Wie Nahrung zu Energie wird

Was passiert eigentlich in unserem Körper mit dem, was wir essen und trinken? Und was ist bei Menschen mit Diabetes anders? Dr. Nicolin Datz beschreibt die Zusammenhänge.

Nährstoffe: ein kurzer Überblick

Die mit der Nahrung aufgenommenen Nährstoffe unterscheiden sich sehr in ihrer Funktion und Wirkung sowie in ihrem Nutzen für den menschlichen Körper. Im Magen-Darm-Trakt des Menschen werden die Nährstoffe aufgenommen und anschließend über das Blut- und Lymphsystem zu den Organen transportiert, wo sie ihre Wirkungen entfalten.

Zu den aus der Nahrung gefilterten Nährstoffen zählen die drei sogenannten Grundnährstoffe: Kohlenhydrate, Fett und Eiweiß. Weiterhin gibt es Vitamine, Mineralstoffe, Spurenelemente und Wasser. Hier nun ein kurzer Überblick.

Kohlenhydrate

Sie liefern insbesondere Energie und sollten 50 Prozent des täglichen Kalorienbedarfs ausmachen. Kohlenhydrate werden nach der Anzahl der Zuckermoleküle eingeteilt in Monosaccharide (= Einfachzucker: z. B. Traubenzucker = Glukose, Fruchtzucker = Fruktose), Disaccharide (= Zweifachzucker: z. B. Malzzucker = Maltose, Milchzucker = Laktose, Haushaltszucker = Saccharose) und Polysaccharide (= Mehrfachzucker: z. B. Stärke). Glukose und Fruktose werden bereits in der Mundschleimhaut angedaut und dann im Dünndarm aufgenommen, während Laktose, Maltose und Saccharose
zunächst in den Darmzotten durch Enzyme gespalten werden müssen, um aufgenommen zu werden. Stärke ist der wichtigste Kohlenhydratträger der Nahrung und wird im Dünndarm gespalten.

Fett

Fette dienen ebenfalls als Energielieferanten. Es gibt pflanzliche und tierische Fette.

Gesättigte Fettsäuren tierischer Herkunft (Vollmilch, Käse, Butter, Fleisch, Schmalz, Talg) sowie trans-ungesättigte Fettsäuren (in Konditoreiwaren wie Kuchen, Keksen, Schokolade) sollten in möglichst geringer Menge verzehrt werden. Mehrfach ungesättigte Fettsäuren pflanzlichen Ursprungs (Getreide, Sonnenblumen, Färberdisteln, Sojabohnen, Körner, Öle) hingegen reduzieren das Risiko für Gefäß- und Herzerkrankungen und werden daher bevorzugt empfohlen, insbesondere Omega-3-Fettsäuren. Auch einfach ungesättigte Fettsäuren mit Cis-Konfiguration (Oliven, Sesam, Raps- und Nussöl) wirken sich günstig auf den Lipidspiegel aus.

Eiweiß

Eiweiß (auch Protein genannt) versorgt den Körper mit lebenswichtigen Aminosäuren, die zum Aufbau körpereigener Strukturen, z. B. Muskeln und Enzyme, notwendig sind.

Es gibt sowohl tierische als auch pflanzliche Proteine. Proteine tierischer Herkunft (in Fleisch, Fisch, Milch, Milchprodukten, Eiern) haben, verglichen mit Proteinen pflanzlicher Herkunft, einen höheren Gehalt an lebensnotwendigen sogenannten essentiellen Aminosäuren. Dagegen sind in pflanzlichen Nahrungsmitteln mit hohem Eiweißgehalt (Bohnen, Linsen und andere Hülsenfrüchte) weniger gesättigte Fette, dafür mehr Kohlenhydrate und Ballaststoffe enthalten. Für die optimale Versorgung empfiehlt sich daher eine Mischung aus tierischem und pflanzlichem Eiweiß.

Mineralstoffe

Mineralstoffe sind lebensnotwendige Bestandteile der Nahrung. In diese Gruppe gehören z. B. Natrium, Kalium, Kalzium, Phosphat, Magnesium, Chlorid und Sulfat. Die Zufuhr von Salz in Form von Natriumchlorid liegt häufig über der empfohlenen Menge, da viele Fertigprodukte diese enthalten. Ein Mangel an Kalium kann z. B. zu Herzrhythmusstörungen und ein Mangel an Kalzium zu verminderter Knochendichte führen.

Vitamine

Vitamine sind lebensnotwendige, mit der Nahrung aufzunehmende Nährstoffe. Der Körper kann sie nicht selbst produzieren. Vitamine sind vor allem in frischem Obst und Gemüse, aber auch in Milch und Brot zu finden. Es kann bei unzureichender Vitaminzufuhr zu Vitaminmangelkrankheiten kommen, wie Rachitis, Nachtblindheit und Skorbut.

Spurenelemente

Spurenelemente sind ebenfalls lebenswichtige Bestandteile der Nahrung. Zu ihnen zählen z. B. Eisen, Kupfer, Mangan, Jod, Kobalt, Zink und Selen. Wenn man sich zu einseitig ernährt, kann es auch hier zu Mangelerscheinungen kommen. Ein Mangel an Eisen führt z. B. zu Blutarmut, ein Mangel an Jod zu Schilddrüsenfunktionsstörungen. Andere Spurenelemente sind wichtig für die Wirkung von Enzymen im Körper, die viele Körperfunktionen steuern.

Ballaststoffe

Ballaststoffe sind nicht verdauliche Nahrungsbestandteile wie Pflanzenfasern (in Gemüse, Obst, Hülsenfrüchten, Getreide etc.). Sie verzögern die Passage des Nahrungsbreies durch den Magen-Darm-Trakt und vermindern dabei die Resorption von Kohlenhydraten im Dünndarm.

Wasser

Wasser ist wichtig, um die Temperatur zu regulieren, und dient als Transportmittel.

Wichtig: ausgewogenes Verhältnis aller Nährstoffe

Für ein normales Wachstum und eine altersgemäße Entwicklung von Kindern und Jugendlichen ist ein ausgewogenes Verhältnis aller Nährstoffe notwendig. Sowohl ein Überschuss als auch ein Mangel bestimmter Nährstoffe kann ungünstige Effekte auf die körperliche Entwicklung und Leistungsfähigkeit haben.

Der tägliche Bedarf der hier genannten Nährstoffe richtet sich nach Alter, Geschlecht und Größe des Kindes bzw. des Jugendlichen. Das Forschungsinstitut für Kinderernährung gibt Empfehlungen zu Lebensmittelverzehrmengen, die unter dem Begriff der Optimierten Mischkost zu finden sind.

Die Verteilung der Grundnährstoffe auf die tägliche Gesamtenergiezufuhr sollte danach bei Kindern und Jugendlichen etwa so aussehen:

• Kohlenhydrate: 50 Prozent der Gesamtenergiezufuhr
• Fett: 30 – 35Prozent der Gesamtenergiezufuhr
• Eiweiß: 10 – 15 Prozent der Gesamtenergiezufuhr

Beachtet werden sollte, dass die Grundnährstoffe unterschiedliche Mengen Energie liefern: ein Gramm Fett entspricht etwa 9 kcal, ein Gramm Eiweiß 4 kcal und ein Gramm Kohlenhydrate auch 4 kcal.

Nächste Seite: Wie Energie aus Nahrung entsteht, wie Glukose im Blut verarbeitet wird und was bei Insulinmangel passiert.

Wie entsteht Energie aus Nahrung?

Am Beispiel eines Käsebrotes soll der Verdauungsvorgang erklärt werden: Das Brot enthält hauptsächlich Kohlenhydrate, insbesondere in Form von Stärke. Der Käse besteht aus Fett, Eiweiß und Wasser. Die Stärke gehört in die Gruppe der Polysaccharide (= Mehrfachzucker), sie besteht also aus mehreren zusammenhängenden Glukosebausteinen.

Nach der Passage durch die Speiseröhre und den Magen wird die Stärke im Dünndarm durch Enzyme im Verdauungssaft in die Glukosemoleküle aufgespalten. Über die Zotten der Darmwand gelangt sie schließlich ins Blut: So wird aus Stärke Blutglukose (bzw. Blutzucker), die dem Körper dann zur Verfügung steht, um Energie zu gewinnen.

Zucker werden im Dünndarm aufgespalten

Die Mehrfach- und Zweifachzucker werden im Dünndarm so aufgespalten, dass sie als Einfachzucker über die Darmwand aufgenommen werden können. Während die Glukose direkt im Blut wirken kann, müssen die Einfachzucker Fruktose und Galaktose erst noch in der Leber zu Glukose umgewandelt werden.

Die Aufspaltung des aus dem Käse stammenden Eiweißes in kleinere Eiweiße beginnt im Magen durch die dort vorhandenen Enzyme. Die endgültige Aufspaltung in Aminosäuren findet im Dünndarm statt. Das Fett aus dem Käse wird ebenfalls im Dünndarm verdaut. Mit Hilfe von Gallensäuren und Enzymen aus der Bauchspeicheldrüse wird es aufgespalten und gelangt über die Darmwand in den Körper.

Was passiert, wenn die Glukose im Blut ist?

Ist die Glukose ins Blut aufgenommen, steigt der Blutzucker bei Stoffwechselgesunden nur gering an, da zeitgleich die adäquate Menge an Insulin ausgeschüttet wird. Mit Hilfe des Insulins gelangt die Glukose dorthin wo sie benötigt wird: in die Zellen der Muskeln, des Fettgewebes und vieler anderer Organe. Mit Sauerstoff zusammen wird daraus anschließend Energie erzeugt.

Bis auf einige Ausnahmen können die Zellen Glukose nicht ohne Insulin aufnehmen. Diese Ausnahmen sind die Zellen des Gehirns, der Nerven, des Herzens sowie die der Augenlinse und die roten Blutkörperchen.

Glykogen als Kurzzeitspeicher

Überschüssige Glukose wird in Form von Glykogen als Kurzzeitspeicher in der Leber und den Muskeln oder in Form von Fett als Langzeitspeicher im Fettgewebe gespeichert. Benötigt der Körper zusätzlich Energie, z. B. beim Sport, so kann schnell Glykogen zu Glukose umgewandelt und an das Blut abgegeben werden. Bei Hungerzuständen greift der Körper auf das Fettgewebe zurück, es kommt zur Gewichtsabnahme.

Die Leber kann nicht nur aus Glykogen Glukose herstellen und sie an das Blut abgeben, sondern auch aus Aminosäuren. Dieser Vorgang findet insbesondere nachts statt. So verhindert die Leber, dass der Blutzuckerspiegel zu tief absinkt.

Das Insulin wiederum kontrolliert, wie viel Glukose die Leber produziert und an das Blut abgibt, damit es nicht zu Überzuckerungen kommt.

Was passiert bei Insulinmangel, also bei Menschen mit Diabetes?

Bei Insulinmangel kann nicht mehr genügend Glukose in die Muskel- und Fettgewebszellen gelangen. Die Glukose bleibt also im Blut, der Blutzucker steigt an, und den Zellen fehlt es an Energie. Außerdem produziert die Leber ungehemmt weiter Glukose, was dazu führt, dass der Blutzucker weiter ansteigt. Trotz dieses Überangebotes an Glukose im Blut fehlt es den Zellen also an Energie.

In dieser Situation fängt der Körper an, auf die Energiespeicher Glykogen und Fett zurückzugreifen. Da die Glykogenspeicher rasch leer sind, müssen die Fettspeicher abgebaut werden. Die dabei entstehenden Ketonkörper sind jedoch schädlich für den Körper, da sie zu einer Übersäuerung des Organismus führen können. Es besteht die Gefahr, dass eine Ketoazidose entsteht.

von Dr. med. Nicolin Datz, Hannover
Oberärztin Pädiatrie III, Zentrum für Kinder- und Jugendmedizin, Krankenhaus „Auf der Bult“

Kontakt:
Janusz-Korczak-Allee 12, 30173 Hannover, E-Mail: datz@hka.de

Erschienen in: Diabetes-Eltern-Journal, 2014; 7 (2) Seite 22-24