Grundlagen der Ernährung – Ein Leitfaden zu Energie und Makronährstoffen über die gesamte Lebensspanne

Heute sind nicht mehr Infektionskrankheiten, sondern chronische Erkrankungen die wichtigsten Todesursachen. Angesichts von Krebs, Diabetes, COPD und Demenz wird die lebenslange Bedeutung der Ernährung immer deutlicher. Sie trägt nicht nur zur Vorbeugung dieser Erkrankungen bei, sondern unterstützt auch ihre Behandlung wesentlich. So rücken Aussagen wie „Nahrung ist Medizin“ und „Du bist, was du isst“ zu Recht in den Mittelpunkt.

Die Komplexität der Ernährung und der Ansatz „Nahrung ist Medizin“

Der Ansatz „Nahrung ist Medizin“ wird zur Vorbeugung und Behandlung vieler chronischer Erkrankungen zunehmend untersucht. Während die molekularen Angriffspunkte herkömmlicher Arzneimittel klar definiert sind, besteht die Ernährung aus einer Vielzahl von Bestandteilen, deren Wirkungen sich über das gesamte Leben erstrecken. Empfehlungen dazu, was und wie viel Patienten, insbesondere chronisch Kranke, essen sollten, sind deshalb komplexer als die meisten anderen gesundheitlichen Ratschläge.

In diesem ausführlichen Beitrag fassen wir moderne Ernährungskonzepte zusammen und konzentrieren uns besonders auf Energie und Makronährstoffe.

Historische Entwicklung

Die Entwicklung der Ernährungswissenschaft

Vor mehr als 2.000 Jahren erkannten griechische Philosophen und Ärzte, dass Nahrung unvermeidliche Stoffverluste im Körper ersetzen muss, dass sich der Bedarf mit den Lebensphasen verändert und dass Nahrung gemeinsam mit Luft die „natürliche“ Körperwärme aufrechterhält.

Während der chemischen Revolution seit dem späten 18. Jahrhundert zeigten Wissenschaftler um Antoine Lavoisier, dass die Körperwärme aus einem Verbrennungsprozess entsteht, der Sauerstoff benötigt. Damit legten sie die Grundlagen unseres modernen Stoffwechselverständnisses (Abbildung 1).

In der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts beschrieben und benannten Gerardus Johannes Mulder und Jöns Jacob Berzelius das Protein. Michel Eugène Chevreul und andere entwickelten Konzepte zu Fetten und Lipiden, während zahlreiche Wissenschaftler Zucker und Stärke als Kohlenhydrate einordneten. Heute wissen wir, dass Proteine, Fette und Kohlenhydrate die wichtigsten Makronährstoffe sind, die als Stoffwechselbrennstoffe dienen und an vielen weiteren lebenswichtigen Funktionen beteiligt sind.

Zu Beginn des 20. Jahrhunderts wurde deutlich, dass über Makronährstoffe hinaus weitere Nahrungsbestandteile für eine optimale Gesundheit notwendig sind. Die heute bekannten 13 wasser- und fettlöslichen Vitamine wurden zwischen 1912 und 1948 identifiziert. Hinzu kommen 21 essenzielle Mineralstoffe. Sie werden in Mengenelemente mit einem täglichen Bedarf von 100 mg oder mehr, etwa Kalzium, und Spurenelemente mit einem Bedarf unter 100 mg, etwa Jod, eingeteilt.

Die Folgen der Weltwirtschaftskrise für die Ernährung und die Entwicklung empfohlener täglicher Zufuhrmengen

Die Weltwirtschaftskrise führte zu weitverbreiteter Mangelernährung. Als die USA in den II. Weltkrieg eintraten, machte sich das Fehlen von Ernährungshilfeprogrammen bemerkbar. Im Jahr 1940 bat die National Defense Advisory Commission den National Research Council der National Academy of Sciences um Unterstützung bei der Untersuchung der Mangelernährung in der US-Bevölkerung.

1943 veröffentlichte der National Research Council erstmals empfohlene tägliche Zufuhrmengen, die Recommended Dietary Allowances (RDA), für Energie, Protein sowie acht Vitamine und Mineralstoffe. Diese Standards sollten Nährstoffmängeln vorbeugen. In den folgenden vierzig Jahren wurden sie mehrfach aktualisiert. Die letzte Aktualisierung erschien 1989 und enthielt neben Energie und Protein Empfehlungen für 25 Vitamine und Mineralstoffe.

Zur Ableitung der RDA wurde zunächst die durchschnittliche tägliche Nährstoffzufuhr geschätzt, die den Bedarf der Hälfte gesunder Menschen eines bestimmten Geschlechts und einer bestimmten Lebensphase deckt. Dieser Wert heißt geschätzter durchschnittlicher Bedarf. Die RDA liegt 2 Standardabweichungen darüber und soll den Nährstoffbedarf der meisten gesunden Menschen, nämlich 97,5%, decken. Bei unzureichender Datenlage wird eine angemessene Zufuhrmenge auf Grundlage von Tier- oder Beobachtungsstudien verwendet.

Die Entwicklung der empfohlenen Zufuhrmengen seit 1994

1994 wurden die Recommended Dietary Allowances (RDA) neu bewertet und anschließend zu den Dietary Reference Intakes weiterentwickelt. Diese umfassen ein breites Spektrum evidenzbasierter Referenzwerte, darunter die RDA, tolerierbare obere Zufuhrmengen zur Vermeidung toxischer Wirkungen und akzeptable Verteilungsbereiche für Makronährstoffe. Für jede Energiequelle geben diese Bereiche Aufnahmemengen an, die mit einem geringeren Risiko chronischer Erkrankungen verbunden sind und zugleich eine ausreichende Versorgung mit essenziellen Nährstoffen gewährleisten.

Die Dietary Reference Intakes wurden zwischen 1997 und 2003 veröffentlicht. Aktualisierungen folgten 2011 für Kalzium und Vitamin D, 2019 für Natrium und Kalium sowie 2023 für die Energiewerte. Seit einer 2019 mit Natrium begonnenen Erweiterung gibt es zudem den Zufuhrwert zur Senkung des Risikos chronischer Erkrankungen, der den Zusammenhang zwischen einem Nährstoff und diesem Risiko abbildet. Beispielsweise ist bei Menschen ab 14 Jahren eine Verringerung der Natriumzufuhr auf den entsprechenden Wert von täglich 2300 mg (2,3 Gramm) oder weniger mit einem niedrigeren Risiko für Bluthochdruck und Herz-Kreislauf-Erkrankungen verbunden.

In den 1970er-Jahren richtete sich das Interesse der US-Bundesregierung zunehmend auf die neu auftretenden chronischen Erkrankungen. Der Senatsausschuss für Ernährung und menschliche Bedürfnisse erarbeitete 1977 die Dietary Goals for the United States. Die Empfehlungen dieses Berichts wurden später zu den Dietary Guidelines for Americans weiterentwickelt. Diese wurden 1980 erstmals vom Landwirtschaftsministerium und dem Gesundheitsministerium veröffentlicht und werden inzwischen alle 5 Jahre aktualisiert. Sie stehen für den Wandel vom Schwerpunkt der ausreichenden Nährstoffversorgung zu Beginn des 20. Jahrhunderts hin zu den Auswirkungen der gesamten Ernährung auf Gesundheit und chronische Krankheitsrisiken.

Die Ernährungswissenschaft entwickelt sich weiter. Sie untersucht Mechanismen der Nährstofferkennung, zirkadiane und lustbezogene Wirkungen von Makronährstoffen und versucht, individuelle Reaktionen auf Lebensmittel und Ernährungsweisen mithilfe KI-basierter Algorithmen vorherzusagen.

Ernährungsforschung und politische Veränderungen in der Türkei

• 1920er- bis 1950er-Jahre: In den ersten Jahren der türkischen Republik wurden erste ernährungs- und gesundheitspolitische Maßnahmen sowie Gesundheitskampagnen gestartet, insbesondere Programme zur Kindergesundheit und gegen Nährstoffmängel.
• 1962: An der Hacettepe-Universität wurde die Abteilung für Ernährung und Diätetik gegründet. Damit begann in der Türkei die Ausbildung von Ernährungsfachkräften.
• 1970er-Jahre: Das Modell der Gesundheitsstationen wurde entwickelt, um die medizinische Grundversorgung in Dörfern und ländlichen Gebieten auszubauen.
• 1991: Programm zur Förderung des Stillens und babyfreundlicher Gesundheitseinrichtungen: Vom türkischen Gesundheitsministerium zur Förderung des Stillens eingeführt.
• 1994: Programm zur Vorbeugung von Jodmangelerkrankungen und zur Jodierung von Salz: Zur Vorbeugung von Jodmangel wurde dieses Programm gestartet. Es sollte die Verwendung von Jodsalz fördern.
• 2004: Programm „Demir Gibi Türkiye“ (Eisenstarke Türkei): Das Programm wurde eingeführt, um Säuglingen und Kindern vorbeugend Eisen zuzuführen und Eisenmangel zu verhindern.
• 2005: Programm zur Vitamin-D-Supplementierung: Zur Vorbeugung eines Vitamin-D-Mangels erhielten Säuglinge im Rahmen dieses Programms erstmals kostenlose Vitamin-D-Präparate.
• 2010: Türkische Ernährungs- und Gesundheitsstudie (TBSA): Regelmäßige Untersuchungen zur Erfassung der Ernährungsgewohnheiten und des Gesundheitszustands wurden aufgenommen. Türkisches Programm für gesunde Ernährung und ein aktives Leben: Zur Bekämpfung von Adipositas und zur Förderung gesunder Ernährungsgewohnheiten eingeführt. Projekt für ernährungsfreundliche Schulen: Gemeinsam vom türkischen Gesundheits- und Bildungsministerium eingeführt, um gesunde Ernährungsstandards in Schulkantinen zu fördern.
• 2011: Aktionsplan zum Klimawandel (2011–2023): Das türkische Ministerium für Umwelt und Stadtentwicklung erarbeitete Maßnahmen der Agrar- und Umweltpolitik.
• 2015: Türkischer Ernährungsleitfaden (TÜBER): Dieser landesspezifische Leitfaden bietet umfassende Informationen zur Gestaltung der Ernährungsgewohnheiten in der Türkei.
• 2019: Das Türkische Programm für gesunde Ernährung und ein aktives Leben (2019–2023) wurde als aktualisiertes umfassendes Programm zur Förderung gesunder Ernährung und zur Bekämpfung von Adipositas eingeführt.
• 2021: Türkischer Leitfaden zur Verringerung des Zuckerverbrauchs: Das türkische Gesundheitsministerium veröffentlichte einen Leitfaden zur Senkung des Zuckerkonsums. Türkiye Beslenme ve Diyet Dergisi: Die Zeitschrift erscheint als wissenschaftliche Quelle zur Bewertung der Ernährungspolitik und weiterer gesundheitsbezogener Faktoren.

Energie und Makronährstoffe

Energie:

Ende des 19. Jahrhunderts untersuchte Max Rubner in einem Kalorimeter die Wärmeproduktion und weitere Energieverluste eines Hundes, dessen Gewicht konstant gehalten wurde. Die mit dem Futter aufgenommene Energie von 17.349 kcal entsprach den gesamten Energieverlusten von 17.406 kcal und bestätigte damit die Gültigkeit des ersten Hauptsatzes der Thermodynamik in einem lebenden Organismus. Wilbur Atwater erweiterte diese Arbeiten kurz darauf und bestätigte das Gesetz auch beim Menschen. Er leitete für Kohlenhydrate, Fette und Proteine Werte der metabolisierbaren Energie von 4, 9 beziehungsweise 4 kcal/g ab und berücksichtigte dabei die chemischen Energieverluste der einzelnen Makronährstoffe über Stuhl und Urin. Diese bis heute verbreiteten Atwater-Werte setzen eine durchschnittliche „scheinbare“ Verdaulichkeit und Energieverluste durch die im Urin ausgeschiedenen Endprodukte des Proteinstoffwechsels voraus. Für einzelne Lebensmittel sind sie möglicherweise nicht exakt. Mandeln liefern in der menschlichen Ernährung beispielsweise 4,6 kcal pro Gramm, deutlich weniger als die anhand ihrer Makronährstoffzusammensetzung geschätzten 6 kcal.

Die Experimente von Rubner und Atwater zeigen eine ausgeglichene Energiebilanz bei konstantem Gewicht, wenn die Energieaufnahme von Tier oder Mensch den Energieverlusten über Wärme, Stuhl, Urin und Haut entspricht. Die heutigen Referenzwerte beruhen auf indirekter Kalorimetrie, mit der der gesamte Energieverbrauch über 1–2 Wochen in der natürlichen Lebensumgebung gemessen wird. Abbildung 2 zeigt ein einfaches Modell der Umwandlung von Makronährstoffen in Körpergewebe und Wärme.

Der Referenzwert für Energie ist als geschätzte durchschnittliche Energieaufnahme definiert, die ein Mensch abhängig von Alter, Geschlecht, körperlicher Aktivität und Lebensphase zur Erhaltung der Energiebilanz benötigt. Die vier Aktivitätsstufen lauten inaktiv, wenig aktiv, aktiv und sehr aktiv. Sie reichen vom Mindestenergiebedarf für ein selbstständiges Leben bis zum Bedarf bei intensiver Aktivität. Für Schwangere und Stillende werden die Schätzungen genauer angepasst. Die Kalorienzufuhr lässt sich mithilfe eines Online-Rechners abschätzen. Tragbare Sensoren und mobile Anwendungen eröffnen neue Möglichkeiten, Nahrungsaufnahme und Aktivität auf individueller und Bevölkerungsebene objektiv zu erfassen.

Protein

Proteine werden aus Aminosäuren aufgebaut und sind die wichtigsten strukturellen und funktionellen Bestandteile des menschlichen Körpers. Von den 20 in menschlichen Proteinen vorkommenden Aminosäuren sind neun unentbehrlich beziehungsweise essenziell. Fehlt eine davon in der Nahrung, treten körperliche Symptome und eine negative Proteinbilanz auf. Sechs Aminosäuren gelten als bedingt essenziell: In Phasen schnellen Wachstums oder starken Stoffwechselstresses kann der Körper sie nicht in ausreichender Menge bilden. Die übrigen fünf werden als nicht essenziell eingestuft und können bedarfsdeckend im Körper synthetisiert werden.

In den 1930er-Jahren zeigten Rudolf Schoenheimer und seine Kollegen, dass Biomoleküle wie Proteine im Körper ständig umgesetzt werden und über die Nahrung ergänzt werden müssen, um zahlreiche Körperfunktionen und die Gesundheit zu erhalten. Tierische Proteinquellen enthalten alle neun essenziellen Aminosäuren, während pflanzlichen Proteinen häufig eine oder mehrere davon fehlen. Zur Bewertung von Proteinquellen dient ein Score für verdauliche Aminosäuren, dessen Referenz auf dem Bedarf eines Kindes im Vorschulalter an verdaulichen essenziellen Aminosäuren beruht. Kuhmilch, Rindfleisch und Eier erreichen mit etwa 1 den höchsten Wert. Reis liegt bei etwa 0,5, Soja bei etwa 0,9 und ist eine nützliche pflanzliche Aminosäurequelle. Vegetarisch und vegan lebende Menschen können durch eine Vielfalt pflanzlicher Lebensmittel wie Hülsenfrüchte, Getreide, Sojaprodukte, Nüsse und Samen ausreichend Protein aufnehmen.

Der Bedarf an einzelnen Aminosäuren wird meist mit Isotopen-Tracer-Verfahren bestimmt. Der Proteinbedarf wird dagegen über die Stickstoffbilanz geschätzt: Dabei werden Veränderungen der Proteinaufnahme und Stickstoffverluste über Stuhl, Urin und Haut erfasst. Eine unzureichende Gesamtproteinzufuhr oder das Fehlen einer essenziellen Aminosäure führt zu Anpassungen des Proteinstoffwechsels, die die Entwicklung des kindlichen Gehirns, die Immunfunktion und viele weitere physiologische und metabolische Funktionen beeinträchtigen können. Auch eine unzureichende Energiezufuhr aus Fett und Kohlenhydraten kann eine negative Stickstoffbilanz verursachen. Überschüssige Aminosäuren bei hoher Proteinaufnahme können hingegen durch Desaminierung zu Alpha-Ketosäuren werden. Diese lassen sich anschließend zur Energiegewinnung oxidieren oder in Glukose beziehungsweise Fett umwandeln.

Gesunde junge Erwachsene können bei einer täglichen Proteinzufuhr von 0,55 bis 0,6 Gramm je Kilogramm Körpergewicht eine ausgeglichene Stickstoffbilanz aufrechterhalten. Die empfohlene tägliche Zufuhr (RDA) liegt bei 0,8 Gramm je Kilogramm und enthält für Frauen und Männer über 18 Jahren einen Sicherheitszuschlag gegenüber diesem Niveau. Für gesundes Wachstum ist der Bedarf bei Säuglingen und Kindern höher. Auch in Schwangerschaft und Stillzeit steigt er. Einige Untergruppen könnten von einer höheren Zufuhr profitieren, darunter Sportler, selbstständig lebende ältere Menschen und adipöse Personen während einer Gewichtsreduktionsdiät.

Auf Grundlage von Schätzungen der Harnstoffproduktion und kleinen experimentellen Studien liegt die tolerierbare obere Proteinzufuhr für Erwachsene bei täglich 3,5 Gramm je Kilogramm Körpergewicht, beispielsweise 280 Gramm für einen Erwachsenen mit 80 Kilogramm. Wegen zahlreicher gesundheitlicher Nachteile sollten Mengen über täglich 2 Gramm je Kilogramm jedoch vermieden werden. Eine Zufuhr unter etwa 0,4 bis 0,5 Gramm je Kilogramm führt bei Erwachsenen zu Muskelschwund und Funktionsstörungen. Der akzeptable Verteilungsbereich für Protein wird als Anteil an der Gesamtenergie angegeben und liegt für alle Menschen über 3 Jahren zwischen 10% und 35%.

Zwischen 2015 und 2018 nahmen etwa 6% der US-Bevölkerung über 1 Jahr zu wenig Protein auf. In einigen Gruppen war dies häufiger, etwa bei Menschen ab 71 Jahren sowie bei lateinamerikanischen und schwarzen US-Amerikanern. Die Proteinzufuhr zu erhöhen ist nicht einfach, denn proteinhaltige Lebensmittel liefern gewöhnlich auch andere Makro- und Mikronährstoffe. Proteinreiche Nahrungsmittel werden häufig in gemischten Speisen wie Fleischsandwiches und Kebabs verzehrt, die viele gesättigte Fette und viel Natrium enthalten. Wer ausschließlich pflanzliche Lebensmittel isst, sollte neben der Proteinqualität besonders auf Vitamin B12 und D, Kalzium, Eisen, Zink und Jod achten.

Fett

Körperfett liegt beim Menschen nahezu vollständig als Triglycerid mit einem Glyceringerüst und drei gebundenen Fettsäuren vor. Gesättigte Fettsäuren haben keine Doppelbindungen, stammen aus tierischen Quellen und sind bei Raumtemperatur meist fest. Ungesättigte Fettsäuren besitzen Doppelbindungen und kommen in zwei geometrischen Formen vor: Bei der cis-Form liegen die beiden an die Kohlenstoffatome gebundenen Wasserstoffatome an der Doppelbindung auf derselben Seite, bei der trans-Form auf gegenüberliegenden Seiten. Cis-ungesättigte Fettsäuren können eine Doppelbindung haben und einfach ungesättigt sein oder mehrere Doppelbindungen besitzen und mehrfach ungesättigt sein. Sie stammen aus pflanzlichen Quellen und sind bei Raumtemperatur flüssig.

Zu Beginn des 20. Jahrhunderts galt Fett in Form von Triglyceriden als kompakter Energielieferant und Träger fettlöslicher Vitamine. 1929 entdeckten George und Mildred Burr, dass zwei Fettsäuren, Linolsäure und Alpha-Linolensäure, im Mausmodell für das Wachstum und zur Verhinderung symptomatischer Mängel notwendig sind. Diese essenziellen mehrfach ungesättigten n-6- und n-3-Fettsäuren wurden später als Vorläufer zahlreicher bioaktiver Lipide erkannt und tragen zu vielen Funktionen bei.

Neben Linolsäure kann auch Arachidonsäure, eine mehrfach ungesättigte n-6-Fettsäure, bedingt essenziell werden, wenn ihre Bildung aus Linolsäure durch Desaturierung und Kettenverlängerung eingeschränkt ist. Sie ist Vorläufer zahlreicher Eicosanoide wie Prostaglandine, Thromboxane und Leukotriene, die autokrine, parakrine und gelegentlich endokrine Aufgaben erfüllen und vielfältige physiologische Wirkungen haben.

Die essenzielle mehrfach ungesättigte n-3-Fettsäure Alpha-Linolensäure ist ein Vorläufer der Eicosapentaensäure (EPA) und Docosahexaensäure (DHA). Diese beiden mehrfach ungesättigten n-3-Fettsäuren spielen wichtige Rollen bei der Bildung von Entzündungsmediatoren, der intrazellulären Signalübertragung, der Genexpression und dem Aufbau von Zellmembranen. Höhere EPA- und DHA-Spiegel sind mit einem geringeren Herz-Kreislauf-Risiko verbunden; die Stärke dieser Effekte wird jedoch noch untersucht. Unter den verbreiteten Pflanzenölen sind Lein-, Soja- und Rapsöl gute Alpha-Linolensäurequellen. Fettreiche Fische wie Lachs und Hering sowie Fischöle enthalten viel EPA und DHA. Menschen besitzen nicht die Fähigkeit, Alpha-Linolensäure in EPA und DHA umzuwandeln.

Ein Mangel an einer oder beiden unentbehrlichen Fettsäuren ist selten, da sie und ihre Zwischenprodukte in westlichen Ernährungsweisen reichlich vorkommen und während der Lipolyse im Körperfett gespeichert werden. n-6- und n-3-Fettsäuren konkurrieren um dieselben Desaturase-Enzyme, die die Bildungsraten von Arachidonsäure, EPA und DHA regulieren. Angemessene Zufuhrmengen essenzieller mehrfach ungesättigter Fettsäuren werden nach Lebensphasen festgelegt.

Einfach ungesättigte Fettsäuren sind Bestandteile von Zellmembranen und insbesondere des Myelins im Nervengewebe. Ölsäure ist die wichtigste einfach ungesättigte Fettsäure in Lebensmitteln und Geweben. Sie kommt in Oliven-, Raps-, Erdnuss- und Sesamöl sowie in tierischen Fetten vor. Gesättigte Fettsäuren wie Stearin- und Palmitinsäure sind nicht essenziell. Sie stammen vor allem aus tierischen Lebensmitteln wie Vollmilchprodukten und fettem Fleisch sowie aus tropischen Ölen wie Kokos- und Palmkernöl. Diese Fettsäuren erhöhen das Gesamt- und LDL-Cholesterin und steigern das Herz-Kreislauf-Risiko.

Transfettsäuren sind ungesättigte Fettsäuren, die in Fleisch und Milchprodukten von Wiederkäuern vorkommen oder bei der industriellen Teilhärtung flüssiger Öle zu halbfesten oder festen Fetten entstehen. Sie wurden mit einem höheren Gesamt- und LDL-Cholesterin sowie einem erhöhten Herz-Kreislauf-Risiko in Verbindung gebracht. In den USA mussten Lebensmittelunternehmen bis 2018 teilweise gehärtete Öle aus ihren Produkten entfernen. Dies verringerte den Gehalt industrieller Transfette im Lebensmittelangebot deutlich.

Cholesterin

Cholesterin ist zwar kein über die Nahrung zwingend aufzunehmendes Lipid, spielt aber eine wichtige Rolle für die Fluidität der Zellmembranen und ist Vorläufer von Steroidhormonen, Gallensäuren und Vitamin D. Die Einschätzung seiner Rolle bei der Entstehung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen hat sich im Laufe der Zeit verändert. Dies liegt teilweise daran, dass seine Wirkungen schwer von denen anderer Nahrungsfette und Kohlenhydrate zu trennen sind. Weniger gesättigte Fette und eine gesunde Ernährung mit Obst, Gemüse, Vollkorngetreide, fettarmen oder fettfreien Milchprodukten, mageren Proteinquellen, Nüssen, Samen und Pflanzenölen führen zu einer Cholesterinzufuhr unterhalb der Mengen, die als risikosteigernd gelten.

Mit Ausnahme der roten Blutkörperchen und der Zellen des zentralen Nervensystems können alle Zellen langkettige Fettsäuren aus Nahrungstriglyceriden zur Energiegewinnung oxidieren. Für Säuglinge von 0–12 Monaten wurden angemessene Gesamtfettzufuhrmengen festgelegt. Für ältere Menschen werden dagegen weder RDA noch angemessene Zufuhrmengen empfohlen. Der akzeptable Verteilungsbereich für Fett liegt je nach Lebensphase zwischen 20% und 40% der Energieaufnahme.

Tabelle 1: Die Werte geben die durchschnittliche Nährstoffaufnahme aus verzehrten Lebensmitteln und Getränken je Person ab 20 Jahren in der Zeit vor der Pandemie von 2017 bis März 2020 an.

Die Dietary Guidelines for Americans 2020–2025 empfehlen ab einem Alter von 2 Jahren, weniger als 10% der täglichen Kalorien durch gesättigte Fette aufzunehmen. Im Zeitraum 2015–2018 berichtete in den USA weniger als ein Viertel der Bevölkerung, diese Empfehlung einzuhalten. Der empfohlene Anteil liegt unter 10%. Zwischen 2017 und März 2020 nahmen Menschen ab 20 Jahren durchschnittlich 12% ihrer Energie als gesättigte Fette und 38% als Gesamtfett auf. Diese Werte überschreiten die obere Grenze des akzeptablen Verteilungsbereichs von 35% in dieser Altersgruppe. Die von den US-Landwirtschafts- und Gesundheitsministerien empfohlenen gesünderen Ernährungsmuster enthalten weniger gesättigte Fette (8%) und Gesamtfett (32%) sowie mehr mehrfach ungesättigte n-6- und n-3-Fettsäuren. Gesättigte Fette sollten durch mehrfach oder einfach ungesättigte Fette und nicht durch raffinierte Kohlenhydrate und Zucker ersetzt werden. Auch Dämpfen oder Kochen statt Braten, das Entfernen sichtbaren Fleischfetts, fettarme Milchprodukte und mageres Fleisch sowie weniger Süßspeisen und zuckerhaltige Snacks können ihre Aufnahme verringern.

Obwohl eine Begrenzung gesättigter Fette weithin befürwortet wird, bleiben bestimmte Quellen mit unterschiedlichen chemischen Eigenschaften und möglichen atherogenen Wirkungen umstritten. Ihre kardiometabolischen Effekte werden durch chemische Wechselwirkungen zwischen Nährstoffen und anderen Lebensmittelbestandteilen bestimmt. So erhöht eine hohe Aufnahme gesättigter Fettsäuren aus Käse das LDL-Cholesterin weniger stark als eine vergleichbare Menge aus Butter. Die Nahrungsquellen gesättigter Fette und ihre Beziehung zum Herz-Kreislauf-Risiko werden vom Beratungsausschuss für die Dietary Guidelines for Americans 2025–2030 untersucht.

Kohlenhydrate

Die menschliche Ernährung enthält zwei Hauptformen verdaulicher Kohlenhydrate, die den Zellen Energie liefern: Zucker und Stärke. Zucker kommen in Obst natürlich vor, überwiegend als Saccharose. Laktose ist ein Disaccharid in Milchprodukten. Stärke ist ein von allen grünen Pflanzen gebildetes Polysaccharid und wird häufig über Kartoffeln, Reis, Mais und Weizen aufgenommen. Zu den bei der Verarbeitung zugesetzten Zuckern gehören Haushaltszucker, Dextrose, brauner Zucker, fruktosereicher Maissirup, Zuckerrohrsirup und Honig. Eine hohe Zuckeraufnahme ist mit übermäßiger Energiezufuhr, ungünstiger Ernährungsqualität, Gewichtszunahme und Adipositas verbunden.

Tabelle 2: Referenzzufuhrmengen für Protein, Fett, Kohlenhydrate, Ballaststoffe und Wasser in der gesamten Ernährung. TD: nicht definiert; RDA: empfohlene tägliche Zufuhrmenge; AMDR: akzeptabler Verteilungsbereich für Makronährstoffe.

Unter normalen Bedingungen sind rote Blutkörperchen und in geringerem Maße die Nervenzellen des menschlichen Gehirns ausschließlich auf Glukose als Energiequelle angewiesen. Der Kohlenhydratbedarf wird ab einem Alter von 1 Jahr für die verschiedenen Lebensphasen aus der durchschnittlichen Mindestoxidation von Glukose im Gehirn abgeleitet. Der akzeptable Verteilungsbereich für Kohlenhydrate liegt ab 1 Jahr bei 45% bis 65% der Gesamtenergie. Die Dietary Guidelines for Americans 2020–2025 empfehlen, vor dem Alter von 2 Jahren zugesetzten Zucker zu vermeiden und ab 2 Jahren seinen Anteil unter 10% der täglichen Kalorien zu halten. Von 2013 bis 2016 nahmen Menschen in den USA ab 1 Jahr durchschnittlich 266 kcal beziehungsweise 13% ihrer Nahrungsenergie durch zugesetzten Zucker auf. Die Richtgröße von 10% überschritten mehr als 70% der Kinder und Jugendlichen von 5 bis 18 Jahren. Auch mehr als 50% der Erwachsenen lagen darüber. Getränke mit zugesetztem Zucker, ausgenommen Kaffee und Tee, machen bei US-Amerikanern ab 2 Jahren etwa ein Viertel der gesamten Zuckeraufnahme aus.

Ballaststoffe sind natürlich vorkommende essbare Bestandteile pflanzlicher Kohlenhydrate und unverdaulicher Substanzen wie Lignin. Funktionelle Ballaststoffe sind isolierte, extrahierte oder synthetische unverdauliche Kohlenhydrate mit nachgewiesenen gesundheitlichen Vorteilen. Die Gesamtaufnahme setzt sich aus Nahrungsballaststoffen und funktionellen Ballaststoffen zusammen. Eine höhere Aufnahme ist mit regelmäßigerer Darmtätigkeit und besserer Blutzuckerkontrolle verbunden. Randomisierte Studien zeigen bei höchster Aufnahme ein geringeres Körpergewicht, niedrigere Serumcholesterinwerte und einen niedrigeren systolischen Blutdruck. Beobachtungsstudien fanden bei hoher Aufnahme eine um 15% bis 30% geringere Häufigkeit einiger verbreiteter nicht übertragbarer Erkrankungen und damit verbundener Todesfälle.

Darmmikroorganismen bilden im Dickdarm durch anaerobe Fermentation von Ballaststoffen kurzkettige Fettsäuren. Dies ist etwa im Zusammenhang mit Typ-2-Diabetes ein günstiger Stoffwechselvorgang. Vollkorngetreide, Obst und Gemüse sind ballaststoffreiche Lebensmittel, die zugleich weitere wichtige Mikronährstoffe liefern.

Die Empfehlungen für Ballaststoffe ab 1 Jahr berücksichtigen deren schützende Wirkung gegenüber Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Zwischen 2017 und 2020 nahmen US-Amerikaner ab 20 Jahren durchschnittlich 17 Gramm täglich auf. Das ist etwa die Hälfte der empfohlenen angemessenen Zufuhr und deutlich weniger als die optimale Aufnahme von täglich 25 bis 29 Gramm. Eine angemessene Zufuhr ist bei zahlreichen gesundheitlichen Endpunkten mit einem geringeren Risiko verbunden. 94% der US-Bevölkerung ab 1 Jahr erreichen die für ihre Lebensphase angemessene Ballaststoffzufuhr nicht.

Frühere Ernährungsempfehlungen zu Kohlenhydraten

Frühere Leitlinien konzentrierten sich auf die Gesamtmenge der Nahrungskohlenhydrate und ihre Einteilung in einfache und komplexe Formen. Diese Einteilung wird heute neu bewertet. Zunehmende Erkenntnisse zeigen, dass Lebensmittel mit natürlichem Zucker andere Stoffwechseleffekte haben als solche mit zugesetztem Zucker. Zugesetzter Zucker erhöht das Risiko verschiedener nicht übertragbarer Erkrankungen.

Die Qualität von Kohlenhydratquellen hängt von der Art der Kohlenhydrate, ihrer Verdaulichkeit und ihrem Ballaststoffgehalt ab. Menge und Qualität gelten inzwischen als unabhängige Einflussfaktoren auf Erkrankungen wie Typ-2-Diabetes.

Von Makronährstoffen zu gesunden Ernährungsmustern

Unterschiedliche Energie- und Nährstoffbedürfnisse in zehn Lebensphasengruppen für die drei Hauptmakronährstoffe und zahlreiche Mikronährstoffe sowie besondere Gruppen wie Schwangere und Stillende machen Ernährungsempfehlungen komplex. Hinzu kommen große Unterschiede bei finanziellen Mitteln, persönlichen Vorlieben, kulturellem Hintergrund und ethnischen Ernährungsgewohnheiten. Tabelle 3 fasst die wichtigsten Energie- und Makronährstoffempfehlungen für eine gesunde Ernährung zusammen. Die Dietary Guidelines for Americans 2020–2025 sind eine ausgezeichnete Quelle für ausführliche Empfehlungen von der Geburt bis ins hohe Alter.

Menschen mit ernährungsabhängigen chronischen Erkrankungen wie Adipositas, Herz-Kreislauf-Erkrankungen oder Typ-2-Diabetes können besonders zur Verringerung von Symptomen und Begleiterkrankungen von diesen Empfehlungen profitieren. Bei komplexem Ernährungsbedarf sollte die Beratung durch eine qualifizierte Diät- oder Ernährungsfachkraft erwogen werden.

Fazit

Die Menge und das Muster der verzehrten Nahrung bestimmen wesentlich das Wachstum und die Erhaltung der Gesundheit über die gesamte Lebensspanne. Makronährstoffe liefern dafür Energie und halten diese Prozesse aufrecht. Ihre genauen Wirkungen zu verstehen ist für eine wirksame Versorgung aller Patienten wichtig – insbesondere für die wachsende Zahl von Menschen mit Erkrankungen, zu deren Entstehung und Verlauf Ernährungsbestandteile wesentlich beitragen.