Humanernährung

DACH Empfehlung: <50mg/d

• Chrom (Cr)
• Eisen (Fe)
• Fluorid (F)
• Jod (J)
• Koblat (Co)
• Kupfer (Cu)
• Mangan (Mn)
• Molybdän (Mo)
• Nickel (Ni)
• Selen (Se)
• Zink (Zn)

DACH Empfehlung: keine - nur ganz kleine Mengen - meist als Verunreinigungnen in LM enthalten

• Aluminium
• Antimon
• Arsen
• Barium
• Blei
• Bor
• Brom
• Cadmium
• Caesium
• Germanium
• Lithium
• Quecksilber
• Rubidium
• Samarium
• Silicium
• Strontium
• Thalium
• Vanadium
• Wismut
• Wolfram

DACH Referenzwert: 6mg/d - UL: n.d.

• in Co-Enzym A (= Endprodukt aller 4 Hauptnährstoffe) enthalten 
• Phantothen griech. "von überall"

LM Quellen: Sonnenblumenkerne, Avocado, Fleisch, Joghurt, Kelloggs (USA)

DACH Referenzwert: 30-60 µg/d - UL: n.d.

Biochemie

• Co-Enzym in 4 versch. Carboxylasen
• beteiligt an Lipogenese & Glucogenese

Mangelerkrankungen

• dünne Haare, Verlust Haarfarbe
• schuppiger Ausschlag um Augen
• neurologische Störungen (Depression, Halluzinationen, Schläfrigkeit...)

LM Quellen: wenig Analysedaten (Hühnerleber, Erdnüsse, Lachs, Sonnenblumenkerne)

DACH Referenzwert: 12(m)/15(w) mg/d - UL: 35mg/d

Biochemie

• 2 biologisch wiirksame Substanzen: Nicotinsäure & Nicotin(säure)amid
• kann in menschl. Körper selber durch genügend Aufnahmen Tryptophan (=Aminosäure) gebildet werden
• 60mg Tryptophan = 1mg Niacin
• Bestandteil von: NAD Nicotinamid-Adenid-Dinucleotid und NADP Nicodinamid-Adenid-Dinucleotid-Phosphat
• ->in vielen Stoffwechselschritten gebraucht (z.B: Abbau Fettsäuren/Glucose/Cytratzyklus..) -> überall wo Energie gewonnen wird

Mangelerkrankungen -> 4Ds

• Dermatitiss
• Diarrhea
• Dementia
• Death
• + bei hohen Langzeitdosen -> Flush, Leberschäden, Glc-Aufnahmestörungen...

LM Quellen: Poulet, Thunfisch, Mandeln, Erdnussbutter, Kelloggs (USA)

DACH Referenzwerte: 1,4(m) / 1,6(w) mg/d - UL: 100mg/d

Biochemie

• gibt 6 Verbindungen
  • Pyridoxal (-phosphat)
  • Pyridoxine (-phosphat)
  • Pyridoxamine (-phosphat)
• in Aminosäuren-Stoffwechsel -> herstellung nicht-essenzieller AS aus Kohlenstoffgrundgerüst (=Transaminierung)
• Neurotransmittersynthese (Nervenweiterleitung)
• in KH-Stoffwechsel -> Abbau Glygocen zu Glc  -> als Pyridoxal-Phosphat PULP/PLP
• Häm-Synthese Herstellung Häm)
• Immunfunktion
• Reduktion/Abbau Homocystein-Spiegel
  • Abbau Homocystein zu Cystein
  • Rückumwandlung Homocystein zu Methionin
  • Mangel B6 -> erhöhung Homocystein-Spiegel + KHK-Risiko

LM Quellen: Vollkorn-Getreideprodukte (!), Haferflockenvollkornmehl (!) Pistazien, Pintobohnen, Bananen, Rindfleisch, Kelloggs (USA)

DACH Referenzwerte: 1,1(m) / 1,4(w) - UL: n.d.

Biochemie:

• "Ribo"- Ribose - "flavus" = gelb (gelbliche von Milch)
• Co-Enzym von FAD Flavin-Adenin-Dinucleotid und FMN Flavin-Mononucleotid (Pendant von NAD/NADP; Energiespeicher)
  • FAD -> Abbau Fettsäuren, Aminosäuren & Pyruvat zu Acetyl-CoA
  • FAD&FMN -> bei Elekronentransport in Atmungskette zu Produktion ATP

Mangelerkrankung

• Ariboflavinose (A=nicht vorhanden)
  • meist kombiniert mit Protein-Energie-Mangelernährung
  • Symptome: Zungenentzündung, Mundwinkelrhagaden, Anämie, Kopfschmerzen, Sehstörungen

LM Quellen: Rindsleber (!), Hefe (!), Milchprodukte, Käse (!), Joghurt, Vollkornprodukte, Kelloggs (USA)

DACH Referenzwerte: 1,0(m) / 1,2(w) mg/d - UL: n.d.

Biochemie

• "thios" = Schwefel (ist schwefelhaltiges Vit.)
• als Co-Enzym Thiamin-Phyrophosphat (TPP)
  • Decarboxylierungsreaktion (=Abspaltung CO2) z.B. Glc-Abbau von Pyruvat (3C) zu Acetyl-CoA (2C)
  • Dehydrogenese (=Abspaltung Wasserstoff) z.B. Citratzyklus
  • Bestandteil von Transketolase -> Produktion Pentosen, Heptosen, andere Zucker bei Pentosenphosphatweg

Mangelerkrankungen

• neurologische Krankheit Beriberi singalesisch "Ich kann nicht, ich kann nicht" ->in 19Jh. durch Haltbarmachung Reis (Vollkornreis poliert)
  • Symptome: Apathie, Appetitmangel, neurologische Störungen (Polyneuropathie, Atäxie, Parästhesie, Muskelzittern), Kardiomyopathie (Herzmuskelschwäche)
• Wernicke-Korsakoff-Syndrom (heute noch verbreitet)
  • Ursache: Alkoholabusus -> Schädigung Dünndarmschleimhaut -> kann Thiamin nicht mehr richitg aufnehmen
  • Symptome: Sehstörung, Ataxie, Zerstörung Gehirn (Gedächtnisstörung)

LM Quellen: Sonnenblumenkerne (!, da Pflanzen selber für Energiestoffwechsel benötigen), Schweinefleisch, Haferflocken, Erbsen

• Kohlenhydrate
• Lipide
• Proteine
• Wasser
• Alkohol

• Vitamine
• Vitaminoide (Vitamin ähnliche Substanzen )
• Mineralstoffe

DACH Referenzwert: 4.0 µg/d - UL: n.d.

Biochemie

• wichtigste Derivate:
  • -CH3 Methylcobalamin (=biologisch aktiv)
  • 5'-Desoxyadenosylcobalamin (=biologisch aktives Co-Enzym)
  • -OH Hydroxycobalamin (=Speicherform in Gewebe)
  • -CN Cyanocobalamin (=stabile synthetische Forrm)
• Funktion:
  • Methylcobalamin (im Zytoplasma) -> Co-Faktor bei Methylierung von Homocystein zu Methionin =>Einfluss auf DNA&RNA Synthese
  • 5'Desoxyadenosylcobalamin (in Mitochondrien) -> Co-Faktor Umwandlung Propionyl-CoA zu Succinyl-CoA bei Abbau von Fettsäuren =>Succinyl-CoA gelangt in Citratzyklus = Energiegewinnung

Mangelerkrankungen

• Makrozytäre (megaloblastäre) Anemie
• Perniziöse Anämie
• neurologische Störungen
• erhöhter Homocysteinspiegel -> Risiko KHK

LM Quellen: nicht in pflanzlichen LM (Ausnahme: fermentierte LM und einige Chlorella-Spezien), Innereien, Austern, Eier, Milch, angereicherte LM

DACH Referenzwerte: Folatäquivalent 300 µg/d - UL Folsäure 1000 µg/d - UL Folat keine Beschränkung

versch. Formen:

• Folat
  • Überbegriff von allen
  • versch. natürlich vorkommende Formen
  • labil -> geht irreversible oxidative Verbindungen ein (Nahrungszubereitung va. Hitze)
• Folsäure
  • synthetische Form
  • stabil -> vollständig hydriert (keien freien Elektronen)
  • ist ein Provitamin -> muss zuerst in biologisch aktive Form umgewandelt werden
• Tetrahydrofolat (THF)
  • aktive Folatform im menschlichen Körper
  • kann versch. C1-Reste binden/abgeben
•  

DACH Referenzwerte 45-55% der zugeführten Energie aus KH - und >/= 30g/d durch Nahrungsfasern (va. Vollkornprodukte)

• =Zucker, Stärke, einige Nahrungsfasern
• Summenformel: (CH2O)n -> besteht aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff
• sinnvoller Hauptenergielieferant (Zucker & Stärke)

LM Quellen:

• hoher Gehalt
  • Zucker, Konfiture, Süsswaren, Brot, Cerealien, Teigwaren, Kartoffeln
• mittlerer Gehalt (auch Proteine und/oder Fette enthalten)
  • Hülsenfrüchte, Milch/-produkte, Schokoladenwaren
• niedrig/kein Gehalt
  • Fleisch, Wurstwaren, Fisch, Eier, Öle, Butter, Margarine

Sammelbegriff für nach in länge der Kette aufgeteilte KH

• Monosaccharide (n=1)
• Disaccharide (n=2)
• Oligosaccharide (n=3-10)
• Polysaccharide (n= >10)

=Einfachzucker = einfache KH

n=1 -> (CH2O)6

Arten::

• Glucose = Traubenzucker
• Fructose = Fruchtzucker
• Galaktose = Schleimzucker
• Ribose = in RNA (Ribonucleinsäure)
• Desoxyribose = in DNA (Desoxyribonucleinsäure)
• Zuckeralkohole (Sorbitol, Mannitol, Xylitol)
• neuartige Zucker
  • D-Tagatose (40% des kcal Gehalt von Fructose (60% landen direkt in Dickdarm = blähend) - in kcal reduzierten Getränken))

• = einfache KH
• n=2 -> (CH2O)12

Arten:

• Saccharose (Haushaltszucker) -> Glucose + Fructose
• Maltose (Malzzucker) -> Glucose + Glucose
• Lactose (Milchzucker) -> Glucose + Galaktose
• neuartiger Zucker:
  • Isomaltulose (im Sportbereich benutzte Palatinose - langsamer vertoffwechselt als Saccharose) 
    -> Glucose + Fructose
  • Trehalose (in CH LM-Recht nicht mehr aufgeführt ->Risikoerhöhung Clostritium difficile-Infektion)
    -> Glucose + Glucose

Biochemie

• Entstehung: Monosaccharid + Monosaccharid ----Abspaltung H20---> Disaccharid (=Kondensationsreaktion -> 1 Kohlenstoffatom jedes Monosaccharids verbindet sich mit 1 Sauerstoffatom: C-O-C Bindung)

gibt 2 versch. Arten

• Alpha Bindung
• Beta Bindung -> können nicht einfach verdauen - fehlt uns bestimmtes Ezym (z.B. Lactase um Laktose zu verdauen)

• =komplexe KH aus Beta-Bindungen (=können von Verdauungsenzymen nicht einfach gespalten werden - unverdaut in Dickdarm - evtl. Blähungen....)
• n=3-10 

Arten

• Raffinose -> Tri(=3)saccharid aus Glucose + Galaktose + Fructose
• Stachyose -> Tetra(=4)saccharid aus Glucose + 2 Galaktose + Fructose
• Verbascose -> Penta(=5)saccharid aus Glucose + 3 Galaktose + Fructose

=komplexe KH

Arten:

• Stärke (hauptsächlich Alpha-Bindung)
   Amylose (lange Ketten) oder Amylopectin (Kette mit Verzweigung)
  =Speicher von Glucose in Pflanzen
• Glycogen (hauptsächlich Alpha-Bindung)
  =Speicher von Glucose in tierischen Lebewesen
• Nahrungsfasern (versch. Monomere - Beta-Bindungen)
  =starre Anordnung von Gllucose ->struktur-/formgebend in Blättern, Bäumen usw.

• verwertbare KH -> 4,1 kcal/g
  • lösliche Nahrungsfasern -> 1,5-2,5 kcal/g
  • unlösliche Nahrungsfasern -> 0 kcal/g
• Proteine -> 4.1 kcal/g
• Fett -> 9.3 kcal/g
• Ethanol (Alkohol) -> 7.1 kcal/g

= realtive Blutzucker steigernde Wirksamkeit eines KH haltigen LM im Verhältnis zu Referenz-KH-Träger

Referenz-KH-Träger = meistens Glucose -> 100

WICHTIG -> Referenz-KH-Träger muss bekannt sei!

Wert ist abhängig von 

• Art&Struktur des KH
• Art&Menge an Nahrungsfasern
• Art&Menge an weiteren LM in Mahlzeit

Klassifikation

• niedriger GI <55
• mittlerer GI 55-70
• hoher GI >70

Bsp. GI

• Glucose = 100
• Weissbrot = 73
• Apfel = 38

= Weiterentwicklung von GI -> muss negen Art des konsumierten KH auch Menge beachten, weil die Einfluss auf Blutzuckerspiegel hat -> mit GI werden z.T. LM schlecht bewertet, obwohl sie aufgrund niedrigem KH-Gehalt eigentlich flachen Anstieg Blutzuckerkurve bewirken

->in Praxis besser geeignet als GI

Menge an KH eines LM (x) multipliziert mit GI & dividiert durch 100

\(GL = {{x * GI} \over 100}\)

Klassifikation:

• tiefer GL <10
• mittlerer GL 10-20
• hoher GL >20

Facts

• =heterogene Gruppe von Substanzen
• wasserunlöslich (hydrophob, lipophil)
• Energie liefernde Nährstoffe (9.3 kcal/g)
• Energiespeicher (1kg Körperfett = 7000kcal)
• Wärmeisolation
• Mechanischer Schutz (z.B. Organe vor Stössen)

Arten:

• Triglyceride = häufigste Form (95%)
• Sterole = Cholesterol und Derivate
• Phospholipide
• Lipoproteine (Transportform für Lipide in Blut z.B LDL & HDL)

Biochemie Grundstruktur

• 1 Alkohol (Glycerol) -> dreiwertiger Alkohol (3 OH-Gruppen)
• 3 Fettsäuren (Triglycerid)
  ->Fettsäuren haben 2 Enden
  • links: Alpha-Ende = Carboxylgruppe = Säuregruppe -> -COOH
  • rechts: Omega-Ende = Methylgruppe = einfachste Alkylgruppe -> H3C oder -CH3

in Natur vorkommend -> mit 4 - 22 C-Atomen (va gerade Zahlen da in zweier Einheiten aufgebaut)

• kurzkettige FS
  • 2 -4 C-Atome
  • z.B. Buttersäure in Butter C4:0
• mittelkettige FS
  • 6-12 C-Atome
  • z.B. Laurinsäure in Kokosfett C12:0
• langkettige FS
  • 14-18 C-Atome
  • z.B. Stearinsäure in Palmkernfett C18:0
• sehr langkettige FS
  • 20-22 C-Atome
  • z.B. Arachinsäuren in Erdnussöl C20:0
  • essenzielle VLCPUFA 
    • Arachhhidonsäure ARA C20:4, Ω6
    • Eicosapentaensäure EPA C20:5, Ω3
    • Docosahexaensäure DHA C22:6, Ω3

optisch: langkettige, gesättigte FS können sich übereinander lager ->fest bei Raumtemp.

• gesättigte Fettsäuren SAFA (saturated fatty acids)
  • z.B. Stearinsäure C18:0 (18 C-Atome und 0 Doppelbindungen)
• einfach ungesättigte Fettsäuren MUFA (monounsaturated fatty acids)
  • z.B: Ölsäure C18:1 (18 C-Atome und 1 Doppelbindung)
• mehrfach ungesättigte Fettsäure PUFA (polyunsaturated fatty acids)
  • z.B. Linolsäure C18:2, Ω6 (18 C-Atome, 2 Doppelbindungen -> von Omega-Ende aus gezählt an 6.C-Atom erste Doppelbindung)
  • z.B. Alpha-Linolensäure C18:3, Ω3 (18 C-Atome, 3 Doppelbindungen -> von Omega-Ende aus gezählt an 3.C-Atom erste Doppelbindung)

= FS die der Körper nich selber synthetisieren kann

• Linoläure (LA) C18:2, Ω6
  • Omega 6 FS
  • Li - nol  = 2 Silben = 2 Doppelbindungen
  • Ausgangssubstanz für VLCPUFA
    -> Arachidonsäure ARA C20:4, Ω6
• Alpha Linolensäure (ALA) C18:3, Ω3
  • Omega 3 FS
  • Li - no - len = 3 Silben = 3 Doppelbindungen
  • Ausgangssubstanz für VLCPUFA
    • Eicosapentaensäure EPA C20:5,Ω3
    • Docosahexaensäure DHA C22:6,Ω3

LM Quellen:

• LA: Traubenkernöl, Distelöl
• ALA: Leinöl, Hanfsamenöl, Rapsöl
• EPA&DHA - fette Fische (Lachs, Herring, Thunfisch)

Doppeblindung kann 2 versch. Anordnungen haben:

• Cis-Form -> entsteht ein Knick wie ein C
  • prozentual überwiegend 
  • z.B. Ölsäure (va. Olivenöl)
     
• Trans-Form -> Wasserstoffatome stehen sich gegenüber wie ein S
  • aus PUFA bei Hydrierung von pflanzlichen Ölen z.B. Margarine
  • Hauptfettsäure: C18:1,Ω9, trans => Elaidinsäure
  • Zufuhrempfehlung in CH gesetzllich geregelt : max. 2g/100g LM
    ->erhöhen LDL-Cholesterin stärker als gesättigte FS
  • Vorkommen:
    • in Fetten von Wiederkäuern
    • gehärtete Fette
    • sind atherogener als gesättigte FS
    • gehärtete Frittierfette (wenn zu lange das gleiche benutzt)

=Lipid mit Mehrfachringstruktur (drei 6er und ein 5er Ring)

• Cholesterol
  • nicht essenziell -> ca. 900-1000mg können endogen in Leber gebildet werden
  • Körper bildet daraus:
    • Sexualhormone (Östrogen, Progesteron, Testosteron usw.)
    • Cortison (Stresshormon)
    • Vitamin D
    • Vorläufer von Gallensäure
  • Vorkommen: tierische LM -> Fleisch, Fisch, Eier, Milch
     
• Phytosterole = pflanzliche Sterole
  • Sitosterol, Sitostanol, Ergosterol (Form von Vit. D) und Beta-Sisterol (wird Margarine zugesetzt)
  • senkt Serum-Cholesterolspiegel

sind nicht essenziell

bestehen aus:

• Glycerol
• 2 Fettsäuren
• Phosphatresten
• weiterem Rest

Aufgaben:

• bilden Lipiddoppelmembran von Zellen -> hat fett- und wasserlösliche Substanz -> braucht Lecithin
  Aufbau Membran: Phosphat-Ende (Kopf) nach aussen - ist wasserliebend = hydrophil und Fettsäurenende nach innen - ist wasserhassend und lipophil
  Membran wichtig, da  Zellinnere schützt/abriegelt und reguliert, was in Zelle kommt und was raus geht
   
• Emulgator -> formen "Schale" um Fetttröpfchen damit nicht miteinander verklumpen
  hydrophobe Ende sind zu Fetttröpfchen gerichtet und hydrophile Köpfe zeigen nach aussen -> könne sich so mit Wasser mischen und weisen andere Fetttröpfchen ab (=verklumpen nicht)
  => wichtig für Verdauung von Fett und Transport durch Blut
  werden oft in LM-Herstellung benutzt z.B. bei Hestellung von Salatsaucen oder Muffins - ohne Emulgatoren wäre Textur ölig und körnig

Beispiel Lecithin = Phosphatylcholin

Emulgator z.B. in Eigelb

Sojalecithin - Milch, Wasser, Fett -> Lecithin bringt Fett- und Wassermoleküle zusammen und hält stabil

• Physiologisch akive Komponenten in LM
• gesundheitsfördernde Inhaltsstoffe
• besitzen KEINEN Nährstoffcharakter -> dh. Makronährstoffe, Vitamine & Minerale sind keine bioaktiven Substanzen
• erhalten Wirkung durch Interaktion mit anderen Inhalts- & Nähstoffen in LM -> schwierig genaue Wirkung zu erforschen
• fast keine Zufuhrempfehlungen

versch. Substanzgruppe:

• sekundäre Pflanzeninhaltstoffe SPS
• Nahrungfasern
• Substanzen aus fermentierten LM (z.B. in Sauerkraut, Buttermilch)
• Substanzen aus tierischen LM (z.B. Taurin, Kreatin, Co-Enzym Q10)

Definiton

• sind keine Nährstoff
• sind nicht-nutrive Inhaltsstoffe = liefern keine Energie
• Zusammenfassung >100'000 chemisch unterschiedlicher Stoffe
• nur sehr geringe Menge in Pflanzen
• durchschnittliche tägl. Einnahme = 1,5g -> v.a. Phenolsäure, Flavonoide & Phytosterine
• haben pharmakologische Wirkung -> durch Interaktion untereindander & mit anderen Substanzen beeinflusst
• sind nicht essenziell, aber reduzieren Morbidität (z.B. Risiko KHK oder Krebs)

1. Flavonoide
2. Phenolsäure
3. Carotinoide
4. Phytoöstrogen
5. Glucosinolate
6. Sulfide
7. Monoterpene
8. Saponine
9. Phytosterine
10. Protease-Inhibitoren

• sind im Pflanzenstoffwechsel von grosser Bedeutung
  • Energiestoffwechsel
  • Zellsynthese
  • Produktion von Sauerstoff
  • Produktion von Nährstoff
  • Transformierung von UV-Licht
     
• Abwehr -> sind natürliche Pestizide -> Schutz vor Schädlingen & Krankheiten
• Zuständig für Geschmack, Farbe & Geruch
• Olfaktorische Signale -> Vermehrung & Verbreitung -> ziehen Tiere & Menschen an

!Evidenzlage = viele HInweise, wenig Fakten!

-> gibt viele Co-Faktoren (Interaktionen versch. SPS, andere Stoffe, Medikamente..)
->versch. Lebensstilfaktoren
->genetische Faktore
->untersch. Wirkungen in untersch. Umstände (kann bei gesunder Person helfen & bei kranker verschlimmern)

• Antikanzerogen -> alle 10 Gruppen haben positiven Einfluss - können alle Phasen der Kanzerogenese beeinfllussen
• Antioxidativ - Neutralisierung freier Radikaler
• Antimikrobiell
• Antithrombotisch
• Immunmodulierend
• Antiinfektiös
• Blutdruck-beeinflussend
• Cholesterinspiegel-senkend
• Blutglukose-beeinflussend - anti-obesogen
• Verdauungsfördernd
• können Effektivität von Medikamenten erhöhen
• fördern Herzgesundheit - Einfluss auf KHK
• reduziert Schlaganfallrisiko
  rot = Evidenz überzeugend
  blau = wahrscheinlich

• in allen: Pheonlsäure & Flavonoide
• in Getreide: Phytosterine & Phytoöstrogen
• in allen gelben/roten/orangen/grünen: Carotinoide

Gehalt kann variieren: 

• sortenspezifische Unterschiede
• klimabedinge Unterschiede
• Produktionsmethode
• Lagerung
• Veränderungen bei Zubereitung

->am meisten in Freilandbau, unverarbeitet und in ässersten Blättern