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Titel
Ernährung,
im weitesten Sinne alle chem. und physik. Vorgänge, durch welche den Zellen des Tier- oder Pflanzenkörpers die zu ihrem Leben und zu ihrem Aufbau notwendigen Bestandteile zugeführt und verarbeitet werden. Das Leben einer jeden Zelle [* 2] beruht auf ununterbrochenen Zersetzungsvorgängen, und je lebhafter sich diese gestalten, desto kräftiger und wirkungsvoller entfaltet sich ihre Lebensenergie, desto größer ist aber auch der Stoffverbrauch in der Zelle und das Bedürfnis nach Nahrungszufuhr. Andererseits kann das Leben der Zelle durch äußere Einwirkungen, wie Temperaturerniedrigung oder Wasserentziehung, herabgedrückt werden (s. Winterschlaf, Sommerschlaf). In dem Zustande eines solchen Scheinlebens sind dann die Stoffwechselvorgänge auf das niedrigste Maß gesunken, sodaß monatelang jede äußere Nahrungszufuhr entbehrt werden kann.
Diese biologischen Gesetze haben ihre Gültigkeit im Tierreiche wie im Pflanzenreiche. Ein wesentlicher Unterschied besteht nur in der Art des Nährstoffmaterials. Die Pflanze begnügt sich in der Regel mit relativ einfachen Stoffen, welche sie aus dem Erdboden und aus der Luft aufnimmt und unter dem Einflusse des Sonnenlichts und der Wärme [* 3] in höhere organische Verbindungen umwandelt, um mit ihnen die Zellen und den ganzen Pflanzenleib aufzubauen und zu ernähren.
Der Tierkörper hingegen besitzt diese Eigenschaften nicht. Ihm müssen bereits hoch zusammengesetzte Verbindungen, wie sie die unorganische Natur gar nicht darbietet, als Nährmaterial gereicht werden, und die Lebensvorgänge des Tierkörpers stützen sich darauf, diese hoch zusammengesetzten organischen Verbindungen zu verbrauchen und zu zerstören, soweit er sie nicht als solche direkt zum Ansatz und Aufbau seines Körpers ablagert. Hieraus folgt die große Abhängigkeit der der Tierwelt von dem Pflanzenreiche.
Die Pflanzen bilden die Nährstoffe, welche der tierische Körper zu seinem Leben notwendig hat, sodaß auch der Fleischfresser nur wieder ganz dieselben Verbindungen und Nährstoffe verzehrt, welche vordem der Pflanzenfresser, auch schon im fertigen Zustande, von der Pflanze empfangen hat. Das Wohlergehen und die Zunahme der Bevölkerung [* 4] ist also ungemein abhängig von der Produktion der Pflanzennährstoffe, welche entweder direkt oder aufgespeichert und konzentriert in der Fleischkost genossen werden.
Vom hygieinischen wie nationalökonomischen Standpunkte aus ist die
Ernährungsweise die beste, welche bei billigstem Preise
die größte Menge Nährstoffe in schmackhafter Form und in dem für den einzelnen Körper passenden
Mischungsverhältnisse enthält. Der menschliche wie der tierische Körper besteht aus Wasser, aus Eiweißverbindungen, aus
Fetten, geringen Mengen von
Kohlehydraten und
Salzen. Einer jeden dieser Gruppe von
Verbindungen fallen im lebenden Körper
ganz bestimmte Funktionen zu, welche von den chem. und physik. Eigenschaften
der
Verbindungen selbst abhängig sind. Nachdem sie im Körper verbraucht und ausgeschieden wurden, müssen wieder die gleichen
Gruppen als Ersatz zugeführt werden.
Für die Zwecke einer richtigen
Ernährung ist es also unbedingt erforderlich, daß die Nahrung folgende
Bestandteile enthält:
1) Eiweißkörper oder Proteïnstoffe (s. d.). In reinem Zustande sind sie völlig geschmack- und ¶
mehr
geruchlos, und der Körper, der die feinsten Unterschiede im Tastgefühle, in den Schwingungen der Licht- und Schallwellen
erkennt, vermag mit seinem Geschmackssinne eine eiweißarme Nahrung nicht von einer eiweißreichen zu unterscheiden. Wenn
wir gegenwärtig einzelne Speisen, wie Fleisch, Eier,
[* 6] Milch u.s. w., als besonders eiweißreich bezeichnen, so ist dies nur
ein Ergebnis der chem. Analyse, deren Kenntnis in weite Kreise
[* 7] gedrungen ist. Für die
Ernährung ist es ziemlich gleich, welche Eiweißsorten
in den Speisen genossen werden; denn der Körper besitzt die wichtige Fähigkeit, sie alle je nach seinen Bedürfnissen umzubilden,
und die Muskeln
[* 8] und Organe wachsen, ob Pflanzeneiweiß, oder Fleisch, oder Eiereiweiß oder Kuhmilch -
Caseïn als Nährstoffe eingeführt wurden.
Die Grundsubstanz jeder tierischen Zelle sind Eiweißverbindungen, welche, mit Wasser imbibiert, halbweiche bis knorpelharte Formen annehmen und so das widerstandsfähige Material darstellen, mit dem der Körper die verschiedenartigen ihm Form und Gestaltung verleihenden Zellengebilde aufbaut. Mit Recht bezeichnet man in diesem Sinne die Eiweißstoffe als plastische Nährstoffe. In der lebenden Zelle des Tierkörpers und durch sie wandeln sich die aufgenommenen Eiweißstoffe in organisiertes, lebendes Eiweiß um. Dieser Vorgang ist jedoch kein glatter.
Durch die Lebensprozesse wird ein Teil der Eiweißmoleküle selbst betroffen; sie spalten sich und zerfallen in niedere Produkte,
die nun für das Leben der Zelle wertlos und durch den eingeatmeten Sauerstoff weiter oxydiert und als Endzersetzungsprodukte
aus dem Körper ausgeschieden werden. So wird beim Menschen und Fleischfresser die Stickstoffgruppe des Eiweißes größtenteils
als Harnstoff, bei den Pflanzenfressern als Hippursäure, bei den Vögeln, Schlangen
[* 9] u. s. w. als Harnsäure im Harne
abgegeben. (S. Stoffwechsel.) Empfängt der Mensch oder der Tierkörper gar kein Eiweiß in der Nahrung, wie bei Hunger oder
in Krankheiten, so ist die lebende Zelle gezwungen von ihrem eigenen Vorrat zu zehren. Es zerstört also auch der hungernde
Mensch stetig Eiweiß; der Körper verarmt an Eiweiß, konsumiert sich selbst bis zur untersten Grenze des
Eiweißbestandes, bei welchem die lebende Zelle nicht mehr bestehen kann und der Körper erschöpft zu Grunde geht. Je reichlicher
vorher die Eiweiß
ernährung war, und je größer der in guten Ernährungstagen angesetzte Vorrat von organisiertem Eiweiß
ist, desto länger erträgt der Körper den Eiweißhunger und kann in diesem Falle 30 bis 40 Tage und
selbst länger ohne jede Eiweißzufuhr bestehen, während ein vorher ungenügend mit Eiweiß ernährter Körper schon in einer
Woche dem Eiweißhunger erliegt. Es ist leicht verständlich, daß die Zellen des Körpers nur so viel Eiweiß ansetzen und
organisieren können, als sie selbst verbraucht haben oder zur Neubildung und zum Wachstum benötigen.
Ein Überschuß an Eiweißnahrung kann somit im Körper keine Verwendung finden, sondern wird zerstört und in Form der Endzersetzungsprodukte wieder ausgeschieden (cirkulierendes Eiweiß). Darum steigt auch mit der Eiweißzufuhr die Größe des Eiweißzerfalles, und Voit fand, daß der Fleischfresser 480 g und 2500 g Fleisch täglich aufnehmen konnte, bei längerer Fütterung die ganze Menge täglich zerstörte und deren Zersetzungsprodukte ausschied (Stickstoff-Gleichgewicht).
Wichtig ist die Thatsache, daß der Mensch wie auch der
Tierkörper bei angestrengter Muskelarbeit nicht mehr Eiweiß zerstört
als in der Ruhe. Eine Steigerung des Eiweißumsatzes tritt jedoch ein durch reichliches Wassertrinken,
durch Zufuhr einiger Salze, Gifte (namentlich Phosphor) und besonders durch Temperaturerhöhung des Körpers. Letzterer Vorgang
wirkt direkt auf die Lebensprozesse der Zellen und zwingt sie zu rascherer Konsumtion. Solche Fälle treten ein bei anstrengenden
Märschen, die eine Überwärmung des Körpers zur Folge haben, oder bei unvorsichtigem Gebrauche von heißen
Dampf- und Sandbädern und bei allen fieberhaften Zuständen des Körpers. Zur
Ernährung bedarf der erwachsene
Mensch bei mittlerer Arbeitsleistung nach Voits Beobachtungen täglich 118 g Eiweiß.
2) Fette. Diese sind dem Körper darum so wichtige Nährstoffe, weil sie im kleinsten Gewicht die größte Menge von Spannkräften enthalten. Sie sind also besonders geeignet, innerhalb des Körpers große Mengen von Wärme zu bilden, die zum Leben notwendige Eigentemperatur zu erhalten sowie an der Entwicklung der Muskelkraft sich zu beteiligen. Die in den Nahrungsmitteln aufgenommenen Fette des Pflanzen- und Tierreichs bestehen zum größten Teil aus Neutralfetten, und zwar aus einer Mischung von Trioleïn und Tristearin nebst Tripalmitin.
Die Fette sind in Wasser und in den Körperflüssigkeiten vollständig unlöslich. Überall, wo das Fett im Körper cirkuliert,
kommt es in Form feinster Tröpfchen vor (Milch, Chylus, Blutserum, Lymphe). In dieser Form vermag das Fett die feinsten Kanäle
und Spalten im Körper leicht zu durchwandern. An dem Aufbau der Zellen kann sich das Fett nicht direkt
wie die Eiweißstoffe beteiligen. Da jedoch das Fett in eigenen kleinen Zellengebilden, den Fettzellen, abgelagert wird, und
diese sich an bestimmten Stellen im Innern des Körpers, besonders aber unter der äußern Hautbedeckung vorfinden, so erhält
der fettreiche Körper die weichen, runden Formen des guten
Ernährungszustandes.
Die Größe der Fettzersetzung und der Fettbedarf hängt ganz wesentlich von den äußern und innern Zuständen des Körpers ab. So zerstört der hungernde Mensch genau so große Fettmengen, als er zur Gleichhaltung seiner Körperwärme bedarf. Bei jeder körperlichen Arbeitsleistung, durch die mehr Kraft [* 10] verbraucht wird und auch die Wärmeabgabe infolge der stärkern Respiration gesteigert ist, erfolgt sofort eine Erhöhung des Fettumsatzes. Während z. B. ein hungernder Mensch bei körperlicher Ruhe im Tage 208 g Fett zerstörte, wurde von demselben bei Hunger und Arbeitsleistung fast noch einmal soviel Fett (380 g) verbrannt.
Stets wird im Schlafe weniger Fett verbraucht als beim Wachen, und in dem auf einen anstrengenden Arbeitstag folgenden Schlafe ist der Fettumsatz sogar noch um 22 Proz. geringer als während des weniger tiefen Schlafs nach einem ruhig verlebten Tage. Auch jede Einwirkung von Kälte erhöht sofort den Fettumsatz, sodaß in kalten Klimaten das dringendste Bedürfnis nach Fettnahrung besteht. Die Fettmengen, welche der Körper in seinem Fettgewebe aufspeichert, sind als Reservenahrung von größter Wichtigkeit. Sie machen den Menschen in bestimmtem Umfange unabhängig von der Nahrungsaufnahme. Genießt der Mensch im Durchschnitt so viel Fett, als er täglich zerstört, so bleibt sein Vorrat unverändert. Nimmt aber der Mensch mehr Nahrungsfette auf, als er braucht, so wird der ganze ¶
mehr
Überschuß aufgespeichert, und es kann der Fettansatz im Körper, namentlich bei großer körperlicher Ruhe, so weit getrieben
werden, daß krankhafte Fettansammlungen eintreten. Für die Gesamt
ernährung ist noch der Umstand von großer Bedeutung,
daß die Darreichung von Fetten den Eiweißumsatz verringert und der Körper bei gleichzeitiger Fett- und Eiweißzufuhr weniger
Eiweiß zerstört, als wenn nur Eiweiß verzehrt wird. Fett äußert also eine eiweißersparende Wirkung.
3) Kohlenhydrate. Sie werden vorzugsweise mit der Pflanzennahrung als Stärkemehl, Zucker
[* 12] und Pflanzenschleime eingenommen.
Im Tierkörper wie in der Fleischnahrung finden sich nur kleine und für die
Ernährung bedeutungslose Mengen von
Kohlenhydraten, wie Glykogen und Traubenzucker. Nur in der Milch steigt der Gehalt an Zucker zu einer Größe,
daß er für die
Ernährung von wesentlicher Wichtigkeit ist. Innerhalb des Körpers werden die Kohlenhydrate gleich den Fetten zu
Kohlensäure und Wasser verbrannt.
Entsprechend ihrer Zusammensetzung liefern sie jedoch nur etwa die Hälfte der Verbrennungswärme und Spannkräfte wie die
Fette. Gleichwohl haben die Kohlenhydrate für die
Ernährung des Menschen die größte Bedeutung. Sie sind wegen der leichten und
sehr ergiebigen Produktion durch die Pflanze der billigste Nährstoff. Innerhalb des Körpers übernehmen sie dieselbe Rolle
wie das Fett, sodaß der Mensch ebensogut mit Eiweiß und Stärkemehl wie mit Eiweiß und Fett zu ernähren
ist.
Auf den Eiweißumsatz wirkt Kohlenhydratnahrung ebenso ersparend wie Fettzufuhr. Die reichliche Aufnahme von Kohlenhydraten befördert aber auch den Fettansatz, indem die Kohlenhydrate leichter zersetzlich sind und an Stelle des in der Nahrung aufgenommenen Fettes und auch des Fettes, das bei der Spaltung des Eiweißes gebildet ist, verbrannt werden. Für einzelne Tierklassen, wenn auch noch nicht für den Menschen, ist der experimentelle Nachweis erbracht, daß sich die aufgenommenen Kohlenhydrate auch direkt an der Fettbildung und am Fettansatze beteiligen. Mit Recht überwiegt daher in der menschlichen Nahrung die Menge der von den Pflanzen reichlichst gebotenen Kohlenhydrate die Fettzufuhr. Nach den Ermittelungen von Voit nimmt der erwachsene körperlich arbeitende Mensch in seiner täglichen Nahrung als stickstofffreie Nährstoffe durchschnittlich 56 g Fett und 500 g Kohlenhydrate ein.
4) Anorganische Nährstoffe. Die Zahl derselben, deren der menschliche und tierische Körper bedarf, ist sehr beschränkt; außer dem Wasser sind es nur die kohlensauren und phosphorsauren Salze und die Chloride von Kalium, Natrium, Ammonium, Calcium und Magnesium, welche nebst Eisen [* 13] für die Lebensvorgänge unbedingt notwendig sind. Die Salze beteiligen sich bei dem Aufbau der Zellen wie bei den Umsetzungen im Körper in hervorragendem Maße. In Körperflüssigkeiten, wie Lymphe, Blutserum, überwiegen die Natriumsalze gegenüber den Kaliumverbindungen, die besonders in den organisierten Gebilden, in den Muskelfasern und Zellen der Drüsen und Organe vorkommen.
Die chem. Eigenschaften der phosphorsauren und kohlensauren Alkalien gestatten, daß die vom Körper gebildeten Säuren leicht und rasch gebunden und in einer das Zellenleben nicht mehr beeinträchtigenden Weise durch die Niere ausgeschieden werden können. Die phosphorsauren und kohlensauren Erden sind so schwer löslich, daß sie sich vorzüglich zur Ablagerung in Knochen [* 14] eignen und diesen durch Einlagerung in die organische Substanz eine Härte und Widerstandsfähigkeit verleihen, wie sie das Stützgerüst des Körpers erfordert.
Das Eisen ist unentbehrlich zur Bildung des Blutfarbstoffs (s. d.). Das Kochsalz, vorhanden in allen
Körperflüssigkeiten, spielt eine vielseitige wichtige Rolle, indem es die Quellungszustände der Zellen erhält und auf
die Diffusionsvorgänge und Säfteströme nachhaltend einwirkt. Durch die Thätigkeit der Magendrüsen wird das Kochsalz
in freie Salzsäure zerlegt, wodurch der Magensaft die wichtigsten Eigenschaften erhält, welche für die Verdauung und Lösung
der Eiweißstoffe maßgebend sind. Bei
Ernährung mit Pflanzenkost muß Kochsalz als solches der Nahrung zugefügt
werden, weil die großen Mengen der Kaliumverbindungen in der Pflanzenkost Störungen im Zellenleben bedingen, die nur durch
ein reichlicheres Maß von Natriumverbindungen ausgeglichen werden können.
Die bisher erwähnten Gruppen von Verbindungen bezeichnet man als Nährstoffe. Sie werden einzeln für
sich nur ausnahmsweise, wie Fette, Zucker, Kochsalz, genossen. Meist sind es Gemische von Nährstoffen, die wir unter dem
Namen von Nahrungsmitteln (s. d.) aus dem Pflanzen- oder Tierreiche entnehmen und zur täglichen
Ernährung verwenden. Mit Hilfe der
Nahrungsmittel
[* 15] setzen wir die Nahrung zusammen, welche dann eine geeignete und vollkommene wird, wenn
sie alle Nährstoffe in der Menge und Mischung enthält, wie sie der Körperbestand und die Körperfunktionen bedürfen.
Die Zusammensetzung der Nahrungsmittel, also ihr Gehalt an Eiweiß, Fett, Kohlenhydraten u. s. w., ergiebt den Nährwert derselben,
jedoch nur vom chem. Standpunkte aus. Es ist klar, daß für die Zwecke der
Ernährung des Körpers nur die Nährstoffe in Frage kommen, welche vom Darmkanal aufgenommen und in den Blutkreislauf
[* 16] gelangt sind.
Je weniger verdaulich Nahrungsmittel sind, desto wertloser wird die Nahrung bei gleicher Zusammensetzung. Der wirklich physiol.
Nährwert der Nahrung und einzelner Nahrungsmittel läßt sich also nur auf Grund von Versuchen über
ihre Verdauungs- oder Ausnutzungsfähigkeit bestimmen. (S. Verdauung.) Die animalischen Nahrungsmittel werden viel vollkommener
ausgenutzt als die vegetabilischen. In letztern sind die Nährstoffe wie Eiweiß, Kohlenhydrate u. s. w. von den Pflanzenzellen
eingeschlossen, deren äußere Hülle aus unverdaulicher und schwer löslicher Cellulose besteht. Bei der
Ernährung mit Pflanzenkost
ist es also besonders wichtig, daß die Nahrungsmittel in geeigneter Weise bearbeitet werden, um auf mechan.
Wege (durch Zerkleinern, durch Kochen u. s. w.) die Zellenmembranen zu sprengen und den Inhalt hierdurch leichter löslich
und aufnehmbar zu machen. (S. Vegetarierkost.)
Pettenkofer und Voit stellten an verschiedenen Personen zahlreiche
Ernährungsversuche an und fanden als mittleres Kostmaß,
daß der kräftige Arbeiter täglich 118 g Eiweiß, 56 g Fett und 500 g Kohlenhydrate in seiner Nahrung
bedarf. Ältere Personen oder nicht körperlich arbeitende Menschen reichen mit einem Kostmaß von etwa 80 g Eiweiß, 30 g Fett
und 300 g Kohlenhydraten aus. Die der Truppen ist durch ganz bestimmte Vorschriften geregelt und erreicht
im Frieden die Normen, wie sie für den mittlern Arbeiter gefunden sind. Beim Manöver und im Kriege ist besonders
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