Makro- und Mikronährstoffe: Energie und Gesundheit

Makronährstoffe: Energie für den Körper

In der Ernährung sind Makronährstoffe jene Nährstoffe, die den Großteil der Energie für den Stoffwechsel des Körpers liefern. Die wichtigsten sind Kohlenhydrate, Proteine und Fette. Andere sind Alkohol und organische Säuren. Sie unterscheiden sich von Mikronährstoffen wie Vitaminen und Mineralstoffen, da diese in geringen Mengen benötigt werden, um die Gesundheit zu erhalten, nicht aber primär für Energie.

Was sind Nährstoffe?

Das Leben wird durch Lebensmittel und die darin enthaltenen Stoffe, von denen das Leben abhängt, ermöglicht – das sind die Nährstoffe. Diese liefern Energie und Bausteine für die vielen Substanzen, die für Wachstum und Überleben lebender Organismen unerlässlich sind. Ein Nährstoff ist eine Substanz, die für den Stoffwechsel des Körpers verwendet wird und aus dessen Umgebung aufgenommen wird. Heterotrophe Organismen (nicht autotrophe) nehmen Nährstoffe über die Nahrung auf, die sie essen. Die Methoden der Nahrungsaufnahme sind variabel: Tiere haben ein internes Verdauungssystem, während Pflanzen Nährstoffe von außen verdauen und dann aufnehmen. Die Wirkungen von Nährstoffen sind dosisabhängig.

Klassifizierung von Nährstoffen

Organische Nährstoffe umfassen Kohlenhydrate, Fette, Proteine und Vitamine. Anorganische Chemikalien wie Mineralstoffe, Wasser und Sauerstoff können ebenfalls Nährstoffe sein. Ein Nährstoff ist für einen Organismus essenziell, wenn dieser ihn nicht in ausreichenden Mengen selbst synthetisieren kann und er daher aus einer externen Quelle bezogen werden muss. Nährstoffe, die in großen Mengen benötigt werden, werden als Makronährstoffe bezeichnet, und die in kleineren Mengen benötigten als Mikronährstoffe.

Arten menschlicher Makronährstoffe

Makronährstoffe werden auf verschiedene Weisen definiert:

• Die chemischen Elemente, die Menschen in großen Mengen konsumieren, wie Kohlenstoff, Wasserstoff, Stickstoff, Sauerstoff, Phosphor und Schwefel.
• Die Klassen chemischer Verbindungen, die Menschen in großen Mengen konsumieren und die Energie liefern, wie Kohlenhydrate, Proteine und Fette oder Lipide.
• Kalzium, Salz (Natriumchlorid), Magnesium und Kalium (zusammen mit Phosphor und Schwefel) werden manchmal in die Liste der Makronährstoffe aufgenommen, da sie Mineralstoffe sind und im Vergleich zu Vitaminen in relativ großen Mengen benötigt werden; einige werden manchmal auch als Makro-Mineralstoffe bezeichnet.

Detaillierte Beschreibung der Makronährstoffe

Makronährstoffe sind Nährstoffe, die vom menschlichen Körper in großen Mengen benötigt werden und die notwendige Energie für verschiedene Stoffwechselreaktionen sowie für den Aufbau, die Reparatur und die allgemeine Aufrechterhaltung der Körperfunktionen liefern. Dazu gehören:

Kohlenhydrate

Kohlenhydrate sind organische Verbindungen aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff. Sie reichen von einfachen Zuckern mit 3-7 Kohlenstoffatomen bis zu sehr komplexen Polymeren. Sie werden nach der Anzahl der Zuckereinheiten klassifiziert: Monosaccharide (wie Glucose und Fructose), Disaccharide (z. B. Saccharose und Lactose), Oligo- und Polysaccharide (wie Stärke, Glykogen und Zellulose).

Die Hauptquelle für Kohlenhydrate in der Nahrung sind Lebensmittel pflanzlichen Ursprungs, mit Ausnahme von Laktose (Milchzucker). Dazu gehören Getreide, Obst, Gemüse und Zucker.

Proteine

Proteine sind organische Verbindungen, die zu gleichen Teilen aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff bestehen, aber auch ca. 16 % Stickstoff sowie gelegentlich Schwefel und andere Elemente wie Phosphor, Eisen und Kobalt enthalten.

Nahrungsproteine werden im Gewebe für die Proteinsynthese (anabole Prozesse) verwendet, um Körpergewebe aufzubauen und zu erhalten. Die wichtigsten Proteinquellen sind tierische Lebensmittel und einige pflanzliche Lebensmittel wie Hülsenfrüchte.

Lipide (Fette)

Lipide bestehen aus einem Glycerinmolekül, an das drei Fettsäuren gebunden sind. Sie sind eine heterogene Gruppe von Verbindungen, zu der Fette und Öle gehören. Aus chemischer Sicht sind Fettsäuren gerade Kohlenwasserstoffketten mit einer Carboxylgruppe an einem Ende und einer Methylgruppe am anderen Ende.

Die wichtigsten Nahrungsquellen sind tierische Fette und pflanzliche Öle.

Mikronährstoffe: Wichtig in kleinen Mengen

Mikronährstoffe sind Stoffe, die für Stoffwechselprozesse notwendig sind und vom Körper in kleinen Dosen benötigt werden. Bei Tieren gehören dazu Vitamine und Mineralstoffe; letztere werden weiter unterteilt in Mengenelemente (Mineralien) und Spurenelemente. Spurenelemente sind in noch kleineren Dosen notwendig.

Mikronährstoffe bei Pflanzen

Bei Pflanzen sind alle Mineralstoffe essenziell. Ihre Untersuchung wurde durch die Hydrokultur (Hors-sol Kultur) erleichtert, eine Methode zum Anbau von Pflanzen ohne Freilandboden, der die Ergebnisse beeinflussen könnte. Dabei wurde entdeckt, dass einige Elemente in so geringen Mengen benötigt werden, dass sie in Düngemitteln als Verunreinigungen enthalten sein können. In einigen Fällen, wie bei Natrium, kann eine Pflanze den Bedarf bereits durch Berühren eines Blattes decken. Der Schweiß der Finger enthält genug Salz, um wie ein Blattdünger zu wirken.

Speicherung und Verfügbarkeit von Mikronährstoffen

Mikronährstoffe müssen nicht immer täglich bereitgestellt werden. Vitamine A, D oder B12 können in der Leber gespeichert werden und den Bedarf für Zeiträume von über einem Jahr decken. Tatsächlich erhalten Kinder in armen Ländern manchmal eine Jahresdosis Vitamin A in Form einer Pille, die den gesamten Bedarf für diesen Zeitraum abdeckt.

Bei einigen Mikronährstoffen in Pflanzen genügt eine einmalige Aufnahme im Leben. Der notwendige Inhalt ist bereits im Samen vorhanden. Andernfalls müssten mehrere Generationen angebaut werden, um diesen Mineralstoff bei Mangel zu produzieren.

Wichtige Mikronährstoffe

Einige der wichtigsten Mikronährstoffe sind Jod, Eisen und Vitamin A. Sie sind unerlässlich für das körperliche Wachstum und die Widerstandsfähigkeit gegenüber Infektionen.

Eisen, Vitamin A und Jod kommen natürlich in der Nahrung vor. In vielen Ländern, wie z. B. Kolumbien, werden Grundnahrungsmittel wie Speisesalz mit Jod angereichert.

Weitere Mikronährstoffe

Weitere Mikronährstoffe sind Zink, Folsäure, Kalzium sowie andere Vitamine und Mineralstoffe.