Cracker, Chips) verwendet werden, um die Haltbarkeit zu verlängern, die Hauptquelle für Transfettsäuren in der Ernährung. Im Jahr 2015 entfernte die US-amerikanische Food and Drug Administration (FDA) teilweise hydrierte Öle aus der Kategorie 'Generally Recognized as Safe' (GRAS) (12), da Bedenken bestanden, dass Transfettsäuren das LDL-Cholesterin erhöhen, das HDL-Cholesterin senken und das Risiko für eine koronare Herzkrankheit erhöhen (13, 14). Seit Juni 2018 sind künstliche Transfette in den Vereinigten Staaten verboten.
Essenzielle Fettsäuren (EFAs) sind
Linolsäure, eine Omega-6(n-6)-Fettsäure
Linolensäure, eine Omega-3(n-3)- Fettsäure
Der Körper benötigt weitere Omega-6-Fettsäuren, wie z. B. Arachidonsäure und Omega-3-Fettsäuren, wie z. B. Eicosapentaensäure und Docosahexaensäure, die er jedoch aus den essenziellen Fettsäuren synthetisiert.
Essenzielle Fettsäuren werden zur Herstellung von Eicosanoiden (biologisch aktiven Lipiden), z. B. Prostaglandinen, Thromboxanen, Prostacyclinen und Leukotrienen, benötigt. Die Zufuhr von Omega-3-Fettsäuren kann das Risiko für koronare Herzkrankheit verringern (15).
Der Bedarf für essenzielle Fettsäuren hängt vom Alter eines Menschen ab. Die angemessene Zufuhr für Alpha-Linolensäure beträgt 1,6 g/Tag für Männer und 1,1 g/Tag für Frauen (16). Die angemessene Zufuhr von Linolsäure beträgt 17 g/Tag für Männer und 12 g/Tag für Frauen im Alter von 19 bis 50 Jahren. (Angemessene Zufuhr ist definiert als die durchschnittliche Nährstoffzufuhr, die eine gesunde Bevölkerungsgruppe täglich zu sich nimmt). Pflanzliche Öle enthalten Linol- und Linolensäure. Aus Disteln, Sonnenblumen, Mais, Soja, Schlüsselblumen, Kürbiskernen und Weizenkeimen gewonnene Öle liefern reichlich Linolsäure. Meeresfischöl sowie Leinsamen-, Kürbiskern-, Soja- und Rapsöl enthalten viel Linolensäure. Öl aus Meeresfischen stellt zudem Omega-3-Fettsäuren zur Verfügung. Die empfohlene Zufuhr von EFAs kann mit 2 bis 3 Esslöffeln pflanzlichem Fett täglich oder durch den Verzehr von etwa 3 bis 3,5 Unzen gekochtem fettem Fisch wie Lachs 2-mal pro Woche erreicht werden.
Makromineralien
Natrium, Chlorid, Kalium, Kalzium, Phosphat und Magnesium sind in größeren Mengen pro Tag erforderlich (siehe Tabellen , und ).
Makromineralien
Nährstoff | Hauptquellen | Funktionen |
|---|---|---|
Kalzium | Milch und Milchprodukte, Fleisch, Fisch, Eier, Getreide, Bohnen, Obst, Gemüse | Knochen- und Zahnbildung, Blutgerinnung, Nervenleitung, Muskelkontraktion, Herzleitung |
Chlorid | Viele Lebensmittel, vor allem tierische Produkte, aber auch einige Gemüse; ähnlich Natrium | Säure-Basen-Gleichgewicht intrazellulär und des Blutes, osmotischer Druck, Nierenfunktion |
Kalium | Viele Lebensmittel, darunter Voll- und Magermilch, Bananen, Pflaumen, Rosinen und Fleisch | Muskelkontraktion, Nervenübertragung, intrazelluläres Säure-Basen-Gleichgewicht, Wasser-Gleichgewicht |
Magnesium | Blattgemüse, Nüsse, Getreide, Körner, Meeresfrüchte | Knochen- und Zahnbildung, Nervenleitung, Muskelkontraktion, Enzymaktivierung |
Natrium | Viele Lebensmittel, darunter Rindfleisch, Schweinefleisch, Sardinen, Käse, grüne Oliven, Maisbrot, Kartoffelchips und Sauerkraut | Säure-Basen-Gleichgewicht intrazellulär und des Blutes, osmotischer Druck, Muskelkontraktion, Nervenleitung, Aufrechterhaltung der Zellmembrangradienten |
Phosphor | Milch, Käse, Fleisch, Geflügel, Fisch, Getreide, Nüsse, Hülsenfrüchte | Knochen- und Zahnbildung, Säure-Basen-Gleichgewicht intrazellulär und des Blutes, Energieerzeugung |
Referenzwerte für die Zufuhr* von einigen Makronährstoffen, "Food and Nutrition Board, Institute of Medicine of the National Academies"
Kategorie | Alter oder Zeitraum (Jahr) | Protein (g/kg) | Energie (kcal/kg) | Kalzium (mg/kg) | Phosphor (mg/kg) | Magnesium (mg/kg) |
|---|---|---|---|---|---|---|
Kleinkinder | 0,0–0,5 | 2,2 | 108,3 | 66,7 | 50,0 | 6,7 |
0,5–1,0 | 1,6 | 94,4 | 66,7 | 55,6 | 6,7 | |
Kinder | 1–3 | 1,2 | 100,0 | 61,5 | 61,5 | 6,2 |
4–6 | 1,2 | 90,0 | 40,0 | 40,0 | 6,0 | |
7–10 | 1,0 | 71,4 | 28,6 | 28,6 | 6,1 | |
Männer | 11–14 | 1,0 | 55,6 | 26,7 | 26,7 | 6,0 |
15–18 | 0,9 | 45,5 | 18,2 | 18,2 | 6,1 | |
19–24 | 0,8 | 40,3 | 16,7 | 16,7 | 4,9 | |
25–50 | 0,8 | 36,7 | 10,1 | 10,1 | 4,4 | |
51+ | 0,8 | 29,9 | 10,4 | 10,4 | 4,5 | |
Frauen | 11–14 | 1,0 | 47,8 | 26,1 | 26,1 | 6,1 |
15–18 | 0,8 | 40,0 | 21,8 | 21,8 | 5,5 | |
19–24 | 0,8 | 37,9 | 20,7 | 20,7 | 4,8 | |
25–50 | 0,8 | 34,9 | 12,7 | 12,7 | 4,4 | |
51+ | 0,8 | 29,2 | 12,3 | 12,3 | 4,3 | |
Schwangere | — | 0,9 | 4,6 | 18,5 | 18,5 | 4,9 |
Stillende | 1. Jahr | 1,0 | 7,9 | 19,0 | 19,0 | 5,4 |
* Diese Werte, als durchschnittliche tägliche Zufuhr über die Zeit ausgedrückt, stehen für individuelle Abweichungen bei den meisten gesunden Menschen, die in den Vereinigten Staaten unter den üblichen Umweltbelastungen leben. Adapted from U.S. Department of Agriculture and U.S. Department of Health and Human Services. Dietary Guidelines for Americans, 2020-2025. 9th Edition. December 2020. Available at DietaryGuidelines.gov and Heymsfield SB, Shapses SA. Guidance on Energy and Macronutrients across the Life Span. N Engl J Med. 2024;390(14):1299-1310. doi:10.1056/NEJMra2214275. | ||||||
Wasser
Wasser gilt als Makronährstoff, weil es in Mengen von 1 ml/kcal (0,24 ml/kJ) verbrauchter Energie oder etwa 2500 ml/Tag benötigt wird. Bedarf variiert bei Fieber, körperlicher Aktivität und Veränderungen in Bezug auf Klima und Luftfeuchtigkeit. Die angemessene Gesamtwasseraufnahme beträgt 2,7 l für Frauen und 3,7 l für Männer (1).
Literatur zu Makronährstoffen
1. Heymsfield SB, Shapses SA. Guidance on Energy and Macronutrients across the Life Span. N Engl J Med. 2024;390(14):1299-1310. doi:10.1056/NEJMra2214275
2. Atkinson FS, Brand-Miller JC, Foster-Powell K, Buyken AE, Goletzke J. International tables of glycemic index and glycemic load values 2021: a systematic review. Am J Clin Nutr. 2021;114(5):1625-1632. doi:10.1093/ajcn/nqab233
3. Riccardi G, Rivellese AA, Giacco R. Role of glycemic index and glycemic load in the healthy state, in prediabetes, and in diabetes. Am J Clin Nutr. 2008;87(1):269S-274S. doi:10.1093/ajcn/87.1.269S
4. Bingham SA, Day NE, Luben R, et al; European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition. Dietary fibre in food and protection against colorectal cancer in the European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition (EPIC): an observational study. Lancet. 2003 May 3;361(9368):1496-501. doi: 10.1016/s0140-6736(03)13174-1. Erratum in: Lancet. 2003 Sep 20;362(9388):1000.
5. Singh P, Tuck C, Gibson PR, Chey WD. The Role of Food in the Treatment of Bowel Disorders: Focus on Irritable Bowel Syndrome and Functional Constipation. Am J Gastroenterol. 2022 Jun 1;117(6):947-957. doi: 10.14309/ajg.0000000000001767. Epub 2022 Apr 8. Erratum in: Am J Gastroenterol. 2024 Jul 1;119(7):1442-1444. doi: 10.14309/ajg.0000000000002297
6. Giacosa A, Rondanelli M. The right fiber for the right disease: an update on the psyllium seed husk and the metabolic syndrome. J Clin Gastroenterol. 2010;44 Suppl 1:S58-S60. doi:10.1097/MCG.0b013e3181e123e7
7. King DE, Mainous AG, Lambourne CA. Trends in dietary fiber intake in the United States, 199–2008. J Acad Nutr Dietetics. 112;5:P642-648. doi.org/10.1016/j.jand.2012.01.019
8. Dahl WJ, Stewart ML. Position of the Academy of Nutrition and Dietetics: Health implications of dietary fiber. J Acad Nutr Dietetics.115;11: P1861-1870. doi.org/10.1016/j.jand.2015.09.003
9. Bauer J, Biolo G, Cederholm T, et al. Evidence-based recommendations for optimal dietary protein intake in older people: a position paper from the PROT-AGE Study Group. J Am Med Dir Assoc. 14(8):542-559, 2013. doi:10.1016/j.jamda.2013.05.021
10. Baum JI, Kim IY, Wolfe RR. Protein consumption and the elderly: What is the optimal level of intake? Nutrients. 8(6):359, 2016. doi:10.3390/nu8060359
11. Campbell B, Kreider RB, Ziegenfuss T, et al. International Society of Sports Nutrition position stand: protein and exercise. J Int Soc Sports Nutr. 4:8, 2007. doi:10.1186/1550-2783-4-8
12. U.S. Food and Drug Administration. Trans Fat. Accessed July 22, 2025.
13. Ascherio A, Willett WC. Health effects of trans fatty acids. Am J Clin Nutr. 1997;66(4 Suppl):1006S-1010S. doi:10.1093/ajcn/66.4.1006S
14. Lichtenstein AH, Appel LJ, Vadiveloo M, et al. 2021 Dietary Guidance to Improve Cardiovascular Health: A Scientific Statement From the American Heart Association. Circulation. 2021;144(23):e472-e487. doi:10.1161/CIR.0000000000001031
15. Michos ED, McEvoy JW, Blumenthal RS. Lipid Management for the Prevention of Atherosclerotic Cardiovascular Disease. N Engl J Med. 2019;381(16):1557-1567. doi:10.1056/NEJMra1806939
16. Institute of Medicine (IOM). Dietary fats: Total fat and fatty acids. In Dietary Reference Intakes for Energy, Carbohydrate, Fiber, Fat, Fatty Acids, Cholesterol, Protein, and Amino Acids; National Academics Press: Washington, DC, USA, 2005 DOI 10.17226/10490
Mikronährstoffe
Vitamine und Mineralstoffe, die dem Körper in winzigen Mengen zugeführt werden müssen (Spurenelemente), sind Mikronährstoffe.
Wasserlösliche Vitamine sind Vitamin C (Ascorbinsäure) und acht Vertreter des Vitamin-B-Komplexes: Biotin, Folsäure, Niacin, Pantothensäure, Riboflavin (Vitamin B2), Thiamin (Vitamin B1), Vitamin B6 (Pyridoxin) und Vitamin B12 (Cobalamin).
Fettlösliche Vitamine sind Vitamin A (Retinol), Vitamin D (Cholecalciferol und Ergocalciferol), Vitamin E (Alpha-Tocopherol) und Vitamin K (Phyllochinon und Menachinon).
Nur die Vitamine A, E und B12 werden in nennenswertem Umfang im Körper gespeichert, die anderen Vitamine müssen regelmäßig zugeführt werden, um die Gewebegesundheit aufrechtzuerhalten.
Essenzielle Spurenelemente umfassen Chrom, Kupfer, Jod, Eisen, Mangan, Molybdän, Selen und Zink. Mit Ausnahme von Chrom bilden sämtliche dieser Mineralstoffe Bausteine von Enzymen oder Hormonen, die für den Stoffwechsel benötigt werden. Mit Ausnahme von Eisen- und Zinkmangel sind Mikromineralienmängel in Ländern mit geringer Ernährungsunsicherheit selten anzutreffen.
Für weitere Mineralstoffe wie Aluminium, Arsen, Bor, Kobalt, Fluorid, Nickel, Silicon und Vanadium existiert bisher kein Nachweis, dass sie für den Menschen als essenziell gelten könnten. Fluorid wirkt, obwohl es nicht essenziell ist, vorbeugend gegen Zahnkaries, indem es sich mit Kalzium zu Kalziumfluorid (CaF2) verbindet und damit die mineralisierte Zahnmatrix stabilisiert.
Sämtliche Spurenmineralstoffe wirken in großen Mengen toxisch, einige wie Arsen, Nickel und Chrom verursachen Krebserkrankungen.
Weitere Nahrungsbestandteile
Die menschliche Nahrung enthält etwa 100.000 chemische Substanzen (z. B. enthält Kaffee davon 1000). Von diesen Stoffen lassen sich nur 300 als Nährstoffe bezeichnen, von denen wiederum nur wenige essenziell sind. Zahlreiche Substanzen in der Nahrung nützen dem Menschen, obwohl sie nicht zu den Nährstoffen zählen. Beispielsweise verbessern Zusätze wie Konservierungsstoffe, Emulgatoren, Antioxidanzien oder Stabilisatoren die Herstellung und Haltbarkeit von Lebensmitteln. In Spuren enthaltene Bestandteile wie Gewürze, Aromen, Geruchsmittel, Farbstoffe, phytochemische Zusätze und weitere natürliche Zutaten machen Lebensmittel ansprechender und schmackhafter.
Verarbeitete Lebensmittel, Bio-Lebensmittel und biotechnologisch oder genetisch veränderte Lebensmittel
Verarbeitete Lebensmittel
Das US-Landwirtschaftsministerium (USDA) definiert ein verarbeitetes Lebensmittel als jeden landwirtschaftlichen Rohstoff, der gewaschen, gereinigt, gemahlen, geschnitten, gehackt, erhitzt, pasteurisiert, blanchiert, gekocht, konserviert, gefroren, getrocknet, dehydriert, gemischt, verpackt oder einem anderen Verfahren unterzogen wurde, das den natürlichen Zustand des Lebensmittels verändert. Nach dieser Definition sind praktisch alle Lebensmittel bis zu einem gewissen Grad verarbeitet. Bei der modernen Lebensmittelverarbeitung, werden den Lebensmitteln jedoch Nährstoffe entzogen. So werden beispielsweise durch das Mahlen Kleie und Keim und damit Ballaststoffe, Eisen und viele B-Vitamine aus dem Getreide entfernt. Bei der Verarbeitung werden häufig auch Zusatzstoffe wie Konservierungsmittel (z. B. Benzoate, Sorbate, Nitrite, Sulfite und Zitronensäure), künstliche Farbstoffe, Aromen und Süßstoffe, Stabilisatoren, Emulgatoren, synthetische Vitamine und Mineralien sowie andere Zusatzstoffe wie Salz, Mononatriumglutamat (MSG), Zucker, Fette und raffinierte Öle hinzugefügt. Einige Lebensmittelzusatzstoffe können sich vor allem auf Kinder negativ auswirken.
Ultrahochverarbeitete Lebensmittel (z. B. Süßigkeiten, salzige Snacks, mit Zucker gesüßte Getränke, rekonstituiertes Fleisch und Fisch, Fertiggerichte und Fast Food) sind immer häufiger anzutreffen und machen in vielen Ländern fast die Hälfte des Lebensmittelangebots aus. Sie bestehen aus billigen Zutaten (einschließlich ungesunder Fette, raffinierter Körner und Stärken sowie Zucker- und Salzzusatz), die oft mit Lebensmittelzusatzstoffen (einschließlich künstlicher Farb-, Aroma- und Konservierungsstoffe) kombiniert werden, um sie preiswert und besonders schmackhaft zu machen und die Haltbarkeit zu verlängern. Die meisten enthalten wenig bis gar keine Vollwertkost. Diese Lebensmittel fördern übermäßiges Essen und Gewichtszunahme und liefern einen relativen Mangel an wertvollen Nährstoffen, wodurch das Risiko einer Insulin-Resistenz und möglicherweise anderer Erkrankungen (z. B. koronare Herzkrankheit, Depression, Reizdarmsyndrom, Krebs und sogar eines frühen Todes) steigt.
Bio-Lebensmittel
Um als USDA-zertifiziert zu gelten, müssen Bio-Lebensmittel nach bundesstaatlichen Richtlinien angebaut und verarbeitet werden, die viele Faktoren wie Bodenqualität, Tierhaltung, Schädlings- und Unkrautbekämpfung sowie die Verwendung von Zusatzstoffen berücksichtigen. Damit beispielsweise Fleisch als ökologisch gekennzeichnet werden kann, müssen die Tiere unter Bedingungen aufgezogen werden, die ihren natürlichen Verhaltensweisen entsprechen (z. B. die Möglichkeit, auf einer Weide zu grasen), sie müssen zu 100% mit ökologischem Futter gefüttert werden und dürfen keine Antibiotika oder Hormone erhalten. Um mit dem USDA-Bio-Siegel gekennzeichnet zu werden, muss ein Produkt zu 95% aus biologischen Zutaten bestehen.
Obwohl die Sicherheit und das Ausmaß der gesundheitlichen Vorteile, die biologischen Lebensmitteln zugeschrieben werden, nicht bekannt sind, trägt der Verzicht auf Antibiotika zur Vermeidung von Antibiotikaresistenzen bei. Synthetische Pestizide können auch die Risiken für Autismus (1), Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätsstörung (ADHS) (2) und beeinträchtigte kognitive Fähigkeiten bei Kindern erhöhen. Eine Strategie zur Eindämmung der gestiegenen Kosten für Bio-Lebensmittel ist die Berücksichtigung der jährlichen Listen der Environmental Working Group (EWG) über den Pestizidgehalt, in denen das schmutzige Dutzend (Produkte, die mit mehr Pestiziden belastet sind als andere Feldfrüchte) und die sauberen Fünfzehn (Produkte mit den geringsten Mengen an Pestizidrückständen) aufgeführt sind.
Biotechnisch oder gentechnisch veränderte Lebensmittel
Biotechnologisch hergestellte oder genetisch veränderte Lebensmittel sind Lebensmittel, die genetisch veränderte Organismen (GVO) enthalten. Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation (WHO) enthalten diese Lebensmittel DNA, die mit Hilfe von Labortechniken verändert wurde und weder durch konventionelle Züchtung erzeugt werden kann noch in der Natur vorkommt. Gentechnisch veränderte Lebensmittel sind in der Lebensmittelversorgung der Vereinigten Staaten seit Anfang der 1990er Jahre vorhanden, und ihre Sicherheit für Mensch und Tier wird von der US Food and Drug Administration (FDA), der Environmental Protection Agency (EPA) und dem USDA überwacht.
Ab Januar 2022 müssen Lebensmittel mit einem Hinweis darauf versehen werden, ob es sich um ein biotechnologisch hergestelltes Lebensmittel handelt. Diese Lebensmittel sind oft gewöhnliche Zutaten und können schwer zu identifizieren sein.
Obwohl der Verzehr von gentechnisch veränderten Lebensmitteln kein Risiko für die menschliche Gesundheit darstellt, haben Gruppen, die sich für die Lebensmittelsicherheit einsetzen, Bedenken geäußert, z. B. in Bezug auf die Entwicklung von Allergien (wenn die übertragene DNA aus einem allergenen Lebensmittel stammt) und Antibiotikaresistenzen, die sich aus dem Verzehr von herbizidresistenten Pflanzen ergeben, die theoretisch veränderte antibiotikaresistente Gene auf den menschlichen Verdauungstrakt übertragen könnten. Die WHO hat erklärt, dass das Risiko einer solchen Antibiotikaresistenz sehr gering, aber nicht unbedeutend ist.
Referenzen für Mikronährstoffe
1. von Ehrenstein OS, Ling C, Cui X, et al. Prenatal and infant exposure to ambient pesticides and autism spectrum disorder in children: population based case-control study. BMJ. 2019; 364 doi: https://doi.org/10.1136/bmj.l962
2. Tessari L, Angriman M, Díaz-Román A, Zhang J, Conca A, Cortese S. Association Between Exposure to Pesticides and ADHD or Autism Spectrum Disorder: A Systematic Review of the Literature. J Atten Disord. 2022;26(1):48-71. doi:10.1177/1087054720940402
Weitere Informationen
Im Folgenden finden Sie eine englischsprachige Quelle, die nützlich sein könnte. Bitte beachten Sie, dass das MSD-Manual nicht für den Inhalt dieser Quelle verantwortlich ist.
U.S. Department of Health and Human Services and US Department of Agriculture. Dietary Guidelines for Americans, 2020-2025
