Ernährung des Menschen

Dr. Erhard Henkes,  Stand: 25.11.2007


0. Einleitung

Die Deutschen sind zu dick. Neben erzwungener sportlicher Aktivität und FdH sollte man vor allem die bekannten Prozesse und Zusammenhänge unserer Ernährung begreiflich machen, um das Bewusstsein und das Wissen zu verändern.

Die Ernährung ist eine wirklich lebenswichtige Funktion. Um die Themen Essen, Trinken, Zunehmen, Abnehmen, Fasten, Bewegung und Sport kreisen viele Ideen und Fragen, vor allem auch im Internet. Wissenschaftlich verstanden ist vieles noch nicht, sonst wäre das gezielte "Abnehmen" kein Problem. "Fit statt Fett" hilft nicht wirklich weiter. Solche Sprüche belasten nur unsinnig, denn jeder möchte einen idealen Körper haben.

Der römisch Dichter Juvenal wird gerne mit dem Halbsatz "Mens sana in corpore sano" zitiert. Gemeint hat er etwas anderes, nämlich das, was er wirklich gesagt hat: "Orandum est, ut sit mens sana in corpore sano." (deutsch: Beten  sollte man darum, dass in einem gesunden Körper ein gesunder Geist sei.)

Die Abgrenzung, was gesund oder krank ist, ist übrigens eine Angelegenheit der Definition. Medizinische Erkenntnisse ändern sich, und Grenzwerte wandern mit der Zeit. Das hängt damit zusammen, dass Wirkungszusammenhänge nicht vollständig verstanden werden. Ist ja auch nicht verwunderlich, denn das genetische Programm, Alterungsvorgänge und die Psyche sind bisher nur in Ansätzen - also nicht wirklich - verstanden. Was man allerdings weiß, ist die Tatsache, dass Bewegung gut für Psyche und Körper ist, übrigens auch das Singen (Immunglobuline A nehmen zu, Stresshormon Cortisol wird gesenkt)! Wer einmal bei Karaoke teilgenommen hat oder in einem Gesangverein gesungen hat, weiß, wie entspannt und befreit man sich hinterher fühlt. Bewegung und Singen machen also offenbar stark! Unsere Vorfahren "wussten" dies bereits, als sie singend und lachend in Gottes freier Natur wanderten. Man bewegt oder singt den Stress einfach aus dem Körper. Stressberater arbeiten mit Teams heute ähnlich. Die Leute lachen miteinander und bewegen sich. Die Psyche ist also ein entscheidender Punkt! In den letzten Jahren ist die Anzahl der Menschen mit dauerhafter körperlicher und psychischer Erschöpfung stark angestiegen.

Fitness, was ist das überhaupt? Körperliches und/oder geistiges Wohlbefinden? Neben dem Begriff Fitness rückt in letzter Zeit auch der Begriff Wellness immer stärker in Diskussionen und Wunschlisten auf. Also wo beginnen? Beim eigenen Körpergefühl! Diesen Begriff findet man übrigens bei Wikipedia nicht als Überschrift, weil ihn offenbar niemand erklären kann. Aber es ist ganz einfach das, was der Mensch fühlt, wenn er bewusst oder unbewusst an seinen Körper "denkt" oder auf ihn "mit dem inneren Ohr hört".

Ich denke, ein weiterer interessanter Weg zum Verstehen der komplexen Regelungsmechanismen der Ernährung ist die wissenschaftliche Betrachtung der Zusammenhänge.

1. Flüssigkeit, Sonnenlicht, Luft und essentielle Stoffe

Warum und womit ernährt sich der Mensch überhaupt? Hier muss man schauen, was passiert, wenn die Ernährung oder Teile davon fehlen.

Sauerstoff:
Für die Umsetzung der Nahrung wird Sauerstoff benötigt. Wir atmen Sauerstoff (O2) über die Lunge ein und das Verbrennungsprodukt Kohlendioxid (CO2) über diese wieder aus. Ohne Sauerstoff stirbt man rasch. Transport und Speicherung von Sauerstoff im Körper erfolgt über das Hämoglobin der roten Blutkörperchen. Atmung ist also der wichtigste Teil unser Ernährung. Der Körper verwendet Sauerstoff auch als Oxidationsmittel in der Atmungskette, deren Produkt Wasser (aus Sauerstoff und Wasserstoff) und der Energieträger ATP ist, der aus ADP und Phosphat gebildet wird. Ein Mensch produziert jährlich durch Atmung ca. 0,35 t CO2 (täglich ca. 1 kg). Das Molekulargewicht von CO2 beträgt 44 g/mol, davon sind 12 g/mol Kohlenstoff, d.h. wir verlieren nur durch Atmung täglich ca. 270 g Kohlenstoff, den wir durch organische Nahrung zuführen müssen.

Wasser:
"Täglich 35 ml Flüssigkeit pro Kilo Körpergewicht soll man zu sich nehmen, mindestens aber 1,5 Liter." Solche Regeln findet man bei Recherchen. Verliert man 0,5 - 3% des Wassers im Körper, so verspürt man Durst. Bei 10% Verlust hat man bereits ein Trockenheitsgefühl im Mund. Sprachstörungen sowie ein unsicherer Gang setzen ein. Wie es bei weiterem Wasserverlust weiter geht, hängt zeitlich stark von der Umgebungstemperatur ab. Es existieren Berichte über Touristen, die in der Wüste innerhalb eines einzigen heißen Tages verdursteten, aber auch über Schiffbrüchige, die bei kühleren Temperaturen zehn Tage ohne Süßwasser überlebten. Als Durchschnitt kann man davon ausgehen, dass innerhalb von drei bis vier Tagen der Tod durch Dehydratation eintritt.

Wieviel Wasser ist denn nun im Körper enthalten? "Der Wassergehalt im Körper reicht von fünf Prozent in den Zähnen bis 93,3 Prozent in Blut und Lymphe. Im Schnitt liegt der Wassergehalt bei 67,85 Prozent." (Quelle: Daten_des_menschlichen_Körpers)

Wir rechnen nach: Bei 80 kg Körpergewicht wären dies: 80 kg * 68% = ca. 55 Liter Wasser. 10% davon sind 5,5 Liter Wasser. Verliert diese Person täglich ca. 2 Liter Wasser, so hat man diese Grenze nach spätestens 3 Tagen überschritten. Der Körper verfügt über Regelmechanismen, die den Wasserhaushalt im einstelligen Prozentbereich eingepegelt halten. Wasser ist also wirklich unser Lebenselexier. Daher sollten wir möglichst viel trinken. Drei Liter Wasserzufuhr täglich sind ideal.

Vitamine und Licht:
Essentielle Vitamine sind keine chemisch verwandte Stoffgruppe. Es sind völlig verschiedene organische Stoffe, die der Körper als "Lebenselexier" benötigt. Man unterscheidet physikalisch wasser- (B1 - B12, C) und fettlösliche ( A, (D), E, K1, K2) Vitamine. "Vitamin D3" zählt man heute zu den Prohormonen, denn das eigentliche "Vitamin" ist das UV-B-Licht. Die Vitamine selbst oder deren chemische Vorstufen (Provitamine, z.B. β-Carotin), die unser Körper nicht selbst produzieren kann, muss unser Körper durch Nahrung aufnehmen. Hier findet man eine Übersicht. Am bekanntesten dürfte wohl das Vitamin C sein.

Bei Unterversogung mit Vitaminen kommt es zu Mangelerscheinungen, d.h. Krankheiten des Körpers, bis hin zum Tod.

Die Bedarfe sind sehr verschieden:

A:   1     mg
D:   0,005 mg
E:  15     mg
K:   2     mg

B1:  1,8   mg
B2:  2     mg
B3: 20     mg
B5: 10     mg
B6:  2     mg
B7:  0,25  mg
B9:  0,4   mg
B12: 0,003 mg
C: 100     mg

Die größte Menge benötigt man an Vitamin C.

Bei Mangel an Vitamin B1 kommt es zu Beri-Beri. Ein Mangel an Vitamin C führt zu Skorbut. Vitamin-A-Mangel führt zu Nachtblindheit und trockener Haut. Vitamin-K-Mangel erhöht die Blutungsneigung (fehlende Gerinnungsfaktoren).

Wasserlösliche Vitamine werden über die Niere ausgeschieden, so dass es hier nicht zu Überdosierungen kommt.
Fettlösliche Vitamine (A, D, E, K) können in der Leber gespeichert werden. Es kann somit zu Überdosierungen kommen.

Mineralstoffe:
Mengenelemente: Natrium, Kalium, Calcium, Magnesium, Chlorid, Phosphat und Schwefel.
Spurenelemente: Eisen, Jod und Selen. Insgesamt gibt es über 20 Spurenelemente.


2. Energie

Die Maßeinheit für Energie ist Joule. Im Nahrungsbereich spricht man gerne von der "Kalorie", die in Wirklichkeit physikalisch eine Kilokalorie ist.
Der Faktor zu der aktuell gebräuchlichen SI-Einheit Joule beträgt: 1 kcal = 4,186 kJ.

Bei Menschen unterscheidet man zwischen Grundumsatz (z.B. Schlafphase), Leistungsumsatz (durchschnittliche Tätigkeit, z.B. Liegen/Sitzen, Gehen/Stehen, körperliche Arbeit, ...) und Sportumsatz (zusätzliche sportliche Aktivitäten). 

Ein Mensch mit 70 kg Gewicht hat in etwa folgenden Grundumsatz:

Mann: 7100 kJ/24 h = 80 W
Frau: 6300 kJ/24 h = 70 W

70–80% dieser Energie werden als Wärme abgegeben. Die Heizleistung eines Menschen im Ruhezustand entspricht somit der Leistung einer 60 W-Glühbirne
Täglich schwitzt man eins bis zwei Liter Wasser, was wiederum einer Kühlleistung von etwa 30 W entspricht.

Will man den GU genau berechnen, so verwendet man folgende Formel, die 1918 von J. A. Harris und F. G. Benedict entwickelt wurde:

Männer:
Grundumsatz [kcal/24 h] = 66,47 + (13,7 × Körpergewicht [kg]) + (5 × Körpergröße [cm]) − (6,8 × Alter [Jahre])
Frauen:
Grundumsatz [kcal/24 h] = 655,1 + (9,6 × Körpergewicht [kg]) + (1,8 × Körpergröße [cm]) − (4,7 × Alter [Jahre])

Betrachten wir beispielhaft einen 51-jährigen Mann mit 86 kg Gewicht und 1,75 m Körpergröße, so ergibt sich folgender GU:

GU = 66,47 + 13,7 * 86 + 5 * 175 - 6,8 * 51 = 66,47 + 1178,2 + 875 - 346,8 = 1772,87 kcal/d
GU = 1772,87 kcal/d * 4,186 kJ/kcal = 7421,23 kJ/d

Der tatsächliche Energiebedarf eines Menschen ist die Summe aus Grundumsatz, Leistungsumsatz und Sportumsatz. Hierfür gibt es Schätzfaktoren zur Multiplikation des GU. Dieser beträgt ca. 1,2 im Liegen oder Sitzen, 1,3 bis 1,6 bei Büroarbeit und 2 bis über 6 bei starker körperlicher Arbeit.

Da starke körperliche Arbeit auch den Muskelaufbau fördert, wird hierdurch der GU erhöht. Einer unserer Probleme ist also heute die "zu leichte" Büroarbeit, zusätzlich verbunden mit Unter- oder Überforderung, also psychischem Stress. Das ist ungesund und macht viele sogar krank.

Schauen wir uns doch mal an, was der 51-jährige Mann zusätzlich an Sportumsatz anstreben muss, um mit dem GU eines 18-jährigen mithalten zu können.

GU = 66,47 + 13,7 * 86 + 5 * 175 - 6,8 * 18 = 66,47 + 1178,2 + 875 - 122,4 = 1997,27 kcal/d = 8360,57 kJ/d (18 Jahre alt)
Differenz GU = 8360,57 kJ - 7421,23 kJ = 939,34 kJ

Das bedeutet, um mit seinem fiktiven 18-jährigen Ebenbild gleich ziehen zu können, muss der 51-jährige Mann ca.1000 kJ täglich abtrainieren. Was muss man täglich leisten, um diese 1000 kJ durch Sport zu verlieren?

Hier finden Sie einen interessanten Rechner:



Man muss also in diesem Alter täglich ca. 19 Minuten auf einem Hometrainer angestrengt radeln, um diese zusätzlichen 1000 kJ "sportlich abzuarbeiten". Ganz entscheidend ist auch die Form der Aktivität bezüglich des Leistungsumsatzes. Hier liegt ein großer Unterschied zwischen Sitzen (Faktor 1,2) und körperlicher Arbeit (Faktor 2). Durch Veränderung der Arbeitssituation kann man einiges erreichen, denn man macht es den ganzen Tag! Also lieber stehen als sitzen. Im Büro mit modernen Möbeln, Computern und Telefonen kein Problem. Fangen Sie morgen damit an. Warten Sie nicht, bis ein Rückenschaden Sie dazu zwingt.

Wenn unser 51-jähriger Mann wirklich täglich seine 19 Minuten konsequent radelt oder andere entsprechende Aktivitäten unternimmt, dann verbraucht er ca. 11000 kJ täglich.

Mit seinen 86 kg liegt er allerdings nach heutigen Einschätzugnen mittels BMI zu hoch. Sein maximaler BMI von 27 ist bei 82,5 kg erreicht. Also muss er zusätzlich abnehmen. Wenn er täglich 60 min. Fahrrad fährt, kann er dieses Zielgewicht in ca. einem Monat erreichen. Bei einem idealeren BMI von max. 26 müsste er allerdings weiter trainieren, um bis zu einem Gewicht von 79 kg abzunehmen. Entscheidend hierfür sind zusätzliche Risikofaktoren wie Bluthochdruck, erhöhte Cholesterinwerte oder Diabetes.

Zumindest kann man durch bewusste Aktionen und Ernährungsumstellungen eine weitere Gewichtszunahme verhindern. Abnehmen bedeutet geistige Führung des Körpers. Man muss zu sich selbst nein sagen können. Umgewöhnung zeigt leider keine schnellen Erfolge. Hier liegt das Problem. Daher ist die Bewusstseinsänderung entscheidend. Hier hilft manchen Menschen ein klares Verständnis der Zusammenhänge weiter.

Will man wirklich abnehmen, muss man:
  1. weniger Kalorien zu sich nehmen als man verbraucht
  2. den Leistungsumsatz erhöhen, z.B. stehen/gehen anstelle sitzen
  3. die sportliche Belastung so gestalten, dass man ausreichend Energie verbraucht (mindestens 30 min. täglich)
  4. durch regelmäßiges Training den Grundumsatz des Körpers erhöhen.
Siehe auch hier über die Zusammenhänge zwischen Bewegung und Krebsrisko bzw. Herz-/Kreislauferkrankungen:
http://www.krebsgesellschaft.de/fitness_biologie_und_sport,1047.html

Die unterschiedlichen Nahrungsbestandteile verfügen über folgende Energiegehalte:
Kohlenhydrate 4,1 kcal/g,
Proteine (Eiweiß) 4,1 kcal/g,
Fett 9,2 kcal/g,
Alkohol 7,1 kcal/g.

Bei einer ausgewogenen Ernährung sollten bezüglich der Tageskalorienmenge stammen.

3. Aromastoffe

Mit Energiebilanzen alleine kann man vielleicht einen Pkw beschreiben, aber kein Lebewesen. Der menschlische Organismus hat viele Möglichkeiten, sich ändernden Umgebungen und Voraussetzungen anzupassen. Sicher kennen wir diese nicht vollkommen, sonst könnte man das "Idealgewicht" leichter einstellen. Der inzwischen berühmte Jo-Jo-Effekt  zeigt allzu deutlich, dass der menschliche Körper gegenüber temporärem Nahrungsentzug gut aufgestellt ist.

Allzu viel weiß man in der Wissenschaft noch nicht. Durst hängt vom Wassergehalt des Körpers ab, aber wie funktioniert Hunger genau? Man vermutet, dass sich im Zwischenhirn ein Hunger- und ein Sättigungszentrum befindet. Diesen Zentren werden Glucose- sowie Insulin-Werte und Fettmengen in den Fettzellen gemeldet. Die beiden Hormone Leptin und Ghrelin spielen ebenfalls eine Rolle. Die Ghrelin-Konzentration ist nach dem Essen abgesenkt und steigt später wieder langsam an. In Darm und Leber existieren offenbar Chemorezeptoren, die den Energiegehalt der Nahrung melden und bei zu niedrigen Werten "Hungeralarm" schlagen. Vielleicht soll man deshalb langsam essen, damit die Nahrung bereits in Darm und Leber "gemessen" wird und der Hunger rechtzeitig nachlässt. "Appetitzügler" erhöhen den Serotoningehalt und senken auf diese Weise den Hunger. Aber so leicht lässt sich der Körper nicht betrügen! Daneben gibt es noch den sogenannten Heißhunger, der besonders intensiv auftritt, das berühmte "Loch im Bauch". Man hat festgestellt, dass man mit Vollkornprodukten und eiweißhaltiger Nahrung den Insulinspiegel länger konstant halten kann als mit Weißbrot oder Einfachzuckern. Negative Emotionen wie z.B. Stress lösen psychische Hungerattacken aus.

Schlafmangel steigert ebenfalls den Gehalt an Ghrelin.

Gerät das Regelsystem, das bisher nirgends vollständig beschrieben ist, aus dem Gleichgewicht, dann entstehen wirklich krankhafte Zustände wie Adipositas, Bulimie oder Binge Eating (Disorder). Ess-Störungen sind in modernen Gesellschaften ein nicht zu unterschätzendes Phänomen, alleine von Binge Eating sind ca. 2% der Bevölkerung betroffen. "Orthorexia nervosa" ist der krankhafte Versuch, sich genau über den Vitamin-Gehalt, Nährwert usw. zu informieren und sich auf eine Weise gesund zu ernähren, indem man immer mehr als "ungesund" brandmarkt und ablehnt.

Bei all diesen Regelmechanismen übersieht man schnell eine wichtige Funktion, nämlich die des Riechens. Wenn man jemand beim Essen die Nase und die Augen zuhält, kann er kaum beurteilen, was er isst. Nahrung hat einen spezifischen Geruch, der dem Körper vor und bei der Nahrungsaufnahme bereits wichtige Informationen liefert. Die Nase kann ca. 200 Aromen, die Zunge lediglich fünf Richtungen (süss, sauer, salzig, bitter, umami) auseinander halten.

Dieser wichtige Input wird leider heutzutage durch künstlich hinzu gefügte "Aromastoffe" industriell verfälscht. Hinzu kommt eine Konditionierung. Die Fehlerziehung beginnt bereits beim "Flaschenkind", das auf Vanillin getrimmt wird.

Nimmt man all dieses Halbwissen zusammen, so sollte man natürliche Nahrung und Vollkornprodukte bevorzugen, an der Nahrung riechen, langsam essen, sich an frischer Luft bewegen und ausreichend schlafen, wenn man die "gesunden" Regelmechanismen des Körpers nutzen will.