Ernährung des Menschen

Prof. Dr. Ibrahim Elmadfa ist Professor am Institut für Ernährungswissenschaften der Universität Wien.Forschungsschwerpunkte: verschiedene Aspekte der Ernährungsphysiologie, Erfassung und Dokumentation des Ernährungs- und Gesundheitszustands.

Prof. Dr. Claus Leitzmann (em.) lehrte an der Universität Gießen. 1998 wurde er emeritiert. 2010 gründete er, mit dem Initiator Markus Keller, in Gießen das Institut für alternative und nachhaltige Ernährung und ist dort als wissenschaftlicher Mentor tätig.

Vorwort13
Abkürzungsverzeichnis15
1 Allgemeine Aspekte der Ernährung
1.1 Das Studium der Ernährungswissenschaft19
1.2 Die Entwicklung der Ernährung des Menschen21
1.3 Historischer Überblick zu Forschungsansätzen in der Ernährungswissenschaft24
1.3.1 Atmung und Energiewechsel24
1.3.2 Verdauung und Absorption26
1.3.3 Proteine und essenzielle Aminosäuren27
1.3.4 Anorganische Nährstoffe28
1.3.5 Vitamine29
1.3.6 Essenzielle Fettsäuren30
1.4 Weitere Aspekte in der Ernährungsforschung31
2 Physiologische Grundlagen der Ernährung
2.1 Körperzusammensetzung33
2.1.1 Entwicklung der Bestimmungsmethoden und Kompartimentmodelle33
2.1.2 Chemische Analyse34
2.1.3 Körperkomponenten34
2.1.4 Bestimmung einzelner Körperkomponenten36
2.1.5 Anthropometrie37
2.1.6 Elektrische Konduktivitätsmethoden40
2.1.7 Weitere Methoden zur Bestimmung der Körperzusammensetzung43
2.1.8 Biochemische Parameter44
2.2 Verdauung und Absorption45
2.2.1 Allgemeines45
2.2.2 Mund45
2.2.3 Magen45
2.2.4 Dünndarm46
2.2.5 Kolon51
2.3 Regulation der Nahrungsaufnahme und des Wasserhaushalts52
2.3.1 Regulation der Nahrungsaufnahme52
2.3.2 Sensorische Funktionen des Magen-Darm-Trakts52
2.3.3 Die Rolle der Nährstoffe als metabolische Signale54
2.3.4 Gastrointestinale Hormone und Botenstoffe55
2.3.5 Kontrolle über die Körperenergievorräte58
2.3.6 Orosensorik59
2.3.7 Zentralnervöse Signalverarbeitung und Steuerung der Nahrungsaufnahme Hunger und Sättigung60
2.3.8 Neuropeptide, Neurotransmitter und Neurohormone61
2.3.9 Kognitive Einflüsse auf die Nahrungszufuhr: Das Belohnungssystem62
2.3.10 Wasserhaushalt63
2.3.11 Flüssigkeitsbilanz64
2.3.12 Richtwerte für die Zufuhr von Trinkflüssigkeit67
2.3.13 Regulation des Wasserhaushalts.68
2.3.14 Störungen des Wasser- und Elektrolythaushalts71
2.3.15 Physiologie des Durstes73
2.3.16 Säure-Basen-Haushalt.75
2.4 Ernährungsstatus und Nährstoffbedarf80
2.4.1 Einflussfaktoren auf den Nährstoffbedarf82
2.4.2 Grundlagen zur Bestimmung des Nährstoffbedarfs86
2.4.3 Möglichkeiten zur Messung und Schätzung des Nährstoffbedarfs.88
2.4.4 Empfehlungen für die Nährstoffzufuhr90
2.4.5 Die Empfehlungen der Nährstoffzufuhr in Form der Nährstoffdichte93
2.4.6 Weiterführende Überlegungen zu den nährstoffbasierten Zufuhrempfehlungen und zur
Bedeutung der Ernährung in der Gesundheitsförderung94
2.4.7 Erfassung des Lebensmittelverzehrs97
2.4.8 Ermittlung des Ernährungszustandes103
2.5 Ernährung und Darmmikrobiom109
2.5.1 Zusammensetzung und Verteilung des Mikrobioms im Verdauungstrakt110
2.5.2 Einfluss der Ernährung auf das gastrointestinale Mikrobiom111
2.5.3 Bedeutung des intestinalen Mikrobioms für die Entstehung von Erkrankungen (Krebs, Infektionen)114
2.6 Ernährung und Immunsystem116
2.6.1 Allgemeines116
2.6.2 Grundlagen des Immunsystems117
2.6.3 Immunologische Bedeutung des Gastrointestinaltraktes119
2.6.4 Einflüsse einzelner Nährstoffe auf das Immunsystem120
2.6.5 Kohlenhydrate, Vitamine und Mineralstoffe122
2.6.6 Besonderheiten in der frühen Kindheit und im Alter125
2.7 Exkurs in Ernährung und Genetik (Nutrigenomics bzw. Nutrigenetics)126
2.7.1 Die Regulation der Genexpression durch Nährstoffe und weitere Lebensmittelinhaltsstoffe126
2.7.2 Genetische Determinanten der Nährstoffverwertung und des Nährstoffbedarfs132
2.7.3 Epigenetische Mechanismen132
2.7.4 Genetischer Hintergrund ernährungsassoziierter Erkrankungen134
3 Energie liefernde Nahrungsbestandteile (Hauptnährstoffe)
3.1 Nahrungsenergie137
3.1.1 Historische Entwicklung der Energiewechselforschung137
3.1.2 Formen der Energie138
3.1.3 Energiegehalt der Lebensmittel139
3.1.4 Messung des Energieverbrauchs 141
3.1.5 Energiebedarf146
3.1.6 Energiebilanz150
3.2 Fette (Lipide, Lipoide) und Cholesterin154
3.2.1 Chemischer Aufbau der Lipide154
3.2.2 Merkmale und Einteilung der Fettsäuren155
3.2.3 Fettsäuremuster in Nahrungsfetten161
3.2.4 Biosynthese der Fettsäuren161
3.2.5 Verdauung, Absorption und Transport der Fette und Fettsäuren164
3.2.6 Abbau der Fettsäuren171
3.2.7 Biologische Funktionen der Lipide174
3.2.8 Die komplexen Lipide177
3.2.9 Sterine180
3.2.10 Versteckte Fette und mangelnde Fettzufuhr183
3.2.11 Bedarf an Fett und essenziellen Fettsäuren184
3.3 Kohlenhydrate187
3.3.1 Allgemeines187
3.3.2 Chemische Zusammensetzung, Einteilung und Vorkommen187
3.3.3 Verdauung und Absorption der Kohlenhydrate193
3.3.4 Verwertung der Kohlenhydrate im Körper194
3.3.5 Der Blutglukosespiegel (Blutzuckerspiegel)198
3.3.6 Weitere Wirkungen der Kohlenhydrate203
3.4 Ballaststoffe207
3.4.1 Allgemeines207
3.4.2 Natürliche und isolierte Ballaststoffe208
3.5 Proteine217
3.5.1 Aufbau, Klassifizierung und Vorkommen von Proteinen217
3.5.2 Die Bausteine der Proteine: Die Aminosäuren (AS)218
3.5.3 Funktionen der Proteine222
3.5.4 Verdauung, Absorption und Transport223
3.5.5 Protein-Turnover226
3.5.6 Protein- und Aminosäurestoffwechsel228
3.5.7 Stickstoffausscheidung und Stickstoffbilanz229
3.5.8 Proteinqualität232
3.5.9 Einflussfaktoren auf die Aminosäurenverfügbarkeit in Proteinen237
3.5.10 Bedarf an Aminosäuren und Protein240
3.6 Alkohol (Ethanol)245
3.6.1 Absorption, Verteilung und Abbau245
3.6.2 Vorgänge des Alkoholstoffwechsel247
3.6.3 Alkohol als Nahrungsmittel?248
3.6.4 Alkoholkonsum – Nutzen und Risiko249
3.7 Das Fasten und der Hungerstoffwechsel251
3.7.1 Allgemeines251
3.7.2 Physiologie des Fastens252
3.7.3 Veränderungen im Organstoffwechsel253
3.7.4 Fasten als therapeutische Maßnahme259
4 Mineralstoffe: Mengen- und Spurenelemente
4.1 Allgemeine Aspekte262
4.1.1 Basis der Unterscheidung von Mengen- und Spurenelementen im Körper262
4.1.2 Funktionen der Mengenelemente264
4.1.3 Funktionen der Spurenelemente267
4.1.4 Bedarf, Bioverfügbarkeit und homöostatische Regulation269
4.1.5 Toxizität274
4.1.6 Bestimmungsmethoden274
4.2 Mengenelemente275
4.2.1 Natrium275
4.2.2 Chlor/Chlorid279
4.2.3 Kalium281
4.2.4 Calcium283
4.2.5 Phosphor294
4.2.6 Schwefel299
4.2.7 Magnesium301
4.3 Spurenelemente308
4.3.1 Eisen308
4.3.2 Jod314
4.3.3 Fluor320
4.3.4 Zink322
4.3.5330
4.3.6 Cobalt335
4.3.7 Mangan336
4.3.8 Selen338
4.3.9 Strontium345
4.3.10 Molybdän346
4.3.11 Lithium347
4.3.12 Bor348
4.3.13 Zinn349
4.3.14 Vanadium350
4.3.15 Nickel352
4.3.16 Silicium353
4.3.17 Aluminium354
4.3.18 Chrom355
4.4 Toxische Spurenelemente361
4.4.1 Allgemeine Aspekte361
4.4.2 Blei361
4.4.3 Cadmium362
4.4.4 Quecksilber363
4.4.5 Arsen364
5 Vitamine
5.1 Allgemeine Aspekte366
5.1.1 Einteilung und Wirkungen366
5.1.2 Vitaminmangel371
5.1.3 Vitaminbestimmungsmethoden377
5.1.4 Bedeutung der Vitamine im Radikalstoffwechsel379
5.1.5 Vitamine und Krebs381
5.2 Fettlösliche Vitamine384
5.2.1 Vitamin A, Retinoide und Carotinoide384
5.2.2 Vitamin D398
5.2.3 Vitamin E409
5.2.4 Vitamin K423
5.2.5 Ubichinone (Coenzym Q)432
5.3 Wasserlösliche Vitamine438
5.3.1 Thiamin (Vitamin B19) 438
5.3.2 Riboflavin (Vitamin B2)443
5.3.3 Niacin449
5.3.4 Pyridoxin (Vitamin B6)458
5.3.5 Pantothensäure und Coenzym A 467
5.3.6 Folsäure473
5.3.7 Cobalamin (Vitamin B12)484
5.3.8 Biotin492
5.3.9 Vitamin C500
6 Biologisch aktive Metabolite und Nahrungsinhaltsstoffe
6.1 Organische Substanzen mit Bedeutung in der Ernährung513
6.1.1 Allgemeines513
6.1.2 Cholin513
6.1.3 Carnitin517
6.1.4 Kreatin521
6.1.5 myo-Inosit524
6.1.6 Taurin526
6.2 Bioaktive Substanzen in Lebensmitteln529
6.2.1 Allgemeines529
6.2.2 Bioaktive Substanzen in fermentierten Lebensmitteln532
7 Ernährungswissenschaftliche Aspekte der Lebensmittelqualität
7.1 Allgemeine Aspekte der Lebensmittelqualität534
7.2 Nährstoffverluste durch Lebensmittelverarbeitung537
7.2.1 Allgemeines537
7.2.2 Empfindlichkeit der Nährstoffe538
7.2.3 Verfahren der Lebensmittelverarbeitung540
7.3 Anreicherung von Lebensmitteln mit Nährstoffen und Nahrungsergänzungsmittel546
7.3.1 Anreicherung von Lebensmitteln546
7.3.2 Nahrungsergänzungsmittel549
7.4 Zusatzstoffe552
7.4.1 Allgemeine und geschichtliche Aspekte552
7.4.2 Lebensmittelrechtliche Regelung553
7.4.3 Toxikologische Untersuchungen554
7.4.4 Beurteilung gesundheitlicher Risiken/Akzeptanz558
7.5 Unerwünschte Stoffe in Lebensmitteln560
7.5.1 Allgemeines560
7.5.2 Natürlich vorkommende unerwünschte Stoffe in Lebensmitteln561
7.5.3 Anthropogene Kontaminantenin Lebensmitteln567
7.6 Neuartige und gen technisch hergestellte Lebensmittel und deren Sicherheitsbewertung582
7.6.1 Neuartige Lebensmittel (Novel Food)582
7.6.2 Gentechnisch modifizierte Lebensmittel586
7.6.3 Anwendungen der Gentechnologie in der Zucht und Produktion von Pflanzen588
7.6.4 Transgene Tiere590
7.6.5 Gentechnisch veränderte Mikroorganismen (GVMO)592
7.6.6 Sicherheitsbewertung und Kennzeichnung neuartiger Lebensmittel595
7.6.7 Functional Food596
7.7 Ernährungsökologie599
7.7.1 Allgemeines599
7.7.2 Ernährung als mehrdimensionales Phänomen599
7.7.3 Ernährung im komplexen Beziehungsgefüge Mensch, Umwelt und Gesellschaft600
8 Ernährung bestimmter Bevölkerungsgruppen
8.1 Schwangere und Stillende602
8.2 Säuglinge, Kleinkinder und Jugendliche609
8.3 Senioren620
8.4 Sportler626
8.5 Menschen in Schwellen- und Entwicklungsländern636
9 Ernährungsabhängige Krankheiten und Ernährungspolitik
9.1 Übergewicht644
9.1.1 Allgemeines644
9.1.2 Entstehung von Übergewicht646
9.1.3 Stoffwechsel des Fettgewebes650
9.1.4 Behandlung652
9.2 Anorexia nervosa und Bulimia nervosa655
9.2.1 Anorexia nervosa655
9.2.2 Bulimia nervosa658
9.3 Hyperlipoproteinämien660
9.3.1 Allgemeines660
9.3.2 Primäre Hyperlipoproteinämien661
9.3.3 Zusammenhänge zwischen Ernährung und Serumcholesteringehalt663
9.3.4 Zusammenhänge zwischen Ernährung und Serumtriglyzeridgehalt666
9.4 Koronarerkrankungen668
9.4.1 Allgemeines668
9.4.2 Erscheinungsformen der koronaren Herzerkrankungen668
9.4.3 Pathologie und Entstehung der Atherosklerose669
9.4.4 Risikofaktoren der Atherosklerose671
9.4.5 Behandlung675
9.5 Diabetes mellitus und Insulinresistenz677
9.5.1 Insulinresistenz und Prädiabetes677
9.5.2 Diabetes mellitus Typ 1677
9.5.3 Diabetes mellitus Typ 2678
9.5.3 Diagnose und Therapie680
9.5.4 Spätkomplikationen683
9.5.5 Nährstoffe und Lebensmittelkomponenten als Beitrag zur Diabetestherapie und Prophylaxe
von Komplikationen684
9.6 Gicht686
9.6.1 Allgemeines686
9.6.2 Biochemie und Pathogenese686
9.6.3 Hyperurikämie und Gicht begünstigende Faktoren689
9.6.4 Diätempfehlungen bei Hyperurikämie und Gicht690
9.7 Leberzirrhose692
9.7.1 Ursachen.692
9.7.2 Komplikationen693
9.7.3 Metabolische Veränderungen und Ernährungstherapie694
9.8 Hypertonie696
9.8.1 Allgemeines696
9.8.2 Pathogenese der primären Hypertonie und Einflussfaktoren696
9.8.3 Therapie der Hypertonie699
9.9 Zahnkaries701
9.9.1 Zahnaufbau und Zahnentwicklung701
9.9.2 Entstehung der Zahnkaries702
9.9.3 Kariesbehandlung und Prophylaxe705
9.10 Malnutrition706
9.10.1 Allgemeines706
9.10.2 Marasmus707
9.10.3 Kwashiorkor708
9.10.4 Stoffwechselveränderungen bei Mangelernährung710
9.10.5 Organveränderungen712
9.10.6 Dauerschäden durch fortgeschrittene Malnutrition714
9.11 Anämien715
9.11.1 Allgemeines und Einteilung715
9.11.2 Eisenmangelanämie716
9.11.3 Vitamin-B12-Mangelanämie719
9.11.4 Folsäuremangelanämie719
9.11.5 Pyridoxinmangelanämie720
9.11.6 Weitere ernährungsbedingte Anämieformen721
9.12 Osteoporose721
9.12.1 Definition, Ursachen und Genese 721
9.12.2 Prävention und Therapie724
9.13 Nahrungsmittelintoleranzen726
9.13.1 Allgemeines726
9.13.2 Pseudoallergien und ihre Symptome726
9.13.3 Intoleranzen gegen Nahrungskohlenhydrate728
9.13.4 Intoleranzen gegen Nahrungsproteine730
9.14 Nahrungsmittelallergien732
9.14.1 Allgemeines732
9.14.2 Absorption und Allergene732
9.14.3 Symptome der Nahrungsmittelallergien733
9.14.4 Nahrungsmittel als Allergene733
9.15 Krebs736
9.15.1 Allgemeines und Pathogenese736
9.15.2 Einfluss der Nahrung737
9.15.3 Risikofaktoren für bestimmte Krebsarten739
9.15.4 Ernährung von Krebspatienten739
9.16 Rheumatoide Arthritis741
9.16.1 Allgemeines741
9.16.2 Ätiologie und Pathogenese der rheumatoiden Arthritis741
9.16.3 Medikamentöse Therapie und die Rolle der Ernährung742
9.17 Infektionskrankheiten747
9.17.1 Allgemeines747
9.17.2 Einflussfaktor Ernährung748
9.17.3 Nahrungsrestriktion und Nahrungsüberangebot750
9.18 HIV/AIDS752
9.18.1 Allgemeines752
9.18.2 Ernährungsprobleme bei HIV/AIDS752
9.18.3 Prävention von Mangelernährung und Lebensmittelinfektionen753
9.19 Prävention ernährungsabhängiger Krankheiten755
9.19.1 Allgemeines755
9.19.2 Präventive Ernährung und Ernährungstherapie755
9.20 Ernährungspolitik758
9.20.1 Grundlagen der Ernährungspolitik758
9.20.2 Internationale Ernährungspolitik759
9.20.3 Aufgaben und Ziele der internationalen Ernährungspolitik761
9.20.4 Das Konzept des Ernährungssystems (Food System)763
9.20.5 Politische Maßnahmen zur Förderung gesünderer und nachhaltigerer Ernährung764
9.20.6 Lebensmittelverluste und -verschwendung bedrohen die Ernährungssicherheit765
10 Verschiedene Ernährungsformen
10.1 Vegetarismus768
10.1.1 Formen des Vegetarismus768
10.1.2 Motive des Vegetarismus768
10.1.3 Historische Entwicklung769
10.1.4 Ernährungsphysiologische Bewertung771
10.1.5 Vollwert-Ernährung773
10.2 Weitere alternative Ernährungsformen774
10.3 Außer-Haus-Verpflegung/ Gemeinschaftsverpflegung779
10.4 Moderne Ernährungstrends: Convenience Food und Fast Food781
10.5 Reduktionsdiäten784
10.6 Künstliche Ernährung786
10.6.1 Allgemeine Aspekte und geschichtlicher Hintergrund786
10.6.2 Nahrungsenergiebedarf und Nährstoffbedarf schwerkranker Patienten787
10.6.3 Postaggressionsstoffwechsel788
10.6.4 Enterale Ernährung789
10.6.5 Parenterale Ernährung794

Aus: ekz.de - LK/S: Wild - 01.04.19
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