Makronährstoffbedarf und -stoffwechsel

Makronährstoffe sind die energieliefernden Nährstoffe, die täglich in Grammmengen benötigt werden: Protein, Kohlenhydrate und Fett, zusammen mit Wasser und Alkohol, die ebenfalls Energie liefern. Dieser Bereich führt den Leser in die Art und Weise ein, wie der Körper jeden Makronährstoff verwendet, wie der Ernährungsbedarf geschätzt und ausgedrückt wird und wie Referenzinstitutionen diese Schätzungen in Empfehlungen für die Bevölkerungsaufnahme umsetzen.

Definition

Makronährstoffbedarf und -stoffwechsel ist die Untersuchung des Ernährungsbedarfs und der körperlichen Verarbeitung der energieliefernden Nährstoffe (Protein, Kohlenhydrate und Fett) und ihrer Bestandteile, einschließlich der Ableitung von Referenzaufnahmen wie der empfohlenen Tagesdosis (Recommended Dietary Allowance) und des akzeptablen Makronährstoffverteilungsbereichs (Acceptable Macronutrient Distribution Range).

Scope

Der Bereich untersucht die drei wichtigsten energieliefernden Makronährstoffe und ihre Bausteine, wobei der Stoffwechsel (wie jeder verdaut, absorbiert und oxidiert oder gespeichert wird) mit dem Bedarf (wie viel benötigt wird und wie dies bestimmt wird) verknüpft wird. Er umreißt den Bedarf an Protein, Kohlenhydraten, Lipiden und essentiellen Aminosäuren als referenz-pädagogische Übersicht und verweist auf die detaillierten Themeneinträge darunter.

Sub-topics

• Aminosäurebedarf und Essenzialität
• Kohlenhydratbedarf und glykämischer Index
• Lipidbedarf und Zusammensetzung von Nahrungsfetten
• Proteinbedarf und Proteinqualität

Core questions

• Wie viel von jedem Makronährstoff benötigt eine gesunde Bevölkerung, und wie wird dieser Bedarf geschätzt?
• Wie wird der Makronährstoffbedarf ausgedrückt (pro Kilogramm Körpergewicht, als Prozentsatz der Energie oder als Referenzaufnahme)?
• Wie verdaut, absorbiert, oxidiert und speichert der Körper Protein, Kohlenhydrate und Fett?
• Was unterscheidet essentielle von nicht-essentiellen Nahrungsbestandteilen innerhalb jeder Makronährstoffklasse?
• Wie hängen Makronährstoffverteilung und -qualität auf Bevölkerungsebene mit dem Risiko chronischer Krankheiten zusammen?

Key concepts

• Energieliefernde Nährstoffe (Protein, Kohlenhydrate, Fett)
• Geschätzter durchschnittlicher Bedarf (Estimated Average Requirement) und empfohlene Tagesdosis (Recommended Dietary Allowance)
• Akzeptabler Makronährstoffverteilungsbereich (AMDR)
• Stickstoffbilanz
• Essentielle versus nicht-essentielle Nährstoffe
• Makronährstoffqualität (Proteinqualität, Kohlenhydratqualität, Fettzusammensetzung)
• Verdauung, Absorption, Oxidation und Speicherung

Mechanisms

Jeder Makronährstoff tritt in einen eigenen, aber miteinander verbundenen Stoffwechselweg ein. Nahrungsprotein wird zu Aminosäuren hydrolysiert, die den Aminosäurepool des Körpers für die Gewebeproteinsynthese versorgen, wobei überschüssiger Stickstoff ausgeschieden wird; der Proteinbedarf wird klassischerweise durch die Stickstoffbilanz beurteilt. Kohlenhydrate werden zu Monosacchariden verdaut, die zur Energiegewinnung oxidiert oder als Glykogen gespeichert werden, wobei Glukose als obligater Brennstoff für einige Gewebe dient. Nahrungsfett wird als Fettsäuren und Monoacylglycerine absorbiert, die den energiedichtesten Brennstoff, essentielle Fettsäuren und ein Vehikel für fettlösliche Vitamine liefern. Der Bedarf wird aus Bilanzstudien, faktoriellen Schätzungen und Ergebnisdaten abgeleitet und dann als Referenzaufnahmen und als akzeptable Bereiche der Energieverteilung ausgedrückt (iom-2005, faowhounu-2007).

Clinical relevance

Das Verständnis des Makronährstoffbedarfs und -stoffwechsels ist die Grundlage für die Ernährungsbewertung, die Ernährungsbildung und die Interpretation nahrungsbasierter Leitlinien in den Gesundheitswissenschaften. Dieser Bereich beschreibt, wie Anforderungen und Empfehlungen generiert werden, und ist als Referenzmaterial gedacht; er ist keine Quelle für individualisierte Ernährungsvorschriften oder Behandlungspläne.

Epidemiology

Auf Bevölkerungsebene werden die Verteilung und Qualität der Makronährstoffaufnahme im Zusammenhang mit chronischen Krankheiten untersucht. Eine höhere Qualität der Kohlenhydrate (mehr Vollkornprodukte und Ballaststoffe) ist in gepoolten Analysen mit einer geringeren Mortalität und Inzidenz mehrerer Erkrankungen verbunden (reynolds-2019), während die Art des konsumierten Nahrungsfetts konsistent mit dem kardiovaskulären Risiko in Verbindung gebracht wird (sacks-2017).

History

Die Makronährstoffwissenschaft entwickelte sich aus der Arbeit des neunzehnten Jahrhunderts zum Energiestoffwechsel und zur Stickstoffbilanz und wurde durch die Festlegung des Bedarfs im zwanzigsten Jahrhundert durch nationale und internationale Gremien formalisiert. Moderne Referenzrahmen, wie die Dietary Reference Intakes des Institute of Medicine (2005) und die gemeinsamen FAO/WHO/UNU-Konsultationen, konsolidierten Bilanz- und Ergebnisnachweise zu den heute verwendeten Bedarfs- und Verteilungsstandards (iom-2005, faowhounu-2007).

Seminal works

• iom-2005
• faowhounu-2007

Frequently asked questions

Was sind Makronährstoffe?

Makronährstoffe sind die energieliefernden Nährstoffe, die in großen (Gramm-)Mengen benötigt werden: Protein, Kohlenhydrate und Fett. Wasser und, falls konsumiert, Alkohol werden manchmal zusammen mit ihnen diskutiert, aber die drei energieliefernden Klassen stehen im Mittelpunkt der Wissenschaft des Makronährstoffbedarfs.

Wie wird der Makronährstoffbedarf festgelegt?

Der Bedarf wird aus Bilanzstudien (wie der Stickstoffbilanz für Protein), faktoriellen Berechnungen und Gesundheitsergebnisdaten geschätzt und dann von Referenzinstitutionen als Aufnahmen wie die empfohlene Tagesdosis (Recommended Dietary Allowance) und als akzeptable Makronährstoffverteilungsbereiche (Acceptable Macronutrient Distribution Ranges) als Prozentsatz der Gesamtenergie ausgedrückt.