Nahrung

Wir essen aus verschiedenen Gründen. Einmal haben wir eine Körperkerntemperatur von etwa 37 Grad bei einer zumindest in Nordeuropa meist kälteren Umgebungstemperatur. Die Wärmeproduktion für unseren Körper benötigt zwischen 10 und 25 % der Energie, die wir durch Nahrung aufnehmen. Außerdem funktionieren unsere Organe, allen voran Gehirn und Herz, permanent und brauchen dazu Energie. Und nicht zuletzt heilt ja die Schnittwunde, die ich mir zugefügt habe, wieder. Dazu braucht es Baustoffe und Energie.

Das, was ich hier beschrieben habe, nennt man Stoffwechsel – dabei unterscheidet man Bau- und Energiestoffwechsel.
Mit Hilfe unserer Verdauung, die bereits im Mund beginnt, zerkleinern wir die aufgenommene Nahrung. Speicheldrüsen und Drüsen im Magen und Darm geben Enzyme ab, die die Nahrungsbestandteile in kleinere Untereinheiten zerlegen, so dass diese später im Darm aufgenommen werden können. Die aufgenommenen Nährstoffe gelangen in Blut oder Lymphe und werden zur Leber oder direkt in den Körper weiterverteilt. Aus diesen Einzelbausteinen, also im Wesentlichen Aminosäuren, Zuckern, Triglyzeriden und anderen Fetten, stellen unsere Zellen alles her, was sie brauchen.
Die Leber als Hauptstoffwechselorgan bekommt den Großteil der über den Verdauungstrakt aufgenommenen Nährstoffe. Sie entgiftet nicht nur, sie baut die aufgenommenen Nährstoffe zu Eiweißen und Peptiden zusammen, bildet Hormonvorstufen, Gerinnungsfaktoren, verarbeitet das Fett und den Zucker etc. und bereitet die Nahrungsbestandteile so vor, dass sie einerseits im Blut transportabel sind und andererseits von den Zellen auch genutzt werden können. Ohne diese Leistungen können unsere Körperzellen nicht funktionieren.

Andererseits ist die Leber auch das Organ, das Gifte wasserlöslich und ausscheidbar macht oder fettlösliche Komponenten mit der Galle an den Darm zur Ausscheidung abgibt. Die Leber ist das Organ, das sich am besten regenerieren kann, weil es mit ausreichender Leistung immer funktionieren muss. Im Gegensatz zur Niere oder Lunge oder dem Herz gibt es bisher keine künstliche Leber. Eine erkrankte Leber führt zu Stoffwechselproblemen. Ohne Leber sterben wir.

Damit der Stoffwechsel funktionieren kann, brauchen wir auch Nährstoffe, die nicht direkt der Energiegewinnung dienen, sondern für die nötigen chemischen Reaktionen als Begleitfaktoren erforderlich sind. Das sind zum Teil chemische Verbindungen, die wir selbst herstellen können; auf der anderen Seite sind es aber auch Substanzen, die wir nur über die Nahrung gewinnen können, wie bestimmte Aminosäuren, Fettsäuren, Vitamine, Mineralstoffe und sekundäre Pflanzenstoffe.

Diese Funktionen nennt man den Baustoffwechsel, der sich in jeder Zelle abspielt.
Damit chemische Reaktionen im Körper gezielt ablaufen, bedarf es bestimmter Biokatalysatoren, die wir Enzyme nennen und die die chemischen Reaktionen lenken, und Energie.

Die universelle Energie-“Währung“ im Körper ist eine dreifache Phosphatverbindung namens Adenosintriphosphat, besser bekannt als ATP. Jeder von uns benötigt in etwa pro Tag sein Körpergewicht an ATP und erzeugt dieses aus Luftsauerstoff und der Nahrung in den Mitochondrien, die sich, außer in roten Blutkörperchen und Spermien, in jeder Körperzelle finden. Wir verwenden also einen erheblichen Teil unserer Nahrungsenergie für die Herstellung von ATP, das wir für alle energieverbrauchenden Stoffwechselleistungen benötigen.
Die durch die Nahrungsenergie aufgenommene Energiemenge wird in Kilojoule, früher Kilokalorien, gemessen. Die physikalische Definition einer Kalorie ist Energie, die man benötigt, um 1g Wasser um 1 °C zu erwärmen.
Wenn wir uns den menschlichen Körper ansehen, besteht der zur Geburt aus etwa 95 % Wasser, im Erwachsenenalter sind es noch 70 %.

Unsere Körperkerntemperatur beträgt knapp 37 °C, alles, was etwa 1 °C oder mehr darüber ist, nennen wir Fieber, ab etwa 42 C° Körperkerntemperatur wird es lebensbedrohlich, weil die körperlichen Eiweiße sich in ihrer Struktur verändern.
Auch nach unten hin sind uns Grenzen gesetzt. Unter 35 °C Körperkerntemperatur sprechen wir von Unterkühlung, unterhalb von 30 °C wird es lebensbedrohlich.

Wir brauchen diese relativ eng bemessene Spanne an Körpertemperatur, weil die chemischen Reaktionen in unserem Körper bei circa 37 °C optimal ablaufen. Höhere Temperaturen beschleunigen Reaktionen, niedrigere hemmen sie. Warum gerade 37 °C die Temperatur ist, bei der alle Warmblüter am besten funktionieren, ist mir nicht bekannt. Ist es möglich, dass die frühe Erde zur Zeit der Entstehung des Lebens etwa 37 °C warm war?

Um also die ca. 70 Liter Wasser eines Hundert-Kilo-Mannes bei 37 °C zu halten, wenn die Umgebungstemperatur etwa 21 °C beträgt, wird permanent Energie benötigt. Unser Körper kann Energie speichern und muss nicht permanent mit Nahrung versorgt werden. Uns reichen 2-3 vergleichsweise energiereiche Mahlzeiten, die wir in wenigen Minuten zu uns nehmen. Elefanten fressen zwischen 14 und 19 Stunden täglich, selbst Pferde in freier Wildbahn fressen bis zu 18 Stunden täglich. Da Gräser und Rinden nicht so viel Energie enthalten, wie z.B. Fleisch, müssen Pflanzenfresser viel mehr Zeit in die Nahrungsaufnahme verwenden als z.B. ein Löwe, der nicht täglich Nahrung benötigt.

Sehr kleine Tiere, wie Spitzmäuse, haben ein ungünstigeres Verhältnis von Oberfläche zu Volumen und müssen um ihren Temperaturhaushalt zu stabilisieren, im Verhältnis zu ihrem Gewicht viel mehr Nahrungsenergie zu sich nehmen als wir, wenden also auch viel mehr Zeit zur Nahrungsaufnahme auf als wir Menschen. Die größten Tiere dieser Erde sind Pflanzenfresser, weil sie durch die Größe ein günstiges Verhältnis von Körperoberfläche und Volumen haben.

Die Energiespeicher des erwachsenen Menschen bestehen zu einem Teil aus Kohlenhydraten (400-800 g), die vorwiegend in Muskeln und Leber gespeichert sind. Zusätzlich wird Energie als Fett gespeichert. Ein Gramm Fett kann 9 kcal, 1 g Kohlenhydrate oder Eiweiß dagegen nur gut 4 kcal Energie speichern. Mit jedem Gramm Kohlenhydrate speichern wir ca. 4 g Wasser, so dass bei Entleerung von Kohlenhydratspeichern, z.B. durch Sport, eine erhebliche Menge Wasser frei wird, das wir nach außen abgeben können. Gewichtsschwankungen von mehr als einem Kilogramm pro Fußballspiel sind normal.
Wir verfeuern also einen gewissen Teil unserer Nahrungsenergie für den Erhalt unserer Körpertemperatur.