Heidelberger Taschenbiicher Band 119 Basistext Medizin K.-H. BaBler W. L. Fekl K. Lang Grundbegriffe der Ernahrungslehre Vierte, iiberarbeitete Auflage Mit 20 Abbildungen und 68 Tabellen Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York London Paris Tokyo Professor Dr. Karl-Heinz BaBler Johannes Gutenberg-Universitat, Physiologisch-Chemisches Institut, SaarstraBe 21, 6500 Mainz Dr. Dr. h. c. Werner Lothar Fekl Forschungsinstitut fur experimentelle Erniihrung e. V., Langemarckplatz 5Y2, 8520 Erlangen Professor Dr. Dr. Konrad Lang t Em. Professor fur Physiologische Chemie der Universitat Mainz ISBN-13:978-3-540-17566-7 e-ISBN-13:978-3-642-83036-5 DOl: 10.1007/978-3-642-83036-5 CIP-Kurztitelaufnahme der Deutschen Bibliothek. Bassler, Karl-Heinz: Grund begriffeder ErniihrungslehrelK.-H. Bassler; W. L. Fekl; K. Lang. -4., iiberarb. Aufl. Berlin; Heidelberg; New York; London; Paris; Tokyo: Springer, 1987. (Heidelberger Taschenbiieher; Bd. 119: Basistext Medizin) ISBN-13:978-3-540-17566-7 (Berlin ... ) NE: Fekl, Werner:; Lang, Konrad:; GT Dieses Werk ist urheberreehtlieh gesehiitzt. Die dadureh begriindeten Reehte, insbesondere die der Ubersetzung, des Naehdrueks, des Vortrags, der Entnahme von Abbildungen und Tabellen, der Funksendung, der Mikroverfilmung oder der Verviel fiiltigung auf anderen Wegen und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, aueh bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Bine Vervielfiiltigung dieses Werkes oder von Teilen dieses Werkes ist auch im Einzelfall nur in den Grenzen der gesetzlichen Bestimmungen des Urheberreehtsgesetzes der Bundesrepublik Deutschland vom 9. September 1965 in der Fassungvom 24. Juni 1985 zulassig. Sie ist grundsatzlich vergiitungspfliehtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestim mungen des Urheberreehtsgesetzes. © Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1973,1975,1979,1987 Die Wiedergabe von Gebrauehsnamen, Handelsnamen, Warenbezeiehnungen usw. in diesem Werk bereehtigt auch ohne besondere Kennzeiehnung Dieht zu der Annahme, daB solehe Namenim Sinne der Markensehutz-Gesetzgebung als frei zu betraehten waren und daher von jedermann benutzt werden diirften. Herstellung: Druekhaus Beltz, HemsbachIBergstr. 212413140-543210 Vorwort zur vierten Auflage Die rapide Entwicklung der Biochemie in den letzten J ahren hat auch die Erniihrungswissenschaft nicht unberuhrt gelas sen, da diese letzten Endes auf Biochemie und Physiologie aufbaut. So wurde fur die vierte Auflage eine umfangreiche Uber arbeitung mit zahlreichen Erganzungen erforderlich. Das Kapitel uber Lipide und Abschnitte wie Grundumsatz oder spezifisch-dynamische Wirkung muBten vollig neu geschrie ben werden. Auf vielfachen Wunsch wurden nach jedem Kapitel einige wesentliche Literaturhinweise eingefugt, die ein weiterfuhrendes Studium ermoglichen, ohne daB jedoch in irgendeiner Weise eine luckenlose Dokumentation ange strebt wurde. So konnten Umfang und Charakter des Buches beibehalten werden, das kein Handbuch und kein Rezeptbuch ersetzen will, sondern lediglich als Fundament fur ein auf Biochemie und Physiologie aufbauendes Grund verstandnis fur ernahrungsphysiologische Probleme legen mochte. Wir danken allen Rezensenten fur vielfaltige Anregun gen und konstruktive Kritik und dem Verlag fur die ver standnisvolle Zusammenarbeit. 1m Juli 1987 K.-H. BaBler W. L. Fekl v Vorwort zur ersten Auflage Die Erniihrungswissenschaft spielt eine liberragende Rolle in der prophylaktischen Medizin. Ihre Entwicklung hat in den letzten lahren liber die parenterale Erniihrung und die Formuia-Diiiten therapeutische M6glichkeiten er6ffnet, die friiher undenkbar waren. Erniihrungsprobleme gibt es in allen Teilen der Welt. Auf der einen Seite Probleme der Ubererniihrung und Fehlerniihrung, auf der anderen Seite Probleme der Mangelerniihrung. Das explosionsartige Anwachsen der Menschheit liiBt eine ErschOpfung unserer konventionellen Nahrungsquellen absehbar werden und zwingt zur Entwicklung neuer Methoden zur Produktion von Nahrung, insbesondere von EiweiB. Es ist naheliegend, daB Mediziner als Arzte und als Berater staatlicher Stellen solide Grundkenntnisse auf dem Gebiet der Erniihrungslehre ben6tigen. Die neue Approba tionsordnung fUr Arzte triigt dieser Erkenntnis Rechnung. In Mainz ist Erniihrungslehre traditionsgemiiB ein Bestand tei! der physiologisch-chemischen Hauptvorlesung. Das Interesse der Studenten daran war immer groB, und regel miiBig wurde der Wunsch nach einem entsprechenden Lehr buch laut. Der Rahmen eines konventionellen Lehrbuchs der physiologischen Chemie wiirde jedoch durch ausfUhrli ches Eingehen auf die Grundlagen der Erniihrungslehre gesprengt. So haben wir uns zu dieser kleinen Monographie entschlossen, urn Medizinstudenten die M6glichkeit zu geben, ebenso wie das auf vielen anderen Spezialgebieten bereits geschehen ist, ihr Lehrbuch im Baukastensystem zu erweitern. Wir glauben, daB nicht nur der Student, sondern auch der Arzt daran interessiert sein k6nnte, sich liber die in den vergangenen Jahren abgelaufene Entwicklung auf diesem Gebiet in Grundziigen zu informieren. VII Kaum auf einem anderen Gebiet werden so viele unsach liche und gefiihlsbetonte Meinungen in der Offentlichkeit vertreten wie im Bereich der Erniihrung. Wir waren gliick lich, wenn dieses Biichlein einen Beitrag zur Versachlichung solcher Diskussionen liefern konnte. 1m Januar 1973 K.-H. BaBler W. L. Fekl K. Lang VIII Inhaltsverzeichnis 1 Einfiihrung . . . 1 1.1 Energiegewinnung 1 1.1.1 Mechanische Arbeit 1 1.1.2 Osmotische Arbeit 2 1.1.3 Chemische Arbeit . 2 1.2 Synthese und Ersatz von Korpersubstanz und Wirkstoffen ................. . 2 2 Verdauung und Resorption 5 2.1 Verdauung 5 2.1.1 Verdauung von EiweiB 6 2.1.2 Verdauung von Kohlenhydraten 8 2.1.3 VerdauungvonFett ..... . 9 2.1.4 Verdauung von Phosphatiden . 10 2.1.5 Verdauung von Cholesterinestem 10 2.1.6 Verdauung von N ucleinsauren . . 10 2.1.7 Uberblick iiber die Verdauungssekrete 11 2.1.8 Regulation der Sekretion ..... 12 2.1.9 Menge und Zusammensetzung der Verdauungssekrete ..... . 12 2.2 Resorption ......... . 14 2.2.1 Resorption der Kohlenhydrate 18 2.2.2 Resorption der Aminosauren und Peptide 19 2.2.3 Resorption der Fette . . . . . . . . . . . 22 2.2.4 Resorption von Cholesterin ...... . 24 2.2.5 Resorption von Wasser und Elektrolyten 25 2.2.6 Lokalisation der Resorptionsprozesse 25 2.2.7 Malabsorption . . . . . . . . . . . . . . 26 IX 3 Quantitative Aspekte der Erniihrung 28 3.1 Energiebilanz .. 28 3.1.1 Grundumsatz ............ . 29 3.1.2 Leistungszuwachs ......... . . 34 3.1.3 Brennwerte der Niihrstoffe und Verwertung der Energie .................. . 37 3.1.4 Isodyname Mengen der Nahrstoffe .... . 41 3.1.5 Thermogener Effekt der Nahrungsaufnahme 43 4 Qualitativer Aspekt der Nahrung 48 4.1 Kohlenhydrate 49 4.1.1 Glucose ....... . 50 4.1.2 Starke ........ . 50 4.1.3 Saccharose ("Zucker") 51 4.1.4 Lactose ....... . 51 4.1.5 Zuckeraustauschstoffe. 52 4.1.5.1 Fructose 54 4.1.5.2 Sorbit ...... . 54 4.1.5.3 Xylit ....... . 55 4.1.5.4 Disaccharidalkohole 55 4.1.6 Cellulose und andere unverwertbare Polysaccharide . 56 4.2 Lipide .. . 58 4.2.1 Fett ..... . 58 4.2.2 Cholesterin .. 67 4.3 Hydroxysauren (Milchsaure und "Fruchtsauren") 69 4.3.1 Milchsaure . . 69 4.3.2 Citronensaure 70 4.3.3 Apfelsaure . 70 4.3.4 Weinsaure .. 70 4.4 EiweiB .... 71 4.4.1 Emiihrungsphysiologische Aufgaben 71 4.4.2 EiweiBbedarfund biologische Wertigkeit 71 4.4.3 Die essentiellen Aminosauren . . . 77 4.4.4 Regulation des Proteinstoffwechsels 79 4.4.5 Die Ergiinzung von Proteinen 80 4.4.6 EiweiBmangel . . . 81 4.4.7 Neue EiweiBquellen . . . . . 82 x 4.5 Wasser und Mineralstoffe 83 4.5.1 Wasser ........ 86 4.5.2 Saure-Basen-Haushalt 88 4.5.3 Calcium · ... 90 4.5.4 Phosphat 92 4.6 Spurenelemente 94 4.6.1 Eisen 96 4.6.2 Kupfer. 98 4.6.3 Zink .. 99 4.6.4 Mangan 100 4.6.5 Molybdan 101 4.6.6 Selen 101 4.6.7 Chrom .. 102 4.6.8 Vanadium 102 4.6.9 Fluor 103 4.6.10 Jod 104 4.7 Vitamine 106 4.7.1 Vitamin A 109 4.7.2 VitaminD 114 4.7.3 Tocophe.role 116 4.7.4 VitaminK 119 4.7.5 Ubichinone (Coenzyme Q) 121 4.7.6 Thiamin · . 122 4.7.7 Riboflavin ... 125 4.7.8 Nicotinsaure . . 126 4.7.9 Pantothensaure 127 4.7.10 Vitamin-B6-Gruppe 128 4.7.11 Cholin 130 4.7.12 Biotin ... 132 4.7.13 Folsaure · . 133 4.7.14 VitaminB 135 12 4.7.15 Ascorbinsaure 137 4.7.16 Megavitamintherapie 140 5 Different wirkende naturliche Bestandteile der Nahrung und Zusatzstoffe 142 5.1 "Toxische Proteine" 142 5.2 Pflanzenphenole . . . . . 143 5.3 Oxalsaure ........ 144 5.4 Cancerogene Substanzen 144 XI 5.5 Anderweitige differente Nahrungsbestandteile 146 5.6 Lebensmittelzusatzstoffe....... 147 ·6 Veriinderungen der Lebensmittel durch Zubereitung und Verarbeitung 150 7 Empfehlungen zu Menge und Zusammensetzung der Nahrung 154 8 Fehlerniihrung als Krankheitsursache 156 8.1 Oberemahrung....... 156 8.2 Falsche Niihrstoffrelationen . . . . . . . 156 8.3 Mangelemiihrung............ 157 8.4 Hauptsachliche Engpasse in der Emiihrung 158 8.5 Emahrung und Therapie . . . . . . 158 8.6 Erfassung des Emiihrungszustands 159 9 Diiitetik und besondere Erniihrungsformen 163 9.1 BilanzierteEmiihrung............ 164 9.2 Spezielle Formen der bilanzierten Emiihrung 165 9.2.1 Definierte bilanzierte Diaten 166 9.2.1.1 NahrstoffdefinierteDiaten(NDD) 167 9.2.l.2 ChemischdefinierteDiaten(CDD) 168 9.2.2 ParenteraleEmiihrung ....... 170 9.3 Emahrungsformen fUr verschiedene Lebensphasen . . . . . . . . . . . . 174 9.3.1 Emahrung im Sauglingsalter . . . . . 174 9.3.2 Emahrung des alten Menschen ..... 175 9.3.3 Emiihrung wiihrend der Schwangerschaft 177 9.4 Emiihrungsformen fur spezieUe Leistungen 178 9.5 Diatformen bei verschiedenen Erkrankungen 180 9.5.1 Diabetes ..... . 181 9.5.2 Leberkrankheiten 181 9.5.3 Nierenkrankheiten 183 XII