Grundumsatz

Einen Teil seines Energiebedarfs benötigt der Körper für die pure Existenz, damit Herz, Hirn und alle anderen Organe arbeiten können. Der Grundumsatz ist diejenige Energiemenge, die der Körper pro Tag bei völliger Ruhe, bei Indifferenztemperatur (28 °C) und nüchtern zur Aufrechterhaltung seiner Funktion benötigt. Er ist bei gesunden Menschen von Faktoren wie Geschlecht, Alter, Gewicht, Körpergröße und Muskelmasse abhängig. Männer benötigen etwa 1 kcal pro Kilogramm Körpergewicht und Stunde für den Grundumsatz, bei Frauen genügen 10% weniger.

Grundumsatz (Mann) = Gewicht [kg] • 24

Grundumsatz (Frau) = Gewicht [kg] • 24 • 0,9

Genauer ist die Berechnung des Grundumsatz nach Harris-Benedict: Ergebnis in kcal, Gewicht in kg, Größe in cm, Alter in Jahren.

Grundumsatz (Mann) = (13.8 • Gewicht) + (5 • Größe) – (6.8 • Alter) + 66.5

Grundumsatz (Frau) = (9.6 • Gewicht) + (1.8 • Größe) – (4.7 • Alter) + 655

Leistungsumsatz

Als Arbeitsumsatz oder Leistungsumsatz wird diejenige Energiemenge definiert, die der Organismus pro Tag über den Grundumsatz hinaus verbraucht. Wesentliche Faktoren für den Leistungsumsatz ist die Muskelarbeit und die Umgebungstemperatur. Bei Schwerstarbeit kann der Leistungsumsatz das zweifache des Grundumsatzes betragen.

PAL-Faktor:

Die Ernährungswissenschaft hat für verschiedene Berufsgruppen und Tagesaktivitäten einen PAL-Faktor (physical activity level-factor) definiert, dies erleichtert die Berechnung des täglichen Energiebedarfes:

• Schlafen: 1
• Bürotätigkeit: 1,4
• Stehende oder gehende Tätigkeit: 1,8
• Körperlich anstrengende Tätigkeit: 2,0 bis 2,4

Zunächst wird der durchschnittliche PAL-Faktor über den Tag ermittelt. Der durchschnittliche PAL-Faktor wird mit dem Grundumsatz multipliziert, um den täglichen Energiebedarf zu erhalten.

Beispielrechnung:

Mann, 80 kg, Beruf Krankenpfleger (8h), 8h Freizeit (Lesen), 2h Gartenarbeit, 6 h Schlafen:

Grundumsatz: 80 x 24 = 1920 kcal

Durchschnitts-PAL-Faktor:
Schlafen: 6 x 1 = 6
Arbeiten: 8 x 1,8 = 14,4
Freizeit: 8 x 1,4 = 11,2
Gartenarbeit: 2 x 2 = 4
Summe PAL-Faktoren 35,6 dividiert durch 24 h = 1,48

Energieumsatz: Grundumsatz (1920 kcal) x PAL-Faktor (1,48) = 2842 kcal

Vitamine

Vitamine sind organische Verbindungen, die vom Organismus für lebenswichtige Funktionen benötigt werden, die jedoch vom Stoffwechsel nicht synthetisiert werden können. Vitamine müssen mit der Nahrung aufgenommen werden. Die Aufnahme von fettlöslichen Vitaminen setzt eine intakte Fettverdauung voraus. Bei abwechslungsreicher Kost kann in unseren Breiten nur unter besonderen Situationen ein Vitaminmangel entstehen: erhöhte Bedarf (während Schwangerschaft und Stillzeit, in der Kindheit und Jugend), aufgrund einer mangelnden Zufuhr (Mangel- und Fehlernährung), durch Verdauungsstörungen infolge anderer Grunderkrankungen, veganer Diät u.v.m.

Spurenelemente

Spurenelemente sind chemische Stoffe, die in Kleinstmengen von weniger als 50 mg pro Kilogramm Körpergewicht vom Menschen für lebenswichtige Stoffwechsel-Funktionen benötigt werden. Für folgende Spurenelemente wurde die lebenswichtige Funktion nachgewiesen: Chrom, Eisen, Fluor, Iod, Kobalt, Kupfer, Mangan, Molybdän, Selen, Vanadium, Zink. Das Fehlen von essentiellen Spurenelementen ruft schwere Krankheiten hervor, bekanntes Beispiel ist die Blutarmut bei Eisenmangel. Es gibt jedoch aber auch seltene schwere Erkrankungen, bei der die Ausscheidung von Spurenelementen wie Eisen oder Kupfer gestört ist

Ballaststoffe (engl. fibers) sind Polysaccharide, welche vom menschlichen Organismus nicht verdaut werden können. Typische Beispiele für Ballaststoffe sind Zellulose und Pektine.
Ballaststoffe sind ein wichtiger Bestandteil der gesunden Nahrung, da sie für das anhaltende Sättigungsgefühl mitverantwortlich sind. Weiterhin sorgen Ballaststoffe für eine geregelte Verdauung und schnelle Stuhlpassage.

Lipide (umgangssprachlich Fette) sind eine Sammelbezeichnung für Naturstoffe, die sich in ihrer chemischen Struktur teilweise erheblich unterscheiden, aber aufgrund ihrer geringen Polarität in Wasser unlöslich und in unpolaren Lösungsmitteln hingegen gut löslich sind. Lipide haben einen sehr hohen Energiegehalt von ungefähr 9 kcal/g. Die normale Kost in unserer Region enthält i.d.R. zuviel Lipide und zuviel gesättigte Fettsäuren. Folgende chemische Gruppen der Lipide sind aus Gesichtspunkten der Ernährung interessant:

Fettsäuren:

Gruppenbezeichnung für organische Säuren mit verschieden langen und strukturierten Kohlenwasserstoffketten. Die Fettsäuren werden in gesättigte (ohne Doppelbindungen) und ungesättigte Fettsäuren chemisch unterteilt. Manche ungesättigten Fettsäuren können vom menschlichen Körper nicht selbst hergestellt werden, sie sind essentiell (lebensnotwendig). Bekannte Beispiele der essentiellen Fettsäuren sind: Omega-3-Fettsäuren wie alpha-Linolensäure, Eicosapentaensäure und Docosahexaensäure.

Triglyceride:

Ein Triglycerid ist eine organische chemische Verbindung aus einem Molekül Glycerol und drei organischen Säuremolekülen. Natürliche Triglyceride (Fette) enthalten 3 langkettige Fettsäuren. Sind Triglyceride bei Zimmertemperatur flüssig, so spricht man von Ölen.

Eiweiße sind Makromoleküle, sie bestehen aus einer langen Kette von Aminosäuren, welche über Peptidbindungen miteinander verbunden sind. Proteine gehören zu den Grundbausteinen aller tierischen und pflanzlichen Zellen. Sie verleihen der Zelle nicht nur Struktur, sondern sind die molekularen Maschinen, die Stoffe transportieren und Signalstoffe erkennen.
Wichtige Beispiele für Proteine sind: Muskel, Enzyme, Rezeptoren, Haare, Ionenkanäle, Hämoglobin, Antikörper, Hormone u.v.m. Die genetische Information in der DNA kodiert für den Aufbau von Proteinen.

Der Mensch benötigt für den Aufbau der lebenswichtigen Proteine die Aminosäuren, welche die einzelnen Bausteine der langen Proteinketten sind. Menschliche Proteine bestehen aus 20 verschiedenen Aminosäuren. Die meisten Aminosäuren kann der menschliche Organismus aus Stoffwechselprodukten selbst synthetisieren. Aminosäuren, die der Mensch nicht selbstständig herstellen kann, heißen essentielle Aminosäuren und müssen mit der Nahrung aufgenommen werden. Für Menschen sind Valin, Methionin, Leucin, Isoleucin, Phenylalanin, Tryptophan, Threonin und Lysin immer essentielle Aminosäuren. Bei besonderen Krankheiten, bei Verletzungen oder im Wachstum sind weitere Aminosäuren Mangelware (pseudoessentiell).

Eiweiße haben einen Energiegehalt von etwa 4 kcal/g. Die normale Kost in unserer Region enthält i.d.R. zuviele tierische Proteine, ein Mangel an essentiellen Aminosäuren ist nicht zu befürchten. Da pflanzliche Zellen Proteine und somit Aminosäuren enthalten, ist bei abwechslungsreicher fleischloser Kost auch kein Mangel an essentiellen Aminosäuren zu befürchten (ADA, 2003).

Kohlenhydrate stellen hinsichtlich des Gewichts und Energiegehalt den Hauptbestand der Nahrung und lassen sich wie folgend einteilen:

• Monosaccharide: Einfachzucker wie Glukose oder Fruktose.
• Oligosaccharide: Mehrfachzucker, welche aus Ketten von Monosacchariden bestehen. Am bekanntesten sind die Disaccharide (Zweifachzucker) wie Kristallzucker, Milchzucker oder Malzzucker.
• Polysaccharide: Vielfachzucker, welche aus langen verzweigten oder unverzweigten Ketten von Monosacchariden bestehen. Am bekanntesten sind Stärke (Energiespeicher der Pflanzen), Zellulose (Baustoff der Pflanzen) und Chitin (Baustoff von Pilzen und des Insektenpanzers).

Kohlenhydrate haben einen Energiegehalt von etwa 4 kcal/g. Die normale Kost in unserer Region enthält i.d.R. zuviele einfache Zucker (Mono- und Disaccharide).

Der Blick zurück in die Vergangenheit nach der natürlichen menschlichen Ernährung kann wenig Anhaltspunkte für eine ideale Ernährung bieten. Seit etwa 10 000 Jahren hat der Mensch durch seine geistige Entwicklung es geschafft, seinen Ernährungsplan aktiv zu gestalten. Davor lebte der Mensch von der Hand in den Mund. Die Kiefer und die Anatomie des Gastrointestinaltraktes der Hominiden sind sowohl für pflanzliche als auch tierische Kost geeignet. Funde der Werkzeuge belegen seit mindestens 500.000 Jahren menschliche Jagdaktivitäten und damit einen Fleischanteil in der Ernährung. Die Menge der tierischen Kost ist umstritten, war aber sicherlich unstetig.

Die Vorteile des Menschen liegen gerade in der möglichen Variabilität seiner Ernährung. So konnte sich Homo Sapiens an jedes ökologisches System der Erde anpassen. Heute gibt es usprüngliche menschliche Gesellschaften mit vorwiegender fleischlicher Ernährung wie die Evenki in Sibirien oder die Inuit in Grönland. Auch der Neandertaler ernährte sich überwiegend fleischlich. Auf der anderen Seite leben z.B. die Völker auf den Anden in erster Linie von pflanzlichen Nahrungsmitteln.