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Biologische Wertigkeit

Die biologische Wertigkeit (BW) beschreibt, wie gut unser Körper die Proteine in einem Lebensmittel verwerten und daraus körpereigene Eiweißstrukturen bilden kann. Genauer: wieviel Gramm Körpereiweiß aus 100 Gramm Nahrungseiweiß gebildet werden kann.

Die Höhe der biologischen Wertigkeit hängt ab von der Menge und vom Verhältnis der enthaltenen essenziellen Aminosäuren. Je mehr ein Nahrungseiweiß dem menschlichen Körperprotein gleicht, desto höher ist seine BW. Hat ein Nahrungsmittel eine hohe biologische Wertigkeit, so reicht eine kleine(-re) Menge davon aus, um den täglichen Proteinbedarf zu decken – und umgekehrt.

Um verschiedene Nahrungsmittel hinsichtlich ihrer biologischen Wertigkeit miteinander zu vergleichen, entwickelte der Freiburger Mediziner Karl Thomas Mitte des 20. Jahrhunderts einen Index, in den Lebensmittel eingetragen werden können. Der Basiswert von 100 entspricht dabei der biologischen Wertigkeit des Proteins von einem Vollei. Hat ein Produkt eine höhere biologische Wertigkeit, kann das darin enthaltene Eiweiß besser vom menschlichen Körper verarbeitet werden. Beispiele für Lebensmittel: Kuhmilch hat eine BW von 82, Geflügelfleisch eine von 80, Thunfisch eine von 92 und Weizen eine von 47. Werden eiweißreiche Lebensmittel kombiniert, wird die BW der Kombi-Proteine mitunter über die der einzelnen Bestandteile gesteigert.

Bioverfügbarkeit

„Bioverfügbarkeit“ meint den Anteil eines Nähr- oder Wirkstoffs, der unserem Körper ab und in einer bestimmten Zeit zur Verfügung steht. Sie gibt außerdem an, wie schnell ein Stoff verarbeitet und am Wirkort genutzt wird.

Chemical Score

Der Chemical Score (CS) bestimmt den Proteingehalt, genauer: die Proteinqualität eines Nahrungsmittels. Dafür werden die enthaltenen Aminosäuren mit aus Eiern stammenden Aminosäuren verglichen. Der CS vergleicht also die Aminosäuren eines Produktes mit einem Referenzprotein.

Der CS betrachtet und vergleicht nur eine enthaltene Aminosäure, nämlich die, die (im Verhältnis zum Ei) im konkreten Nahrungsmittel am wenigsten enthalten ist („limitierende Aminosäure“). Welche Aminosäure das ist, hängt also davon ab, wie das jeweilige Nahrungsprotein aufgebaut ist.

Beispiel: 100 Gramm Eier enthalten rund 890 Milligramm Lysin, 100 Gramm Weizen nur etwa 380 Milligramm. Der CS von Weizen liegt damit bei 42 (Ei = 100): 380/890 x 100 = 42.

Essenzielle Aminosäuren

Aminosäuren sind die Bausteine der Proteine. Essenzielle Aminosäuren braucht unser Körper zum Überleben, er kann sie aber nicht selbst herstellen. Wir müssen sie mit der Nahrung aufnehmen. Eine proteinreiche Ernährung ist darum wichtig. Aus zugeführten Proteinen gewinnt der Körper essenzielle Aminosäuren und macht daraus neue Proteine, mit denen er zum Beispiel Zellen bildet und repariert.
Semi-essenzielle und nicht-essenzielle Aminosäuren stellt unser Organismus aus anderen Aminosäuren selbst her. Einige semi-essenzielle Aminosäuren müssen wir nur im Wachstum, bei starker Belastung (Kraft- und Ausdauersport, Stress etc.) oder Krankheit zusätzlich mit der Nahrung aufnehmen – dann sind auch sie essenziell. Ein Mangel an essenziellen Aminosäuren stört die Proteinbildung des Körpers. Auch nicht-essenzielle Aminosäuren können dann nicht mehr für die körpereigene Eiweißsynthese – etwa für die Enzymbildung – genutzt werden. Für den Menschen gelten die Aminosäuren Isoleucin, Leucin, Lysin, Methionin, Phenylalanin, Threonin, Tryptophan und Valin als essenziell.

niedrig glykämisch

Die glykämische Last (GL) entwickelt das Konzept des glykämischen Index (GI) weiter: Der GI misst, wie Nahrungsmittel auf den Blutzucker wirken. Der Blutzuckeranstieg durch 50 g Kohlenhydrate aus einem beliebigen Nahrungsmittel wird verglichen mit dem Blutzuckeranstieg durch 50 g Traubenzucker, der den höchsten GI hat: 100.

Beispiel: 50 g Kohlenhydrate aus gekochten Möhren und Weißmehl-Baguette haben mit etwa 70 den gleichen GI. Um 50 g Kohlenhydrate aufzunehmen, müsste man rund 700 g Möhren zu sich nehmen, aber nur gut 100 g Baguette. Für den gleichen GI-Wert muss man also siebenmal so viele Möhren essen. Ist die verzehrte Menge gleich (in g), lassen Möhren den Blutzucker weit weniger ansteigen als Baguette.

In der Theorie lassen Nahrungsmittel mit hohem GI den Blutzucker- und Insulinspiegel schnell stark steigen und rasch wieder fallen, sodass Heißhunger entsteht. Der GI misst aber nicht die Reaktion des Blutzuckers auf ein Nahrungsmittel, sondern auf 50 g der darin enthaltenen Kohlenhydrate – ungeachtet der Gesamt-Grammzahl, die man für die angenommene Blutzuckerreaktion aufnehmen muss.

Dazu übersieht der GI – neben der Zuckerbildung bei der Reifung, der Zubereitung, der verzehrten Menge, der Essgeschwindigkeit und der Tageszeit – die Nahrungsmittel-Vielfalt einer Mahlzeit: Einige Inhaltsstoffe senken den Blutzuckerspiegel, andere bremsen die Aufnahme von Kohlehydraten. Auch die Wirkung von Fett auf den Blutzucker bleibt außen vor.

Die GL bezieht die Kohlenhydratdichte ein und untersucht die Blutzuckerwirkung verschiedener Nahrungsmittel bei einer Aufnahme von je 100 g. Der Blutzuckereffekt des Baguettes ist so fast siebenmal so hoch wie der von Möhren.

Nahrungsmittel mit eher niedriger GL helfen dabei, Blutzucker- und Insulinspiegel auf niedrigem Niveau zu halten.

Makronährstoffe

Dazu gehören Kohlenhydrate, Proteine und Fette.

Mehrkomponenten-Protein(e)

In Mehrkomponenten-Proteinen (MP) werden mehrere Proteinquellen in genau austarierten Mischverhältnissen kombiniert, um ein höherwertiges Nahrungseiweiß zu erhalten. Durch die Ergänzung unterschiedlicher Aminosäure-Profile entstehen Proteinlieferanten mit hoher/höherer biologischer Wertigkeit und verbesserter Resorption. Häufig in MP eingesetzte Proteine sind Sojaprotein, Casein und Whey- bzw. Molken-Proteine.

Mikronährstoffe

Dazu zählen Vitamine, Mineralstoffe, Spurenelemente, Ballaststoffe und sekundäre Pflanzenstoffe.

Nährstoffdichte

Die Nährstoffdichte bezeichnet die Menge eines Nährstoffes in einem Lebensmittel in Relation zum Energiegehalt des Lebensmittels.
Zwar hat der Energiebedarf des modernen Menschen abgenommen. Der Bedarf an essenziellen Nährstoffen aber nicht. Darum sollten Lebensmittel mit einer hohen Nährstoffdichte bevorzugt werden. Dazu gehören: Obst, Gemüse, Vollkornprodukte, fettarme Milch und Milchprodukte sowie mageres Fleisch und magerer Fisch. Stark fett- und zuckerhaltige Lebensmittel sowie Alkohol weisen eine nur geringe Nährstoffdichte auf. Sie liefern viele Kalorien, aber ansonsten kaum lebenswichtige Bestandteile.

PDCAAS

Mithilfe des Konzepts der Proteinqualität werden Proteinquellen hinsichtlich ihres Gehalts an Aminosäuren und ihrer Verdaulichkeit verglichen. Der Amino Acid Score (AAS) bestimmt die Aminosäuren-Komposition. Der Protein Digestibility Corrected Amino Acid Score (PDCAAS) berücksichtigt dazu die Verdaulichkeit.

Mit dem ASS wird der Gehalt an möglichen limitierenden Aminosäuren in einem Testprotein im Vergleich zum vorgegebenen Aminosäure-Bedarf oder auch im Vergleich zum Aminosäure-Gehalt in einem Standard-Protein (meist Volleiprotein) ermittelt. Limitierend für die Proteinqualität eines Testproteins ist meist sein Gehalt an schwefelhaltigen Aminosäuren (Summe aus Methionin- und Cysteingehalt), bei vielen Getreideproteinen ist es der Gehalt an Lysin (einem wichtigen Kollagenbaustein). In experimentellen Studien zum Aminosäure-Bedarf von Sportlern wird der AAS oftmals auf die proteinogene Aminosäure Leucin bezogen, da diese für den Aufbau und Erhalt der Muskulatur von Bedeutung ist.

Die Ermittlung des PDCAAS ist wichtig, wenn Proteinquellen beurteilt werden, deren Verdaulichkeit – wie oft bei Getreiden und Hülsenfrüchten – herabgesetzt ist. Die Verdaulichkeit von Proteinen und die damit verbundene biologische Verfügbarkeit der freigesetzten Aminosäuren im gesunden Darm hängt vor allem von der Struktur der Nahrungsproteine ab. Teils werden bei der Nahrungszubereitung bereits Proteinstrukturen aufgebrochen und Nahrungsproteine in Peptideinheiten zerlegt. Dazu kommen mögliche absorptionshemmende Reaktionen mit anderen Lebensmittel-Bestandteilen wie das Vorkommen von hydrolyse- bzw. absorptionshemmenden Substraten (z. B. Protease-Inhibitoren in Getreiden). Entsprechend wird schließlich der Wert für die Verdaulichkeit mit dem ermittelten AAS multipliziert und so die tatsächliche, reduzierte Protein-Qualität angegeben.

Stoffwechselkammer

In einer Stoffwechselkammer kann man den Energieumsatz (Kalorienverbrauch) und das Verhältnis von Kohlenhydrat- und Fettumsatz eines Menschen bestimmen.

Die Kammer war vollständig ausgestattet mit Bett, Tisch, WC und einer Luke mit zwei Türen, durch die Mahlzeiten gereicht wurden. In dieser Kammer werden alle Komponenten des Energiestoffwechsels – Ruhe-Energieaufwand, Energieumsatz, Schlafstoffwechsel, Grundumsatz und thermische Wirkung von Lebensmitteln – erfasst.

Der Stoffwechsel ist an den Gasaustausch gekoppelt. Aus der Kammer wird deswegen permanent die verbrauchte Luft abgesaugt und hochsensible Sensoren lieferten Daten zum Sauerstoff- und Kohlendioxidgehalt.

Ruhe-und Aktivitäts-Energieaufwand

Wenn der Körper aktiv wird und sich nicht mehr im Ruhezustand befindet- zum Beispiel sobald wir gehen, laufen, uns bei ganz alltäglichen Dingen bewegen, etwas tragen oder beim Sport aktiv sind, verbraucht Ihr Körper zusätzlich zum Grundumsatz Energie.

Schlafstoffwechsel

Ausreichender Schlaf ist verantwortlich für ein einen ausgeglichenen Stoffwechsel. Schlafmangel hat Auswirkungen auf den Hunger und die Sättigung. Stoffwechselvorgänge werden unter anderem hormonell gesteuert. Die Schlafdauer beeinflusst die Hormonausschüttung der Botenstoffe Leptin und Ghelin und wirkt vielfältig auf den Stoffwechsel. Schlafstörungen begünstigen Übergewicht und sogar Stoffwechselerkrankungen wie Diabetes.

Grundumsatz

Der Grundumsatz ist Teil unseres Energie-Verbrauchs. Er bezeichnet die Energie, die unser Körper im Ruhezustand braucht, um lebenswichtige Funktionen wie Stoffwechsel, Atmung und Herztätigkeit aufrecht zu halten.

Grundumsatz und Leistungsumsatz (Energie-Verbrauch bei körperlicher Aktivität) bilden unseren Gesamtumsatz. Männer haben im Schnitt einen höheren Grundumsatz als Frauen. Muskulatur und Leber haben mit je ca. 26 Prozent den größten Anteil am Grundumsatz. Den Rest teilen sich Gehirn (14 Prozent), Herz (9 Prozent), Nieren (7 Prozent) und übrige Organe (14 Prozent). Gemessen wird der Grundumsatz über die abgegebene Wärme-Menge oder den Sauerstoff-Verbrauch.

Respiratorischer Quotient

Dieser beschreibt das Verhältnis vom ausgeatmeten Kohlenstoffdioxid zum eingeatmeten Sauerstoff. Indem man den RQ misst, kann man den Anteil der verschiedenen Energieträger am gesamten Stoffwechsel bestimmen. Das heißt: je höher der RQ, desto mehr Energie wird aus Kohlenhydraten gewonnen. Und je kleiner, desto mehr basiert die Energiegewinnung auf Fetten.

Synonyme: RQ, Respiratorische Quotient

Adipositas

Adipositas („Fettleibigkeit“, „Fettsucht“) ist eine chronische Krankheit, die mit einer eingeschränkten Lebensqualität und einem hohen Risiko für Folge-Erkrankungen wie Typ-2-Diabetes, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und sogar Krebs einhergeht. Ihre Ursachen sind vielfältig. Grundsätzlich gilt: Übersteigt die aufgenommene Energie-Menge regelmäßig und über längere Zeit den Energie-Bedarf bzw. –Verbrauch (positive Energie-Bilanz), kommt es zu Übergewicht und in der Folge zu Adipositas.

Die WHO bestimmt Adipositas nach dem Body-Mass-Index (BMI): Bei einem BMI von 30 und mehr gilt ein Mensch als fettleibig bzw. adipös. Allgemein gilt:
• BMI unter 18,5 = Untergewicht
• BMI zwischen 18,5 und 24,9 = Normalgewicht
• BMI zwischen 25 und 29,9 = Übergewicht
• BMI ab 30 = Adipositas, Grad I
• BMI-Wert ab 35 = Adipositas Grad II
• BMI-Wert ab 40 = extreme Adipositas Grad III

Synonyme: Fettleibigkeit, Fettsucht

Adiponektin

Adiponektin ist ein Botenstoff aus der Gruppe der Adipokine. Es wird hauptsächlich in den Fettzellen (Adipozyten) des Körpers produziert und erfüllt verschiedene Aufgaben, darunter: Blutzucker-Regulation: Adiponektin hemmt die Glukose-Produktion in der Leber hemmt und fördert die Aufnahme des Blutzuckers ins Muskelgewebe. Adiponektin kann so der Entstehung von Typ-2-Diabetes entgegenwirken. Diabetiker weisen niedrigere Adiponektinwerte auf.

Leptin

Leptin (von griech. leptos = „dünn“) ist ein Fettgewebshormon (Adipokin). Vor allem Fett speichernde Zellen (Adipozyten) schütten Leptin nach Mahlzeiten aus. Es überträgt Sättigungssignale ans Gehirn, verringert das Hunger-Gefühl und steuert so unseren Appetit. Leptin hält also schlank („dünn“), weil es unseren Appetit bremst.

Leptin ist der hormonelle Gegenspieler des gastrointestinalen („Magen und Darm betreffenden“) Hormons Ghrelin, dessen Spiegel bei vollem Magen niedrig ist und so ebenfalls Sättigung signalisiert. Der gesunde Leptin-Mechanismus: je mehr Fettzellen, desto weniger Hunger. Und umgekehrt.

Ein dauerhaft erhöhter Leptin-Spiegel fördert Blut-Hochdruck (Hypertonie) und Übergewicht. Etliche Übergewichtige zeigen sogar eine Leptin-Resistenz: Besonders die krankhaft vergrößerten Bauchfett-Zellen überschwemmen das Blut zwar mit Leptin, schwächen damit aber das Sättigungssignal. Dauer-Appetit ist die Folge.

Bauchfett/Viszeralfett

Viszeralfett (von lat. viscera = „Eingeweide“; auch intraabdominales Fett) umgibt und schützt unsere inneren Organe. Es dient dazu als Energie-Reserve. Vor allem kranke Bauchfett-Zellen sind extrem aktiv – und ungesund. Sie schütten verschiedene Botenstoffe wie das Zytokin, TNF-a, Cortisol und Leptin aus, die Stoffwechsel, Organe und unser Gehirn negativ beeinflussen können.

Bei anhaltend falscher Ernährung, fehlender Bewegung und anhaltendem Stress speichert unser Körper zu viel Bauchfett (viszerale Adipositas). Dabei können Bauchfett-Zellen (Adipoyzten) auf das bis zu 200-mal ihrer normalen Größe anwachsen. Besonders anfällig sind Übergewichtige und Adipöse vom (eher) männlichen Apfel-Typ: Sie lagern überschüssiges Fett primär im Bauchraum ein. (Der eher weibliche Birnen-Typ speichert Fett vermehrt an den Hüften.)

Krankes Bauchfett stört die Appetit-Regulation, führt zu Heißhunger und Dauer-Hunger und lässt den Bauch-Umfang weiter anwachsen – aktuell der beste Indikator für die Vorhersage von Erkrankungen, die (auch) von Übergewicht ausgelöst werden. Bei Frauen besteht ab einem Bauch-Umfang von 80 cm, bei Männern ab einem Umfang von 94 cm ein erhöhtes Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Typ-2-Diabetes. Ab 88 bzw. 102 cm gilt das Risiko als stark erhöht.

Bauchfett ist direkt oder indirekt für viele Symptome und Erkrankungen verantwortlich. Dazu zählen das metabolische Syndrom und Typ-2-Diabetes. Auch an der Entstehung von Arteriosklerose, Thrombosen, Alzheimer und verschiedenen Krebsarten ist das Bauchfett wahrscheinlich beteiligt.

Synonyme: Bauchfett