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Nährstoffe

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Kategorie: Ernährung
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Nährstoffe

Als Nährstoffe bezeichnet man die im Stoffwechsel zum Aufbau und zur Erhaltung des Körpers und zur Energielieferung verwendbaren Nahrungsbestandteile. Dabei werden Kohlenhydrate, Fette, Eiweiße als Grundnährstoffe, Vitamine, Mineralstoffe und Wasser als akzessorische Nährstoffe bezeichnet (vgl. NÖCKER 1987, 13)

Kohlenhydrate

Kohlenhydrate sind die wichtigste Energiequelle des Menschen, da sie unter normalen Bedingungen etwa zwei Drittel der benötigten Energie liefern (KEUL/DOLL/KEPPLER 1969). Die aufgenommenen Kohlenhydrate werden dazu im Organismus entweder in den Energiestoffwechsel übergeführt oder in der Form von Glykogen gespeichert; Glykogen ist die Speicherform der Glucose. 55-60 % der täglichen Energiezufuhr sollten in Form von Kohlenhydraten bereitgestellt werden. Die Mindestmenge an Kohlenhydraten wird mit ca. 100 Gramm pro Tag angegeben, um die Folgen eines Kohlenhydratmangels in Stoffwechsel (wie Hypoglykämie, verminderte Glukosetoleranz und Störungen im Wasser- und Mineralstoffhaushalt) zu vermeiden. Ein hoher Kohlenhydratanteil an der täglichen Energiebereitstellung verschafft dem Sportler eine günstige Stoffwechselsituation infolge reichlicher Glykogenbevorratung und bedeutet eine gute Voraussetzung für eine schnelle Erholung nach Belastung. Denn Kohlenhydrate sind die für die Muskel-, Nerven- und Gehirnzellen am ökonomischsten verwertbare Energiequelle. Je intensiver die Belastung, je höher die Geschwindigkeit, mit der die energieliefernden Prozesse ablaufen müssen, und je stärker die maximale Sauerstoffaufnahmefähigkeit des Körpers gefordert wird, desto stärker tritt die Kohlenhydratverbrennung und damit die Kohlenhydrataufnahme in den Vordergrund

Fette

Fette und fettähnliche Substanzen werden als Lipide bezeichnet. Die eigentlichen Fette sind Triglyzeride, deren Moleküle aus Glyzerin und 3 Fettsäuren bestehen. Darüber hinaus wird zwischen gesättigten (langkettigen), ungesättigten (kurzkettigen) bzw. hochungesättigten (sehr kurzkettigen) Fettsäuren unterschieden. Der Organismus kann Glyzerin, gesättigte und ungesättigte Fettsäuren selbst bilden; hochungesättigte Fettsäuren dagegen müssen mit der Nahrung zugeführt werden, man spricht von essentiellen Fettsäuren. Die Nahrungsfette stellen einen wichtigen Faktor in der Energiebereitstellung dar. Auch bei extremen Dauerbelastungen kann die in Fettgewebe gespeicherte Energie nicht erschöpft werden. Das Fettgewebe macht bei normal ernährten Männern ca. 10 - 15 % und bei Frauen ca. 15 - 25 % des Körpergewichtes aus. Die Energiegewinnung aus Fettsäuren lässt sich gezielt trainieren. Ausdauertrainierte verbessern im besonderen Maße die Energiebereitstellung aus Fettsäuren, sodass gut trainierte Ausdauersportler Fette nicht nur als zweite, sondern möglicherweise unter bestimmten Bedingungen sogar als gleichwertige Energiequelle nutzen können. Ob mehr Fett oder Kohlenhydrate umgesetzt werden, ist eine Frage der Belastungsintensität und Dauer sowie der Ernährung.

Obwohl auch Kohlenhydrate zu Fetten umgewandelt werden können, sind geringe Mengen an Fett in der Nahrung unentbehrlich. Fette haben die wichtige Aufgabe, den Vitaminen A, D, E und K als Lösungsmittel zu dienen und so deren Resorption zu ermöglichen (fettlösliche Vitamine). Erwachsene benötigen täglich etwa 1 Gramm Fett pro kg Körpergewicht, wobei der Anteil an essentiellen Fettsäuren etwa acht bis zehn Gramm betragen sollte. Für den Sportler liegt die Bedeutung des Fettstoffwechsels darin, dass er ihnen hilft, die ökonomischen Kohlenhydratspeicher zu schonen. Die so gesparten Kohlenhydrate stehen dann bspw. für Belastungsspitzen bei Zwischen- und Endspurts zur Verfügung.

Eiweiße

Unter Eiweißen (Proteinen) sind hochmolekulare Verbindungen zu verstehen, die sich aus Aminosäuren zusammensetzen. Bekannt sind z.Z. 32 verschiedene Aminosäuren. Fehlende Aminosäuren können vom Organismus zum größten Teil durch umformen anderer Aminosäuren hergestellt werden. Jedoch gibt es acht bis zehn Aminosäuren die der Körper selbst nicht bilden kann, und die somit von außen, d.h. mit der Nahrung zugeführt werden müssen (vgl. NÖCKER 1987, 50). Man spricht von sogenannten essentiellen oder semiessentiellen Aminosäuren. Eiweiße dienen in erster Linien dazu Zellen- und Gewebesubstanz aufzubauen und zu erhalten. Sie werden aber auch zur Herstellung (Synthese) von Hormonen, Enzymen, Immunstoffen und Blut sowie anderen am Stoffwechsel beteiligten Substanzen benötigt. Ebenfalls spielen sie eine entscheidende Rolle als Strukturelement der Muskelfaser, der Knochensubstanz, Sehnen und der Haut. Unter gewissen Umständen kann das Eiweiß nicht nur als Baustoff, sondern auch als Energiespeicher herangezogen werden. Durch die ständig im Körper ablaufenden Um- und Abbauvorgänge geht täglich Eiweiß verloren, welches wieder ersetzt werden muss. So richtet sich der Eiweißbedarf nach dem Alter, nach der körperlichen Aktivität und noch der Wertigkeit des zugeführten Eiweißes. Das Eiweißminimum beträgt etwa 30 - 40 Gramm täglich, das Eiweißoptimum für den Nichtsportler etwa ein Gramm pro kg Körpergewicht, für den Kraftsportler bis zu drei Gramm pro kg Körpergewicht. Kinder, Jugendliche und alte Menschen benötigen ebenfalls größere Mengen (HOLTMEIER 1981, 70).

Wie schon erwähnt spielt nicht nur die zugeführte Menge an Eiweiß, sondern deren "Biologische Wertigkeit", eine nicht zu verachtende Rolle. Unter Biologischer Wertigkeit (BW) versteht man die Anzahl Gramm Eiweiß, die durch 100 Gramm reines Nahrungsprotein ersetzt werden kann (vgl. GEISS/HAMM 1992, 113). Als Bezugswert für die BW = 100, dient Vollei-Protein. Prinzipiell ist tierisches Eiweiß für den Menschen biologisch hochwertiger als pflanzliches Eiweiß. Äußerst wichtig ist jedoch die Erkenntnis, dass sich die Eiweißstoffe verschiedener Nahrungsmittel in ihrem Aminosäurespektrum gegenseitig ergänzen und aufwerten können, sodass durch geeignete Nahrungsmittelkombinationen eine viel höhere biologische Wertigkeit erzielt werden kann, als das durch tierisches Eiweiß alleine möglich wäre. Ein klassisches Beispiel für eine vorteilhafte Ergänzungswirkung ist die Kartoffel-Ei-Kombination, sie besitzt eine biologische Wertigkeit von 137, was die biologische Wertigkeit von Vollei bei weitem übertrifft. Auch Mischungen von Bohnen mit Mais, Milch und Weizen, Vollei und Weizen sowie von Vollei und Milch erscheinen sehr günstig auf den Organismus zu wirken. Diese Tatsache bildet die Grundlage für die Möglichkeit sich auch ohne Fleisch oder Wurst mit genügend biologisch hochwertigen Eiweiß versorgen zu können.


Tabelle 2: Biologische Wertigkeit verschiedener Eiweißarten für den Menschen (Nach KONOPKA 1994, 71)
tierisches Eiweißbiologische Wertigkeitpflanzliches Eiweißbiologische Wertigkeit
Vollei 100 Soja 84
Rindfleisch 92 - 96 Grünalgen 81
Fisch 94 Roggen 76
Thunfisch 92 Bohnen 70
Milch 88 Reis 70
Edamer Käse 85 Kartoffel 70
Schweizer Käse 84 Brot 70

Tabelle 3: die biologische Wertigkeit verschiedener Proteingemische
ProteingemischProzentangabenBiologische Wertigkeit
Bohnen + Mais 52% / 48% 101
Milch + Weizen 75% / 25% 105
Vollei + Weizen 68% / 32% 118
Vollei + Milch 71% / 29% 122
Vollei + Kartoffel 35% / 65% 137

Bei der Aufnahme von Eiweiß- und Eiweißkombinationen, sollte darauf geachtet werden, dass nicht all zu viele unerwünschte Begleitstoffe, wie Purine, Cholesterin und Fett, mit der Nahrung aufgenommen werden. So bilden Purine im Stoffwechsel als Endprodukte Harnsäure, welche in den Nieren, Gelenken und Sehnen abgelagert werden kann, und somit die Anfälligkeit für Verletzungen erhöht. Als Fazit für die Aufnahme von Eiweißen lässt sich folgendes sagen:
  • Tierisches Eiweiß ist für sich allein gesehen höherwertiger als pflanzliches Eiweiß
  • Günstige Eiweißkombinationen führen zu einer Aufwertung der in ihnen enthaltenen Eiweiß Bausteine
  • je höher die Eiweißaufnahme ausfällt, desto mehr sollte man Eiweißspender meiden, die unerwünschte Begleitsubstanzen (Purine, Cholesterin, Fett) liefern
Vitamine

Vitamine sind lebensnotwendige Verbindungen, die im Organismus nicht oder nur teilweise synthetisiert werden können. Sie müssen also, wie die essentiellen Aminosäuren mit der Nahrung zugeführt werden. Sie liefern selbst keine Energie, im Gegensatz zu den Kohlenhydraten und Fetten, sind sie aber als Biokatalysatoren in den Enzymen an der Steuerung und Regulation aller Stoffwechselvorgänge beteiligt (KONOPKA, 1994). Man kann zwei Arten von Vitaminen unterscheiden, nämlich die wasserlöslichen (B1, B2, B6, B12, Folsäure, Pantothensäure, Niacin, Biotin,C) und die fettlöslichen (A, D, E, K) Vitamine. Die verschiedenen Vitamine, insbesondere die B-Vitamine, sind als Coenzym im Kohlenstoffwechsel, im Eiweißstoffwechsel und als Antioxidants von großer Bedeutung. Nach folgende Tabelle liefert einen allgemeinen Überblick über die verschiedenen Wirkungen und Funktionen der Vitamine.

(Abb. 2)

Da die Vitamine für den normalen Ablauf aller Stoffwechselvorgänge notwendig sind, werden sie im Sport insgesamt vermehrt benötigt. Mangelerscheinungen wirken sich zuerst in einem Absinken der allgemeinen körperlichen Leistungsfähigkeit aus. Vitaminzufuhr kann diese Mangelerscheinungen beseitigen und dadurch die Leistungsfähigkeit und Leistungsbereitschaft wieder normalisieren.

Mineralstoffe und Spurenelemente

Mineralstoffe und Spurenelemente sind anorganische Verbindungen, die im Körper weder selbständig produziert, noch verbraucht werden, jedoch für Stoffwechselvorgänge und für die Energiegewinnung notwendig sind. Von Mineralstoffen spricht man, wenn der tägliche Bedarf über 100 Milligramm, von Spurenelementen, wenn er unter 100 Milligramm liegt. Sie sind beteiligt an der Reizbildung, Reizbeantwortung und an der Muskelkontraktion, sowie an der Pufferung gegen Säuren und Basen, sie aktivieren bestimmte Enzyme und befinden sich in harten und weichen Geweben, wie Knochen und Zähnen. Im Sport gehen Mineralstoffe und Spurenelemente, sowie andere Stoffe im Schweiß verloren und zwar 2,7 - 3 Gramm pro Liter, somit ist der Mineralstoff- und Spurenelementebedarf beim Sportler gegenüber dem Nichtsportler erhöht und muss entsprechend wieder aufgefüllt werden.

Im Folgenden werden die wichtigsten Mineralstoffe aufgeführt mit ihrer Bedeutung sowie ihren Bestand und der Verteilung im menschlichen Körper eines normalgewichtigen Erwachsenen (nach KONOPKA 1994)

Natrium (NA)
Bedeutung Osmotischer Druck, Enzymaktivierung
Körperbestand und Verteilung 100g; 60% in extrazellulärer Flüssigkeit
Vorkommen Kochsalz, gesalzene u. geräucherte Lebensmittel
Tägl. Bedarf in mg 2000 - 3000

Chlor (CL)
Bedeutung Osmotischer Druck, Magensalzsäurebildung
Körperbestand und Verteilung 80 - 100g; 90% in extrazellulärer Flüssigkeit
Vorkommen Kochsalz, gesalzene u. geräucherte Lebensmittel
Tägl. Bedarf in mg 3000 - 5 3000

Kalium (K)
Bedeutung Osmotischer Druck, Enzymaktivierung, bioelektrisches Verhalten der Zellen
Körperbestand und Verteilung 150g; 90% in intrazellulärer Flüssigkeit
Vorkommen Pflanzliche Nehrungsmittel
Tägl. Bedarf in mg 2000 - 3000

Phosphor
Bedeutung Knochenaufbau, Bestandteil von Zellstrukturen, energetische Phosphate, Membrantransport
Körperbestand und Verteilung 500 - 800g;860% im Skelett
Vorkommen Milch-, Fleisch- u. Fischprodukte, Eier, Getreideerzeugnisse
Tägl. Bedarf in mg 700 - 1200

Calcium (Ca)
Bedeutung Knochenaufbeu, neuromuskuläre Erregung, Muskelkontraktion, Blutgerinnung
Körperbestand und Verteilung 1000 - 1500g; 99% in Skelett und Zähnen; 1% in gelöster Form
Vorkommen Milch u. Milchprodukte, Gemüse, Obst, Getreide
Tägl. Bedarf in mg 700 - 1200

Magnesium (Mg)
Bedeutung Knochenaufbau, Enzymaktivierung
Körperbestand und Verteilung 20 - 30g; 50% im Skelett
Vorkommen Weizenkeime, Hülsenfrüchte, Geflügelfleisch, Fisch, Gemüse
Tägl. Bedarf in mg 220 - 300

Silizium (Si)
Bedeutung Knochenaufbau, Aufbau von Bindegewebe u. Knorpelsubstanz
Körperbestand und Verteilung 1,4g
Vorkommen Pflanzenfasern, Kleie u.a.
Tägl. Bedarf in mg 100
Flüssigkeiten

Der Körper des Menschen besteht zu 60 % aus Wasser, das in verschiedenen Flüssigkeitsräumen verteilt ist. Zwei Drittel befinden sich in den Zellen (intrazellulär), ein Drittel außerhalb der Zellen (extrazellulär). Die Verteilung des Wassers im Organismus wird durch osmotische Kräfte gesteuert, zu denen neben bestimmten Eiweißstoffen vor allem die Mineralstoffe und Spurenelemente gehören. So zählen zu den wasserreichsten Organen, das Gehirn, die Leber und die Muskulatur. (Abb. 3)

Wasser gehört mit dem Sauerstoff zu den lebensnotwendigsten Stoffen. Es dient der Wärmeregulation, ist Strukturbestandteil von Makromolekülen und transportiert Enzyme, Eiweiße und andere Stoffe. Nicht rechtzeitig aufgefüllte Flüssigkeitsverluste bergen relativ schnell die Gefahr einer Bluteindickung mit verschlechtertem Nährstoff- und Sauerstofftransport zu den Zellen. Überwärmung, Hitzestau bis hin zum Kollaps können die Folge sein. Beim Schwitzen verlieren wir aber nicht nur Wasser, sondern ebenfalls Elektrolyte (in Wasser gelöste Mineralstoffe oder Spurenelemente), diese sind entscheidend an der Regulation des Flüssigkeitshaushaltes und am ordnungsgemäßen Ablauf der Muskelfunktion beteiligt. Prinzipiell wird im Zustand einer guten sportlichen Form ein Wasserverlust mit geringerer Reaktion vertragen, als bei schlechter körperlicher Verfassung.

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