Ernährung und körperliche Aktivität. Besonderheiten bei Kindern und Jugendlichen

INHALTSVERZEICHNIS

Abbildungsverzeichnis

Tabellenverzeichnis

1. Einleitung

2. Grundlagen der Ernährung
2.1 Die Energiebilanz
2.2.1 Maßeinheiten
2.1.2 Der Energiebedarf
2.1.3 Body - Mass - Index
2.2 Lernen von Ernährungsverhalten

3. Überblick über die Nahrungsbestandteile
3.1 Makromoleküle
3.1.1 Kohlenhydrate
3.1.1.1 Bedeutungen für den Organismus
3.1.1.2 Bedeutungen für den Belastungsstoffwechsel
3.1.1.3 Ernährungsempfehlungen
3.1.1.3.1 Besonderheiten bei körperlicher Aktivität
3.1.2 Fette
3.1.2.1 Bedeutungen für den Organismus
3.1.2.2 Bedeutungen für den Belastungsstoffwechsel
3.1.2.3 Ernährungsempfehlungen
3.1.2.3.1 Besonderheiten bei körperlicher Aktivität
3.1.3 Proteine
3.1.3.1 Bedeutungen für den Organismus
3.1.3.2 Bedeutungen für den Belastungsstoffwechsel
3.1.3.3 Ernährungsempfehlungen
3.1.3.3.1 Besonderheiten bei körperlicher Aktivität
3.2 Mikromoleküle
3.2.1 Ballaststoffe
3.2.1.1 Bedeutungen für den Organismus
3.2.1.2 Bedeutungen für den Belastungsstoffwechsel
3.2.1.3 Ernährungsempfehlungen
3.2.2 Vitamine
3.2.2.1 Bedeutungen für den Organismus
3.2.2.2 Bedeutungen für den Belastungsstoffwechsel
3.2.2.3 Ernährungsempfehlungen
3.2.2.3.1 Besonderheiten bei körperlicher Aktivität
3.2.3 Mineralstoffe und Spurenelemente
3.2.3.1 Bedeutungen für den Organismus
3.2.3.2 Bedeutungen für den Belastungsstoffwechsel
3.2.3.3 Ernährungsempfehlungen
3.2.3.3.1 Besonderheiten bei körperlicher Aktivität
3.3 Wasserhaushalt
3.3.1 Bedeutungen für den Organismus
3.3.2 Bedeutungen für den Belastungsstoffwechsel
3.3.3 Ernährungsempfehlungen
3.3.3.1 Besonderheiten bei körperlicher Aktivität

4. Die vollwertige Ernährung
4.1 OptimiX
4.2 Ernährungsplan
4.2.1 Ernährungsplan für Lea
4.2.2 Detaillierte Übersicht der Makro- und Mikromoleküle
4.2.3 Auswertung
4.2.3.1 Ausblick

5. Schlussbetrachtung

6. Literaturverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Beziehung des Citratzyklus zum Kohlenhydrat-, Fett und Aminosäurestoffwechsel

Abbildung 2: Blutzuckerkurve beim Verzehr von Monosacchariden und Polysacchariden

Abbildung 3: Beeinflussung der Blutzuckerkonzentration nach Aufnahme von ballaststoffarmer (Zucker) und ballaststoffreicher Kost

Abbildung 4: Der direkte und indirekte Einfluss verschiedener Vitamine auf den Stoffwechsel

Abbildung 5: Kriterien für die optimale Mischkost

Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: Richtwerte für die tägliche Energiezufuhr für normalgewichtige Kinder bei unterschiedlicher sportlicher Aktivität

Tabelle 2: Referenzwerte für die Einordnung des BMI von Jungen und Mädchen

Tabelle 3: Einteilung der Kohlenhydrate

Tabelle 4: Maximale Geschwindigkeit der Energiefreisetzung bei den verschiedenen Energiebereitstellungsformen

Tabelle 5: Energielieferung der Nährstoffe pro Liter aufgenommenen Sauerstoff

Tabelle 6: Kohlenhydratreiche Nahrungsmittel

Tabelle 7: Glykämischer Index und glykämische Last von verschiedenen Nahrungsmitteln

Tabelle 8: Einteilung der Fette

Tabelle 9: Fettsäurezusammensetzung unterschiedlicher Lebensmittel

Tabelle 10: Nahrungsmittel mit einem hohen Anteil an versteckten Fetten

Tabelle 11: Einteilung der 20 Aminosäuren des Menschen

Tabelle 12: Gehalt an essenziellen Aminosäuren in verschiedenen Proteinen im Vergleich zum Bedarf eines Kindes und eines Erwachsenen

Tabelle 13: Die biologische Wertigkeit verschiedener Nahrungseiweiße

Tabelle 14: Empfehlenswerte fettarme Eiweißspender

Tabelle 15: Eigenschaften und Vorkommen von Ballaststoffen

Tabelle 16: Ballaststoffgehalt verschiedener Lebensmittel

Tabelle 17: Einteilung der Vitamine

Tabelle 18: Referenzwerte für die Vitaminaufnahme bei Kindern und Jugendlichen unterschiedlichen Alters

Tabelle 19: Lebensmittel mit bedeutenden Vitamingehalten

Tabelle 20: Referenzwerte für die Mineralstoff- und Spurenelementaufnahme bei Kindern und Jugendlichen unterschiedlichen Alters

Tabelle 21: Vorkommen von Mineralstoffen und Spurenelementen in verschiedenen Lebensmitteln

Tabelle 22: Einfluss der Nahrungsbestandteile auf die Bioverfügbarkeit von ausgewählten Mineralstoffen und Spurenelementen

Tabelle 23: Zusammensetzung der anorganischen Bestandteile des menschlichen Schweißes

Tabelle 24: Richtwerte für die Wasseraufnahme von Kindern und Jugendlichen unterschiedlichen Alters

1. Einleitung

In unserer Gesellschaft bringt jedes vierte bis fünfte Kind und jeder dritte bis vierte Jugendliche zu viel Gewicht auf die Waage. Übergewichtige Kinder werden häufig zu „dicken“ Jugendlichen und „dicke“ Jugendliche zu „dicken“ Erwachsenen. Das Fortbestehen einer kindlichen Adipositas ist demnach sehr hoch: 41 Prozent der im Alter von sieben Jahren übergewichtigen Kinder und 80 Prozent der übergewichtigen zehn- bis dreizehnjährigen werden „dicke“ Erwachsene (vgl. Müller 2000, S. 16). Aber auch der Trend zum Untergewicht ist bei den Jugendlichen verstärkt zu beobachten. So zeigte sich in einer Schweizer Studie, dass lediglich 56 Prozent der Mädchen und 64 Prozent der Jungen ein unauffälliges Essverhalten besitzen (vgl. Leitzmann 2000, S. 74).

Bei Kindern und Jugendlichen besteht im Speziellen eine Gefahr der Mangelernährung, da sie auf die Mahlzeiten ihrer Essensorte (Familie, Schule) angewiesen sind (vgl. CMA 2002, S. 1). Daher ist es besonders wichtig, bereits in der Familie und in der Schule den Kindern ein gesundheitsbezogenes Wissen über eine bedarfgerechte Ernährung zu vermitteln und vorzuleben.

Aus diesen genannten Gründen muss das Thema „Ernährung“ auch mehr in das Bewusstsein aller Lehrer rücken. Die Ernährung ist ein wichtiger Faktor für die Gesundheit von Kindern und Jugendlichen und gerade der politischen Intention folgend, die Zahl der Ganztagsschulen bis 2007 auf 10.000 zu erhöhen, rückt auch die Schulverpflegung zunehmend in den Blickpunkt (vgl. CMA 2005, S. 23). Eine vollwertige Ernährung muss in Schulen angeboten werden, um die Gesundheit von Kindern und Jugendlichen gewährleisten zu können. Der ständig im Wachstum und in der Entwicklung befindliche kindliche Körper benötigt regelmäßig eine quantitativ und qualitativ ausreichende Ernährung. Fehl- und Mangelernährung machen sich schnell in Wachstums- und Entwicklungsstörungen sowie in Konzentrationsschwäche bemerkbar. Zudem erhöht es das Risiko von zahlreichen Stoffwechsel-, Herz- und Kreislauf- sowie Krebserkrankungen im Erwachsenenalter (vgl. Kroke 2004, S. 14).

Körperliche Aktivität stellt eine besondere Herausforderung für den kindlichen Organismus dar, da er je nach Art der körperlichen Aktivität gezwungen wird, die Kapazitäten z. B. seines Herz-Kreislauf-Systems und seine muskuläre Kraftentwicklung in hohem Maße zu beanspruchen. Mit der körperlichen Aktivität gehen daher besondere Anforderungen an die Nahrungszufuhr einher, insbesondere hinsichtlich der Menge der zugeführten Nahrung sowie hinsichtlich der Flüssigkeits- und Elektrolytzufuhr (vgl. Kluge; Strobel 2005, S. 320).

Da Sport und Ernährung nur gemeinsam präventiv wirksam werden können, sollen sie auch in dieser Arbeit zueinander in Beziehung gesetzt werden.

Zunächst werden einige Grundlagen dargelegt, die für die weitere Erörterung des Themas notwendig sind. Dabei wird letztlich eine Orientierung für eine adäquate Mengenzufuhr bei unterschiedlichem Aktivitätsgrad von Kindern und Jugendlichen gegeben. Auch auf Rituale und Prinzipien zum Erlernen eines richtigen Essverhaltens von Kindern und Jugendlichen ist einzugehen, denn die Ernährung im Kindesalter legt den Grundstein für ihr zukünftiges Ernährungsverhalten (vgl. Kroke 2004, S. 14).

In einem nächsten großen Abschnitt geht es darum, die einzelnen Nahrungsbestandteile isoliert zu betrachten und zu analysieren. Dabei werden zunächst sowohl die Makro- als auch die Mikromoleküle sowie der Wasserhaushalt hinsichtlich ihrer Aufgaben im menschlichen Organismus und ihrer spezifischen Funktionen im Belastungsstoffwechsel untersucht. Im weiteren Verlauf werden Ernährungsrichtlinien aufgestellt, die bei der Aufnahme des jeweiligen Nahrungsmittels zu berücksichtigen sind. Letztlich werden diese Hinweise für sportlich aktive Kinder und Jugendliche modifiziert.

In einem letzten Schritt werden die einzelnen gewonnenen Erkenntnisse in einem Ernährungsplan zusammengefasst. Dieser wird sich auf das vom Forschungsinstitut für Kinderernährung entwickelte Konzept „optimiX“ stützen. Der Plan soll für ein achtjähriges normalgewichtiges Kind, das einmal in der Woche im Verein Sport treibt, entwickelt und ausgewertet werden.

2. Grundlagen der Ernährung

Der menschliche Körper braucht Energie und Nährstoffe, um funktionieren zu können, d. h. um die lebensnotwendigen Funktionen, wie z. B. die Konstanthaltung der Körpertemperatur, die Muskeltätigkeit des Herzens und die Regeneration von Zellen aufrecht zu erhalten. Beides erhält der Körper mit der Nahrung, die im Verdauungstrakt so weit aufgeschlüsselt wird, dass ihm die einzelnen Nährstoffe zur Verfügung stehen und dass sie in Form von energiereichen Molekülen in Stoffwechselvorgängen wirken können (vgl. www.ernaehrung.de/tipps/allgemeine_infos/ernaehr10.htm [18.06.05 23:22]). Die im Körper direkt verwertbare Form der Energie ist das ATP (Adenosintriphosphat), das aber nur in kleinen Mengen gespeichert werden kann. Die Energiespeicherung und Regeneration des ATP erfolgt daher über die Makromoleküle, insbesondere über die Kohlenhydrate und Fette, da sie eine hohe Energiedichte haben (vgl. Hamm 1990, S. 25).

2.1 Die Energiebilanz

2.2.1 Maßeinheiten

Maßeinheiten sind wichtig, um die Nahrungsenergie in Zahlen angeben und sich verlässlich darüber verständigen zu können.

Die bevorzugt verwendete Maßeinheit ist die Kilokalorie (kcal), kurz auch als Kalorie bezeichnet, obwohl einer Kilokalorie 1000 Kalorien entsprechen. Eine Kilokalorie ist definiert als „diejenige Wärmemenge, die erforderlich ist, um die Temperatur von einem Liter Wasser um 1°C zu erhöhen“ (Kent 1998, S. 201). Die offizielle Maßeinheit seit 1978 ist jedoch die Einheit Joule (kJ) bzw. Kilojoule (vgl. Konopka 2002, S. 44). „Ein Joule entspricht der Arbeit, die geleistet wird, wenn die Kraft von einem Newton über eine Entfernung von einem Meter in der Richtung der Kraft ausgeübt wird“ (Kent 1998, S. 194). Der Umrechnungsfaktor für Kilokalorien in Kilojoule beträgt 4,2 (1kcal = 4,2kJ). Bei einer umgekehrten Rechnung beträgt der Umrechnungsfaktor 0,24 (1kJ = 0,24kcal). Beide Umrechnungsfaktoren sind gerundet (vgl. Konopka 2002, S. 45).

2.1.2 Der Energiebedarf

Der Energiebedarf des Menschen ist von Tag zu Tag verschieden. Wie viel Energie (Nahrung) er benötigt hängt von verschiedenen inneren und äußeren Einflüssen ab. So setzt sich der Energiebedarf aus dem Grund- und Leistungsumsatz zusammen sowie aus der spezifisch-dynamischen Wirkung der Makromoleküle und dem Verdauungsverlust (vgl. Konopka 2002, S. 45).

Der Grundumsatz bezeichnet die minimale Stoffwechselrate eines Individuums in Körperruhe, zwölf Stunden nach der letzten Mahlzeit und bei ca. 20° C Raumtemperatur, die er für die Aufrechterhaltung von Körperfunktionen, wie die Atmung, Herztätigkeit und den Stoffwechsel benötigt (vgl. BZgA 1996, S. 6). Er wird beeinflusst durch das Geschlecht (bei Frauen etwa um 10 Prozent niedriger), durch das Lebensalter, durch die Körperoberfläche (Größe, Gewicht, Anteil an Muskelmasse) und durch hormonelle Einflüsse. Bei sportlich aktiven Menschen ist der Grundumsatz aufgrund der gesteigerten regenerativen Prozesse erhöht (vgl. Konopka 2002, S. 45). Die Höhe des Grundumsatzes beträgt etwa 1kcal pro Stunde pro Kilogramm Körpergewicht (vgl. www.ernaehrung-fuer-kids.de/kelb1.htm [20.6.05 00:07]). Bei Kinder und Jugendlichen liegen die Werte in Phasen des schnellen Wachstums noch etwas höher (vgl. Konopka 2002, S. 46f.).

Der Leistungsumsatz gibt den zusätzlichen Energieverbrauch an, der durch körperliche Aktivität entsteht und kann den Energiebedarf, je nach Dauer und Intensität sowie je nach Art (Größe der eingesetzten Muskulatur) der Belastung um mehr als das Zwanzigfache steigern (vgl. Konopka 2002, 45f.). Bei Kindern und Jugendlichen ist der Leistungsumsatz bei vergleichbarer Belastung höher als bei Erwachsenen: Ein siebenjähriges Kind verbraucht etwa 25 bis 30 Prozent, ein acht- bis zehnjähriges Kind etwa 20 bis 25 Prozent und ein elf- bis vierzehnjähriges Kind immer noch 10 bis 15 Prozent mehr Energie pro Kilogramm Körpergewicht als ein Erwachsener bei gleicher Belastung (vgl. Bar-Or 2000, S. 1). Die Abnahme der notwendigen Energie mit zunehmenden Alter lässt auf eine verbesserte energetische Effizienz schließen, die sich u. a. durch verbesserte koordinative Fähigkeiten und Techniken ohne unnötige Zusatzbewegungen erklärt (vgl. Kluge; Strobel 2005, S. 321). So nimmt vermutlich der Energieverbrauch auch mit zunehmendem Können einer bestimmten Fertigkeit ab, da dann die energetische Effizienz ebenfalls verbessert ist (vgl. Bar-Or 2000, S. 2).

Unter spezifisch-dynamischer Wirkung der Makromoleküle versteht man den infolge der Nahrungsaufnahme erhöhten Energieumsatz. Durch die Energie verbrauchenden Verarbeitungsvorgänge erfolgt nach Aufnahme einer gemischten Kost eine Steigerung des Energieumsatzes von durchschnittlich fünf bis sechs Prozent (vgl. Geiß; Hamm 1998, S. 23f.).

Der Verdauungsverlust beträgt etwa zehn Prozent der in der aufgenommenen Nahrung enthaltenen Energie (vgl. Konopka 2002, S. 47).

Der Energiebedarf ergibt sich demnach aus der Summe dieser Faktoren.

Die Tabelle 1 gibt eine Übersicht bezüglich der Richtwerte für die durchschnittliche tägliche Energiezufuhr im Kindes- und Jugendalter bei unterschiedlicher körperlicher Aktivität. Wie ihr zu entnehmen ist, nimmt der Energiebedarf mit zunehmendem Alter pro Kilogramm Körpergewicht ab und mit zunehmender sportlicher Belastung zu.

Tabelle 1: Richtwerte für die tägliche Energiezufuhr für normalgewichtige Kinder bei

unterschiedlicher sportlicher Aktivität

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

(nach Kluge; Strobel 2005, S. 322)

2.1.3 Body - Mass - Index

Der Body-Mass-Index (BMI) ist ein Maß für die Beurteilung des Körpergewichts von Kindern, Jugendlichen und Erwachsenen. Er berechnet die Körpermasse, indem das Körpergewicht in Kilogramm durch die Körpergröße in Metern zum Quadrat dividiert wird (vgl. Apotheken Umschau 3/05 A, S. 6). Erwachsene mit einem BMI im Bereich zwischen 18,5 und 24,9 gelten als normalgewichtig. Ist der BMI kleiner gelten sie als untergewichtig und bei einem größeren BMI als übergewichtig (vgl. www.mybmi.de/ main.php [01.07.2005 0:26]). Bei Kindern und Jugendlichen ist die Beurteilung des BMI-Wertes wesentlich komplexer, weil hier alters- und geschlechtsspezifische Veränderungen des BMI, bedingt durch altersphysiologische Veränderungen der Fettmasse als auch der fettfreien Masse, berücksichtigt werden müssen. Deshalb gibt es für Kinder und Jugendliche jeden Alters und Geschlechts andere Referenzwerte (siehe Tab.2).

Tabelle 2: Referenzwerte für die Einordnung des BMI von Jungen und Mädchen

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

(nach Kersting; Alexy 2005, S. 14)

Das Körpergewicht gilt aber nicht nur als Maß für eine Statur, sondern auch als Kontrolle für die richtige Energiezufuhr (Nahrungsaufnahme). Wenn der Energiebedarf nämlich dem entspricht, was dem Körper an Energie zugeführt wird, ist die Energiebilanz ausgeglichen und das Körpergewicht bleibt konstant. Die Ernährung wird dann als bedarfsgerecht bezeichnet (vgl. Hamm 1990, S. 15). Eine positive Energiebilanz liegt vor, wenn mehr Energie zugeführt wird, also mehr gegessen und getrunken wird, als der Körper verbraucht. In diesem Fall nimmt das Körpergewicht zu. Eine anhaltende negative Energiebilanz dagegen führt zur Abnahme des Körpergewichts (vgl. Konopka 2002, S. 47f.). Dies gilt es besonders zu beachten, denn auch eine sehr gesunde Ernährung macht „dick“, wenn die Nahrungsmenge zu groß ist. Nur durch eine adäquate Energiezufuhr kann die Prävention von Über- und Untergewicht erfolgen. Diese Kontrollmethode kann jedoch erst angewandt werden, wenn das Wachstum abgeschlossen ist. Kinder und Jugendliche, die noch wachsen, müssen auch noch zunehmen (vgl. FKE 1995, S.11).

2.2 Lernen von Ernährungsverhalten

Ernährungsgewohnheiten werden bereits in der Kindheit geprägt. So bestimmen bei Babys und Kleinkindern noch vornehmlich die inneren, biologischen Signale (Hunger, Durst) das Essverhalten, doch mit zunehmendem Alter gewinnen die äußeren Einflüsse durch Familie, Freunde und Gesellschaft an Einfluss. Gefühle, wie Trost oder Belohnung, die in der Kindheit und im Jugendalter mit verschiedenen Nahrungsmitteln verknüpft wurden, sind meist auch im Erwachsenenalter nicht mehr vom Essen zu entkoppeln. D. h. die in dieser Zeit gebildeten Motive für das Essverhalten steuern noch im Erwachsenenalter - oft unbewusst - das Essverhalten. Zusätzlich gewinnt die kognitive Kontrolle, also bewusste Entscheidungen, an Bedeutung (vgl. Gölz 2002, S. 6f.).

Eine zentrale Rolle übernimmt die Familie bei der Entwicklung des Essverhaltens und der Bildung von Nahrungsvorlieben der Kinder. So kann lenkend in die Ernährung des Kindes eingreifen werden, in dem die Lebensmittelmenge beeinflusst, die Vielfalt des Lebensmittelangebots geregelt, das „Sich-Ernähren“ vorgelebt und unterstützt und Essenswünsche beachtet sowie Ernährungskonflikte gelöst werden. Dabei ist es mehrheitlich das Verhalten der Mutter in diesen Bereichen, das bestimmt, wie sich das Ernährungsverhalten des Kindes entwickeln wird (vgl. Heyer 1999, S. 14).

Ein dirigierender Erziehungsstil sowie nahrungsbezogene Erziehungsmaßnahmen (z. B. „du bekommst nur Nachtisch, wenn du aufgegessen hast!“) provozieren Störungen im Ernährungsverhalten des Kindes (vgl. Hassel 2000, S. 40). Verbote („du darfst nicht!“) sind ebenfalls wenig sinnvoll, da sie dieses Lebensmittel attraktiver machen und das Verlangen danach nur erhöhen (vgl. Alexy 2000, S. 7). Die Cola als liebstes Getränk der Kinder z. B. ist zumeist genau das, was ihnen verboten wird (vgl. Pudel 2000, S. 4). Kinder sollten eher durch z. B. erlebnisorientiertes Tun (Kochen, Grillen) und Spiele (Geschmackstests) lernen, sich gesund zu ernähren (vgl. Hassel 2000, S. 42). Auch aufklärende Gespräche versprechen keinen Erfolg, so wissen die meisten Kinder und Jugendlichen bereits, dass Schokolade ungesund und Obst gesund ist, verhalten sich aber nicht dementsprechend. Die wichtigste Methode zur Ausbildung eines gesunden Essverhaltens, ist das aktive Vorleben der Familie und das Pflegen des Essens als ein gemeinsames Ritual zu festen Zeiten. Die Kinder sollten auch in die Essensvorbereitungen miteinbezogen werden, wie z. B. in der Menüplanung, beim Einkauf und auch beim Kochen (vgl. CMA 2004, S. 2).

Des Weiteren sollte Kindern bestimmte Lebensmittel, die sie nicht mögen, immer wieder angeboten werden, da sie eine angeborenen Neophobie besitzen, also zunächst erstmal grundsätzlich alles ablehnen, was sie nicht kennen (vgl. Kersting 2000, S. 35). Lässt man Kinder immer wieder von einem Lebensmittel probieren, das sie nicht mögen, entwickelt sich durch die Vertrautheit mit dem Lebensmittel eine Akzeptanz und die vorerst abgelehnte Speise schmeckt. Dies ist auch durch eine Mischung aus Lieblingsgericht mit abgelehnter Speise möglich (vgl. Storch 1999, S. 137). In der Psychologie nennt man dies den „mere-exposure-effect“, also die gewohnheitsbedingte Erfahrung (vgl. Pudel 2000, S. 3). Vorlieben und Abneigungen werden demnach fast alle gelernt. Dass diese Lern- und Prägungsprozesse ablaufen, wird bei den unterschiedlichen Vorlieben in verschiedenen Kulturen deutlich, so mögen z. B. junge Inuit rohes Robbenfleisch, Kinder australischer Ureinwohner Maden und junge Kambodschaner beißen mit Genuss in gegrillte Vogelspinnen (vgl. Simon 2005, S. 46).

Angeboren ist allen Kindern jedoch die Präferenz für süß. Begründet wird diese Vorliebe als Schutzmechanismus gegen giftige Lebensmittel, denn giftige Lebensmittel schmecken extrem selten süß (vgl. Pudel 2000, S. 3). Außerdem wird mit dem Süßen im Laufe der Evolution stets etwas Nahrhaftes und Kalorienreiches verbunden (vgl. Simon 2005, S. 46).

Auch die Werbung als Außenreiz nimmt immer stärker auf das Essverhalten von Kindern und Jugendlichen Einfluss. So zeigten Göttinger Psychologen in einem Experiment, in dem sie normale Schulmilchpackungen mit einem Etikett, auf dem Stand „Pink Drink für alle, die ein Star werden wollen“, beklebten, dass 60 Prozent der Kinder dieses Getränk bevorzugten, weil es ihnen besser schmecke als die normale Milch (vgl. Simon 2005, S. 46). Solch einen Effekt kann man sich natürlich auch zunutze machen, um „normale“ Lebensmittel attraktiver zu machen.

Wichtig ist schließlich auch, ohne ärztliche Anweisung keine Vitamin- oder Mineralstoffpräparate zu verwenden, denn ein unbedachter Brauch kann schwere Folgen haben: So können bereits zwei Gramm Eisen für zwei- bis dreijährige Kinder potentiell letal sein (vgl. vom Berg 1999, S. 108). Über Langzeiteffekte gibt es zudem nur unzureichende Daten, so dass die Wirkungen und Nebenwirkungen bisher noch unklar sind und möglicherweise mit Schäden verbunden sind (vgl. Kluge; Strobel 2005, S. 331). Hinzu kommt, dass bei einer ausgewogenen Ernährung keine leistungssteigernden Effekte belegt sind (ebd. S. 331). Außerdem könnten die Kinder den Eindruck vermittelt bekommen, dass sie ihren Körper beliebig manipulieren können und nur zu Nahrungsergänzungsprodukten greifen müssen, um ihr sonst ungesundes Ernährungsverhalten auszugleichen (vgl. vom Berg 1999, S. 127).

3. Überblick über die Nahrungsbestandteile

3.1 Makromoleküle

3.1.1 Kohlenhydrate

Kohlenhydrate sind Hydrate des Kohlenstoffs mit der Summenformel Cm(H2O)n (vgl. Kent 1994, S. 209). Sie stellen den am weitesten verbreiteten, organischen Naturstoff dar, der durch Pflanzen und Mikroorganismen aus Kohlendioxid und Wasser unter Ausnutzung der Sonnenenergie erzeugt wird.

Die Kohlenhydrate lassen sich nach der Anzahl ihrer Bausteine in vier Gruppen einteilen und zwar in die Mono-, Di-, Oligo- und Polysaccharide (siehe Tab.3): Die Monosacharide bilden die Grundbausteine der Kohlenhydrate, wie z. B. die Glucose oder Fructose in Honig oder Früchten. Durch die Verbindung zweier Monosaccharide entstehen Disaccharide, deren Vertreter u. a. die Saccharose in Marmeladen und die Lactose in Milch sind. Die dritte Gruppe besitzt drei bis zehn Bausteine und wird als Oligosaccharid bezeichnet. Als Beispiele sind hier die Maltriose, die in Sportlergetränken zu finden ist, und die Dextrine zu nennen, die u. a. im Zwieback enthalten sind. Letztlich gibt es noch die Polysaccharide, die aus mehr als zehn bis zu 100.000 Monosacchariden aufgebaut sind, wie z. B. die Amylose und das Amylopektin in Kartoffeln (vgl. Konopka 2002, S. 55).

Tabelle 3: Einteilung der Kohlenhydrate

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

(nach Konopka 2002, S. 55)

3.1.1.1 Bedeutungen für den Organismus

Kohlenhydrate sind für den menschlichen Körper besonders wichtig und sogar lebensnotwendig, denn die Energieversorgung des Zentralen Nervensystems (Gehirn und Rückenmark), der roten Blutkörperchen und des Nebennierenmarks ist in sehr hohem Maße auf Glucose als Energiesubstrat angewiesen. Diese sind nämlich nicht, wie andere Organe, in der Lage auch Fette und Proteine energetisch zu verwerten, und können somit ihre Funktionen ohne Zufuhr der im Blut zirkulierenden Glucose nur schwer aufrechterhalten. Allein Gehirn und Rückenmark benötigen eine tägliche Glucosezufuhr von 100 bis 150g (vgl. Konopka 2002, S. 56).

Des Weiteren werden Kohlenhydrate zur Aufrechterhaltung des Blutzuckerspiegels benötigt. Dafür sorgt das in der Leber gespeicherte Glykogen in Wechselwirkung mit dem Hormon Insulin. Der Gehalt der im Blut zirkulierenden Glucose (Blutzuckerspiegel) sollte stets beim Erwachsenen sowie beim Kind etwa 80 bis 120mg pro 100ml Blut betragen (ebd. S. 56). Eine weitgehend konstante Blutzuckerkonzentration ist nicht nur für die glucoseabhängigen Organe (ZNS), sondern auch für die allgemeine Leistungsfähigkeit besonders wichtig. So wirken sich Schwankungen des Blutzuckers zunächst vorwiegend auf die mentale Leistungsfähigkeit (Konzentration und Koordination) aus, können aber auch zur Unterzuckerung (Hypoglykämie) des Organismus, zum so genannten „Hungerast“ führen (vgl. Geiß; Hamm 1998, S. 83). Das Nervensystem wird dabei in eine Art Alarmzustand versetzt, der durch plötzliches Hungergefühl, Kraftlosigkeit und Schwindel gekennzeichnet ist und bis hin zur Bewusstlosigkeit führen kann. Durch geringe Kohlenhydratmengen, z. B. durch ein Stück Würfelzucker, kann dieser Zustand wieder beseitigt werden (vgl. Konopka 2002, S. 59).

Neben dem Kohlenhydratspeicher in der Leber, der bei Kindern und Erwachsenen gleichermaßen ca. 10 Prozent des Lebergewichts ausmacht, findet sich ein weiterer in der Muskulatur, dessen Größe sich auf etwa 1,5 Prozent der Gesamtmuskelmasse erstreckt (vgl. Kluge; Strobel 1986, S. 323). Gleichzeitig dient letzterer dem Körper auch als wichtige Reserve an Sauerstoff, Kalium und Wasser, da in seiner Strukturformel Sauerstoff enthalten ist und an jedes Gramm Glykogen etwa 2,7g Wasser und 19,5mg Kalium gebunden sind (vgl. Konopka 2002, S. 58). Beide Kohlenhydratspeicher sind bezogen auf das Körpergewicht in ihrer Kapazität begrenzt und können schnell verbraucht werden, so z. B. durch Hungern (ein Fastentag genügt) oder intensive körperliche Aktivitäten.

Bei Kohlenhydratmangel werden die glucoseabhängigen Organe dann durch die Gluconeogenese, also durch die Umkehrung der Glykolyse, versorgt. Als Ausgangssubstanzen können dabei Milchsäure und Brenztraubensäure fungieren, aber auch Aminosäuren, wie z. B. Alanin, Glycin, Valin, Histidin und Glutaminsäure (vgl. Geiß; Hamm 1998, S. 87).

Des Weiteren spielen die Kohlenhydrate im Energiestoffwechsel der arbeitenden Muskulatur eine dominierende Rolle und dienen dem ganzen Organismus für alle Energie benötigenden Prozesse als schnelle und ökonomische Energielieferanten.

Zum einen ist ihre energetische Flussrate, die angibt, wie schnell Energie freigesetzt werden kann, nach den energiereichen Phosphaten ATP und KP (Kreatinphosphat) am höchsten. So erfolgt die anaerobe Energiegewinnung aus Kohlenhydraten viermal so schnell wie aus Fetten und die aerobe Energiegewinnung ist immer noch doppelt so schnell (vgl. Konopka 2002, S. 38). Kohlenhydrate sind daher in der Lage, kurzfristig und schnell Energie bereit zu stellen (siehe Tab.4).

Tabelle 4: Maximale Geschwindigkeit der Energiefreisetzung bei den verschiedenen

Energiebereitstellungsformen

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

(nach Konopka 2002, S. 39)

Zum anderen haben die Kohlenhydrate einen hohen energetischen Sauerstoffäquivalent, der angibt, wie viel Energie aus den Nährstoffen pro aufgenommenen Liter Sauerstoff gewonnen wird. Kohlenhydrate liefern pro aufgenommenen Liter Sauerstoff ca. 5,05kcal Energie. Im Vergleich zu den Fetten liefern sie damit ca. 10 Prozent mehr Energie pro aufgenommenen Liter Sauerstoff, im Vergleich zu Proteinen ca. 20 Prozent mehr (siehe Tab.5). Dies ist damit zu begründen, dass in ihrer Strukturformel Sauerstoff enthalten ist, der bei der Oxidation zur Verfügung steht und dadurch weniger Sauerstoff von außen zugeführt werden muss (ebd. S. 38f.). Kohlenhydrate sind aus diesem Grund die ökonomischsten Energielieferanten.

Tabelle 5: Energielieferung der Nährstoffe pro Liter aufgenommenen Sauerstoff

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

(nach Konopka 2002, S. 39)

Schließlich bringen die Kohlenhydrate auch große Vorteile für die Energiegewinnung aus Fetten und Eiweißen. Denn sie sind für das ungestörte Funktionieren der Stoffwechselvorgänge im Citratzyklus, der als zweite Stufe der Energiefreisetzung von Nährstoffen das entstandene Acetyl-Coenzym A schrittweise unter Freisetzung von zwei Molekülen ATP und Wasserstoff umbaut, unerlässlich. Sie liefern die für diesen Kreisprozess notwendige Oxalessigsäure, die aus der Umwandlung von Pyruvat, neben dem Acetyl-Coenzym A, entsteht. Die entstandene Oxalessigsäure wird in die Mitochondrien transportiert, um als Eingangssubstanz für den Citratzyklus zu dienen, indem sie das Acetyl-Coenzym A unter Bildung von Citrat übernimmt (Strasburger 1999, S. 270f.). Ohne Kohlenhydrate wäre der Abbau von Fetten und Proteinen demnach zwar möglich, aber nur mit geringer Frequenz. Kohlenhydrate erhöhen die Geschwindigkeit ihres Abbaus und damit auch die Rate der Energiegewinnung.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Beziehung des Citratzyklus zum Kohlenhydrat-, Fett und

Aminosäurestoffwechsel (Konopka 2002, S.35)

3.1.1.2 Bedeutungen für den Belastungsstoffwechsel

Obwohl Kohlenhydrate weniger Energie als Fette, nämlich pro Gramm nur etwa 4 Kilokalorien, liefern, haben sie als Energielieferanten gegenüber den anderen Makromolekülen bestimmte Vorzüge. So sind Kohlenhydrate in der Lage, sehr schnell Energie bereitzustellen (energetische Flussrate), sehr ökonomisch zu arbeiten (günstiger Sauerstoffäquivalent) und zudem auch unter anaeroben Stoffwechselbedingungen mobilisiert zu werden. Deswegen sind die Kohlenhydrate bei körperlicher Aktivität die wichtigsten Energielieferanten unseres Körpers.

Anaerob-alactazide Energiefreisetzung

In Schnellkraft- und Kraftsportarten mit kurzen, explosiven Belastungen bis zu 10 Sekunden, zu denen z. B. der 75m Sprint, Hoch- und Weitsprung und alle Wurf- und Stoßdisziplinen zählen, ist die Energiefreisetzung durch Kohlenhydrate nicht relevant, denn ihre energetische Flussrate ist für diese Art der Belastung noch zu langsam. Die Energie wird ausschließlich aus dem Zerfall der energiereichen Phosphate ATP und KP gewonnen (vgl. Geiß; Hamm 1998, S. 64). Bei Kindern ist die Reserve der energiereichen Phosphate im Vergleich zum Erwachsenen etwas niedriger, da die Konzentration an KP im Muskel kleiner ist (vgl. Bar-Or 1986, S. 15). Somit können Kinder die anaerob-alactazide Energiefreisetzung noch kürzer aufrechterhalten als Erwachsene. Trotzdem sind Kohlenhydrate auch für diese Form der Energiebereitstellung wichtig, da die energiereichen Phosphate am schnellsten durch den Abbau von Glykogen regeneriert werden. Insbesondere bei mehreren Starts und in Turnieren ist dies dann bedeutsam (vgl. Konopka 2002, S. 130).

Anaerob-lactazide Energiefreisetzung

Bei maximalen Leistungen bis zu einer Dauer von 50 Sekunden, zu denen u. a. Diszipli­nen wie der 100- und 400m-Lauf gehören, wären ohne die Kohlenhydrate nicht möglich, denn sie sind die einzige Energiequelle des Körpers, die sehr schnell Energie bereitstellen und unter anaeroben Bedingungen arbeiten kann. Das Lactat (Milchsäure), das durch diesen Weg der anaerob-lactaziden Energiefreisetzung (anaerobe Glykolyse) dabei angehäuft wird, begrenzt die Dauer dieser maximalen Leistung (vgl. Konopka 2002, S. 40f.). Denn der Säurewert des Blutes nimmt durch die Lactatanhäufung so stark zu, dass der zu niedrige pH-Wert die Enzyme und die damit verbundenen Stoffwechselprozesse in ihren Funktionen einschränkt. Ein Milchsäuregehalt von mehr als 15mmol pro Liter Blut zwingt Erwachsene durch die drohende Übersäuerung zum Abbruch der Belastung (vgl. Geiß; Hamm 1998, S. 65). Kinder und Jugendliche weisen eine niedrigere maximale Lactatkonzentration im Blut auf. So liegt die maximale Lactatkonzentration eines 14–jährigen Jungen gegenüber einem jungen Mann in fahrradergometrischen Tests stets ca. 35 Prozent niedriger (vgl. Bar-Or 1986, S. 16). Neben dieser schlechteren anaeroben Verwertbarkeit, ist auch die Gesamtmenge an Glykogen, aus dem die Energie unter anaeroben Bedingungen gewonnen wird, bei Kindern und Jugendlichen geringer (ebd. S. 15). Dieser leistungslimitierende Aspekt kann zwar durch effizientes Training und Ernährung wesentlich verbessert werden (siehe 3.1.1.3.1 S. 23f.), dennoch ist die anaerobe Leistungsfähigkeit insgesamt bei Kindern und Jugendlichen im Vergleich zum Erwachsenen deutlich eingeschränkt. (ebd. S. 12). Eindeutige, wissenschaftliche Begründungen für die schlechtere anaerobe Verwertbarkeit bei Kindern gibt es bisher nicht. Eine Begründung hierfür könnte der unterschiedliche Bezug von Energiequellen sein (siehe 3.1.2.2 S. 30), eine Darstellung anderer Begründungsansätze würde jedoch zu weit führen und soll im Rahmen dieser Arbeit nicht näher ausgeführt werden (Weiterführendes dazu in: Bar-Or 1986).

Aerobe Energiefreisetzung

Insbesondere bei hochintensiven Belastungen von mehr als einer Minute Dauer, zu denen Sportarten wie z. B. Sportspiele und der Mittel- und Langstreckenlauf zählen, sind die Kohlenhydrate besonders wichtig, wobei mit zunehmender Länge der Belastung auch die Fette mehr an Bedeutung gewinnen.

Da eine Belastung von mehr als einer Minute ohne Sauerstoff nicht möglich ist, muss die Intensität so gewählt werden, dass genügend Sauerstoff aufgenommen werden kann und für die Energiegewinnung zur Verfügung steht. Der Sauerstoff bzw. die maximale Sauerstoffaufnahmefähigkeit wird damit zum leistungslimitierenden Faktor der aeroben Prozesse des Organismus. Daher sind auch die Kohlenhydrate bei dieser Art der Belastung entscheidend, weil sie durch ihren günstigen Sauerstoffäquivalent weniger Sauerstoff verbrauchen als Fette. Da sie im Organismus jedoch nicht unerschöpflich vorliegen, ist folglich die Größe des Muskelglykogens, also die Größe des Kohlenhydratspeichers, leistungslimitierend für alle Ausdauerleistungen (vgl. Konopka 2002, S. 41f.). Je größer der Kohlenhydratspeicher ist, desto leistungsfähiger sind die Sportler. Von Bedeutung ist auch die Tatsache, dass das Muskelglykogen umso leichter abgebaut wird, desto größer die Glykogenvorräte sind. Daher ist eine Vergrößerung der Kohlenhydratspeicher auch für relativ kurze intensive Belastungen wichtig, wie z. B. für Spiel- und Kampfsportarten sowie für alle Schnellkraftbelastungen (ebd. S. 130).

Wie dargestellt wurde, sind die Kohlenhydrate für alle Sportarten besonders wichtig: Sie beeinflussen einerseits die mentale Leistungsfähigkeit als Energiesubstrat für das Zentrale Nervensystem und andererseits die körperliche Leistungsfähigkeit und zwar mit zunehmendem Maße je intensiver und länger die Belastungen sind.

3.1.1.3 Ernährungsempfehlungen

Gewichtung in der Gesamtenergiebilanz

In der Basisernährung sollten Kohlenhydrate auch bei Kindern und Jugendlichen 55 Prozent der Gesamtenergieaufnahme ausmachen. Bei hohen, regelmäßigen Belastungsumfängen sollte der Anteil sogar noch etwas höher liegen (vgl. Kluge; Strobel 2005, S. 323).

Der Anteil an Mono- und Disacchariden (z. B. Zuckerwaren, Süßigkeiten, Honig, Marmelade) sollte dabei ein Drittel nicht überschreiten, da zwei Drittel der Nahrungskohlenhydrate in Form von komplexen Polysacchariden aufgenommen werden sollten (vgl. Geiß; Hamm 1998, S. 78). Kinder müssen somit nicht gänzlich auf Süßigkeiten verzichten und brauchen es bei einer sonst vollwertigen Ernährungsweise auch nicht.

Auswahlkriterien

Die Auswahlkriterien beziehen sich auf Erwachsene und Kinder gleichermaßen, da es keine qualitativen, sondern nur quantitative Unterschiede gibt.

Die wichtigsten und vollwertigsten Kohlenhydratlieferanten in der Nahrung sind Vollkornprodukte, wie Brot, Nudeln oder Reis, Kartoffeln und Obst sowie Gemüse. Andere Nahrungsmittel, wie Zucker, Süßwaren, Marmelade oder Honig mit vorwiegend „leeren Kalorien“, haben zwar ebenfalls einen hohen Kohlenhydratanteil, sollten aber möglichst wenig verzehrt werden, da sie nicht wie die in der Natur vorkommenden Kohlenhydrate gleichzeitig wichtige Lieferanten von Mineralstoffen, Spurenelementen, Vitaminen und Ballaststoffen sind (vgl. Kluge; Strobel 2005, S. 328f.).

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