Nährstoffe

Als Nährstoffe bezeichnet man verschiedene organische und anorganische Stoffe, die von Lebewesen zur deren Lebenserhaltung aufgenommen und im Stoffwechsel verarbeitet werden. Die Vielfalt und die unterschiedlichen Bedürfnisse der Lebewesen lassen sich dennoch auf wesentliche Nährstoffgruppen zusammenfassen. Dabei dienen vor allem die Art, Herkunft, Verwendung, sowie der mengenmäßige Bedarf der Nährstoffe als Grundlage einer Kategorisierung.

Auf käuflichen Lebensmitteln findet sich häufig eine Kennzeichnung des Nährwerts in Form einer Nährwerttabelle. Ihr spezifischer Energieinhalt wird dort als Brennwert angegeben.

Pflanzen

Hauptartikel: Nährstoff (Pflanze)

In der Bodenkunde und in der agrarwissenschaftlichen Disziplin der Pflanzenernährung (Phytotrophologie) werden die Pflanzennährstoffe nach den benötigten chemischen Elementen bezeichnet. Kohlenstoff, Sauerstoff und Wasserstoff stehen in Form von Kohlenstoffdioxid und Wasser praktisch unbegrenzt zur Verfügung, alle anderen Elemente werden vor allem gelöste anorganischer Verbindungen und Ionen als Mineralstoffe aufgenommen. Diese werden nach dem Gehalt an der Trockenmasse der Pflanzen oder dem täglichen Bedarf eingeteilt: Makroelemente oder Hauptnährelemente und Mikroelemente oder Spurenelemente.

Das Sonnenlicht als Energieträger wird manchmal als weiterer Nährstoff geführt.

Tiere

Bei der tierischen Ernährung, mit dem Spezialfall der menschlichen Ernährung, unterscheidet man zwischen Makronährstoffen (Kohlenhydrate, Fette, Proteine) und Mikronährstoffen (Vitamine, Mineralstoffe).

Viele Nährstoffe können unter Energieverbrauch aus anderen hergestellt werden, andere müssen mit der Nahrung aufgenommen werden, diese nennt man essenzielle Nährstoffe.

Kohlenhydrate

Kohlenhydrate dienen in der Hauptsache der schnellen Energieversorgung des tierischen Organismus. Sie gelten nicht als essentiell und können in der Gluconeogenese synthetisiert werden. Kurzfristig wird Glucose als Glycogen in der Leber und im Muskelgewebe gespeichert. Wenn die Versorgung der Gewebe mit Kohlenhydraten größer ist als ihr Verbrauch, wird der Überschuss in Fett umgewandelt und gespeichert. Die Energiefreisetzung erfolgt im Normalfall in der nicht-oxidativen Glycolyse und im oxidativen Citrat-Zyklus. Der Energiegehalt von einem Gramm Kohlenhydrat beträgt rund 17,2 Kilojoule (kJ) (4,2 kcal).

Nichtverdauliche Kohlenhydrate erfüllen eine wichtige Funktion als Ballaststoffe.

Viele Pflanzen werden gezielt als Kohlenhydratquelle angebaut. Die in der Ernährung wichtigsten Kohlenhydrate sind:

• Stärke aus allen Arten Getreide und Getreideprodukten (Reis, Brot, Nudeln), Kartoffeln, Bohnen
• Cellulose u.a. aus Gräsern, für Wiederkäuer durch bakteriellen Abbau im Pansen als Futtermittel verwertbar, für den Menschen ist sie unverdaulich (Ballaststoff)
• Rohrzucker aus Zuckerrohr und Zuckerrübe
• Fruchtzucker aus Obst und Honig
• Traubenzucker aus Honig und als Bestandteil anderer Zucker
• Milchzucker aus Milch und Milchprodukten

Fette

Flüssige fette Öle und feste Fette sind mit einem zu Kohlenhydraten und Proteinen etwa doppelt so hohem Brennwert von ca. 39 kJ/g (9,3 kcal/g) ein guter Energielieferant und zusammen mit Glykogen ein wichtiger Energiespeicher im Körper. Zur Energiegewinnung wird ein Fettmolekül in Glyzerin und drei Fettsäuren gespalten, letztere werden über die β-Oxidation weiter abgebaut und in den Citratzyklus eingefügt. Zweifach ungesättigte Fettsäuren können vom Körper nicht hergestellt werden und müssen mit der Nahrung aufgenommem werden. Die bekanntesten Beispiele sind die Omega-3- und Omega-6-Fettsäuren. Wichtige Quellen für Speisefette sind zahlreiche Nutzpflanzen und Tiere.

Pflanzenöle:

• Rapsöl
• Sonnenblumenöl
• Leinöl
• Palmöl
• Olivenöl
• Kokosöl
• Erdnussöl

Tierische Fette:

• Tran von Walen und Robben
• Talg von Rindern und Schafen
• Schmalz von Schweinen und Gänsen
• Butter und Butterschmalz
• Fettfische wie Hering, Sardine und Sardelle, Lachs, Makrele, oder Aal

Proteine

Proteine (Eiweiße) werden vor allem im Baustoffwechsel zu körpereigenen Stoffen umgebaut. Neben Strukturproteinen wie in Muskeln sind hier auch Enzyme zu nennen. Dazu werden die Proteine zuerst in die Grundbausteine, die Aminosäuren, gespalten und dann zu neuen Proteinen zusammengesetzt, die Effektivität dieses Umbaus wird mit der biologischen Wertigkeit beschrieben. Viele Aminosäuren können aus anderen synthetisiert werden, andere müssen als essentielle Aminosäuren mit der Nahrung aufgenommen werden. Proteine werden auch zur Energiegewinnung herangezogen und in den Citratzyklus eingespeist, ein Gramm liefert wie Kohlenhydrate auch etwa 17,2 kJ Energie.

Proteine werden aus unterschiedlichsten Lebensmitteln wie Nutzpflanzen, Tieren oder Milchprodukten bezogen.

• Fleisch
• Fisch
• Eier
• Milchprodukte
• Hülsenfrüchte wie Linsen, Bohnen, Erbsen oder Sojabohne
• Kartoffeln (lediglich 2%, dafür sehr viele essentielle Aminosäuren)

Mineralstoffe

• Mengenelemente
• Spurenelemente

Vitamine

Hauptartikel: Vitamine

Wasser

Hauptartikel: Wasser

Siehe auch

• Sekundäre Pflanzenstoffe
• Nahrungsergänzungsmittel

Literatur

• Lincoln Taiz, Eduardo Zeiger: Physiologie der Pflanzen. 1. Aufl. 2000. Spektrum Akademischer Verlag. ISBN 3-8274-0537-8
• Roger Eckert: Tierphysiologie. 4. durchgesehene Aufl. 2002. Georg Thieme Verlag. ISBN 3-13-664004-7