Von Simon Goedecke | Benötigte Lesezeit: 9 Minuten

Die Referenzwerte in der Ernährung werden von der D-A-Ch Organisation herausgegeben – doch wie kommen sie eigentlich zu Stande…?(Bildquelle: DGE)

Diese Frage ging eigentlich vor ein paar Wochen über Ask.fm an Damian, doch da ich mal wieder zufällig erst kürzlich über dieses Thema im Studium referiert habe, war es mir möglich ein wenig mehr dazu zu erzählen. Da ich mich während der Diskussion dazu bereit erklärt habe einen eigenständigen Artikel über das Thema Referenzwerte, Mikronährstoffe und wie diese eigentlich zu Stande kommen, zu liefern (sofern ausreichendes Interesse dazu bestünde), möchte ich mein Wort hiermit einlösen.

Ich gebe zu, die Fragestellung ist nicht ganz uninteressant, da wir mittlerweile alle möglichen Referenzwerte auf vielen Lebensmitteln finden können, die ins Verhältnis zum Gehalt des Nährstoffs in dem Lebensmittel gesetzt werden. Das hat natürlich vor Allem Werbezwecke, denn wer möchte nicht mit nur einer Portion von Lebensmittel X% seines Tagesbedarfs an Mikronährstoff Y gedeckt haben (oder so ähnlich…). Solche Angaben finden wir insbesondere bei Lebensmitteln mit hinzugesetzten Mikronährstoffen. Bei Naturprodukten ist das dagegen eher selten der Fall, da der Gehalt – je nach Saison, Klima, Wetter, Düngung und Anbaubedingungen – schwankt und daher keine konkreten Aussagen getroffen werden können. Umso interessanter ist die Frage, wie diese Referenzwerte, die unsere nationalen Organisationen herausgeben, eigentlich zu Stande kommen und was sie genau aussagen.

In Deutschland gelten übrigens die DACH-Referenzwerte, die von der deutschen-, österreichischen- und schweizerischen Gesellschaft für Ernährung herausgegeben werden. Hier soll es ausschließlich darum gehen, wie sie zustande kommen und nicht, ob sie an der ein oder anderen Stelle zu kritisieren sind (oder nicht).

(Offizielle) Referenzwerte für die Mikronährstoffzufuhr: Wie werden sie ermittelt?

Mangel an Mikronährstoffen

Eine chronische Zufuhr von Mikronährstoffen unter dem Referenzwert bedeutet nicht automatisch, dass man auch einen Mangel erleidet. Akut sowieso nicht, denn niemand wird krank, nur weil er mal einen Tag kein Obst und Gemüse isst.

Der Grad des Nährstoffmangels wird in drei Stufen unterschieden (siehe Tabelle rechts). Man sieht, dass Symptome erst an der Spitze der Pyramide auftreten und dass bis dahin noch ein relativ großer Puffer, angefangen von einer niedrigen Nährstoffzufuhr, besteht.

Außerdem unterscheidet man den Grundbedarf vom normativen Speicherbedarf.

Die „Nährstoffmängel-Pyramide“: Zwischen niedriger Nährstoffzufuhr und manifestiertem Nährstoffmangel gibt es ene Menge Spielraum.

Der Grundbedarf ist die Zufuhrmenge, die man benötigt um einen latenten und manifesten Mangel zu verhindern, also in der Pyramide ab dem biochemischen Mangel aufwärts. Hierbei wird gerade so ein uneingeschränktes Leben ermöglicht. Der normative Speicherbedarf dagegen erlaubt den Aufbau und Erhalt von ausreichenden Körperspeichern, die im Falle einer akuten Unterversorgung schnell und effizient einspringen können. Einige Mikronährstoffe können dabei sehr gut gespeichert werden, andere weniger gut. Die meisten von ihnen werden in der Leber gespeichert.

Was passiert aber wenn es doch zu einem Mangel kommt?

Viele von euch werden schon mal etwas von Skorbut oder der Seefahrerkrankheit gehört haben. Dabei besteht ein Mangel an Vitamin C, den die Seefahrer in früherer Zeit erlitten, weil sie für die lange Zeiten auf See keine haltbaren Lebensmittel mit ausreichenden Mengen dieses Mikronährstoffes an Bord hatten. Vitamin C ist sehr wichtig für die Synthese von Kollagen, also Bindegewebe und deshalb fielen den Seefahrern als erstes die Zähne aus.

Erst als man entdeckte, dass man die Krankheit mit Zitrusfrüchten verhindern kann, realisierte man, dass es einen bis dahin unbekannten Stoff in der Nahrung geben musste, der essentiell für die Gesundheit ist. Eine weitere Mangelerkrankung ist die Rachitis, auch englische Krankheit genannt. Sie trat früher vor allem bei Kindern im vereinten Königreich auf, die in dunklen Hinterhöfen oder in Bergwerken arbeiten mussten. Außerdem hatten diese Kinder keinen ordentlichen Zugang zu Milchprodukten und Eiern. Was für ein Mikronährstoff könnte das nur sein?

Ein Tipp: es ist der Einzige, den wir selbst produzieren können.

Die Rede ist natürlich von Vitamin D, welches unter anderem wichtig bei der Resorption und Einbau von Kalzium in die Knochen ist. Daher verwundert es nicht, dass es die englischen Kinder mit Vitamin D Mangel sehr stark deformierte Knochen hatten.

Aber die verschiedensten Mangelerkrankungen aufzuzählen, wäre hier wohl etwas zu viel des Guten, schließlich geht’s um die Referenzwerte.

Methoden zur Ermittlung der Referenzwerte

Die Wissenschaft hat einige Methoden auf Lager, die verwendet werden (oder in der Vergangenheit verwendet wurden), um sogenannte Referenzwerte zu ermitteln – d.h. Werte, an denen man sich orientieren sollte, um Nährstoffmängel zumindest vorzubeugen.

Die einzelnen Werkzeuge werde ich euch im Folgenden einmal in aller Kürze vorstellen.

Methode #1: Mangelexperimente

…sind zum Glück heute weltweit verboten. Doch sie gelten wichtige Pionierarbeit auf dem Gebiet des menschlichen Nährstoffbedarfes. Der langjährige Aesir-Sports-Leser ist bereits mit dem Minnesota-Starvation-Experiment vertraut, indem junge US-Amerikaner die Chance geboten wurde, dass sie – statt in den Krieg zu ziehen – an diesem Experiment teilnehmen konnten, um so einen „Beitrag“ für die Menschlichkeit zu leisten. Dabei wurden sie unter kontrollierten Bedingungen bis an die Grenzen des Verhungerns gebracht, um wichtige Erkenntnisse über den menschlichen Stoffwechsel zu erlangen. (Wer es ausführlich nachlesen will, wie dieses Experiment den Teilnehmern bekommen ist, der kann sich hier informieren).

Man ermittelte also anhand der sehr genau dokumentierten Ernährung die minimale Dosis der jeweiligen Nährstoffe, die nötig ist, um Mangelsymptome zu vermeiden oder wieder zu entfernen.

Selbiges wurde übrigens an KZ-Häftlingen durchgeführt, wobei man hier wohl weniger zimperlich mit den „Teilnehmern“ umsprang, als es auf der anderen Seite des atlantischen Ozeans getan wurde…

Methode #2: Bilanzuntersuchungen

Das beste Beispiel für eine Bilanzuntersuchung ist das Protein. Protein ist zwar kein Mikronährstoff, aber mindestens genauso essentiell.

Bei der Bilanzuntersuchung misst man die Aufnahme von Stickstoff, welches in jedem Protein enthalten ist, über die Nahrung und vergleicht diesen Wert mit der Ausscheidung von Stickstoff über Urin, Haut und Atmung. Ist die Aufnahme höher, als die Ausscheidung, liegt eine positive Bilanz vor, man speichert also Protein im Körper, z.B. in Form von Muskelgewebe. Ist die Ausscheidung dagegen höher als die Aufnahme, liegt eine negative Bilanz, also ein Abbau, vor.

Ähnliches gilt auch für die Körperspeicher von Mikronährstoffen – wobei man für solch eine Untersuchung alle Metabolite und Ausscheidungsprodukte kennen und effizient messen können muss.

Bei der Bilanzuntersuchung schaut man, inwiefern sich die Aufnahme von der Ausscheidung unterschiedet. Basierend darauf werden Schlüsse gezogen.

Methode #3: Epidemiologische Studien

In epidemiologischen Studien geht es nicht darum Experimente durchzuführen, sondern eher darum, verschiedene Bevölkerungsgruppen miteinander zu vergleichen und die Ergebnisse in den Kontext zu setzten.

In Bezug auf Mikronährstoffe bedeutet dies, dass man zum Beispiel feststellte, dass Personen in Süddeutschland häufiger einen Jodmangel-Kropf (Struma) – einer vergrößerten Schilddrüse in Folge eines Jodmangels – bekommen, als Personen in Norddeutschland. Also schaut man sich die Aufnahme an Jod der beiden Gruppen genauer an und kann dadurch den (notwendigen) Bedarf feststellen, um Jodmangel zu verhindern.

Ein bisschen vage ist das schon, deshalb müssen in dem Falle weitere klinische Untersuchungen zur Absicherung durchgeführt werden. Aber Epidemiologie tut keinem weh und gibt einen guten Richtwert. Falsch wäre es nur, wenn man aus einer Korrelation eine Kausalität ableitet – ein Fehler, der sehr oft begannen wird und vor allem medial eingesetzt wird, um Schlagzeilen zu machen.

Methode #4: Kurative Tests

Hier steckt schon das Wort „Kur“ (engl.„Cure“) drin – also die Beseitigung eines unerwünschten Zustandes. Daher ist es nicht verwunderlich, dass bei kurativen Tests ein bestehender Mangel beseitigt wird.

Die Hälfte der dazu nötigen Dosis wird mit dem Bedarf gleichgesetzt. Das Problem dabei ist nur eine ausreichende Personenzahl zu finden, die nur diesen einen Nährstoffmangel hat. Meistens treten Mängel in Folge einer generellen Unterversorgung auf, was die Durchführung dieser Tests erschwert. Eine besonders hohe Aussagekraft haben die ohnehin nicht.

Methode #5: Tierversuche

Ob man es für ethisch vertretbar hält oder nicht (das zu kommentieren ist nicht meine Aufgabe), sind Tierversuche durchaus sehr hilfreiche Tools, um wichtige Rückschlüsse über den Stoffwechsel zu ziehen. Hier ist es nach reiflicher Überprüfung der Ethikkommission zumindest noch möglich, Mangelexperimente durchzuführen.

Tierexperimenten kann man kritisch gegenüberstehen, aber sie bilden einen der wichtigen Eckpfeiler des Erkenntnisgewinns in Sachen Stoffwechsel und Ernährungslehre. Die Grafik zeigt, welche Arten am häufigsten für Versuche herangezogen werden. (Bildquelle: Wikimedia.org / Tim Vickers ; CC Lizenz)

Tierstudien dürfen allerdings nur durchgeführt werden, wenn wichtige Erkenntnisse aus Humanstudien noch fehlen und diese auch nicht ohne weiteres durchführbar wären. Am Ende liefern diese Versuche in Bezug auf die Referenzwerte doch nur qualitative Aussagen, können aber keine konkreten Werte angeben.

Ein Beispiel wäre, ob Schwangere und Stillende einen Mehrbedarf an Nährstoff X haben.

Methode #6: Biochemische Untersuchungen

…sind heute das Mittel der Wahl, wenn es um die Festlegung der Bedarfswerte geht. Dafür muss man wissen, was der Nährstoff im Körper genau macht – also welche Aufgaben er erfüllt. Daraus leitet man einen bestimmten Zielwert ab (zum Beispiel einen Blutwert, Speicherwert oder Hormonwert).

Kleines Beispiel gefällig? Selen ist ein wichtiger Cofaktor für das Enzym Glutathionperoxidase. Man steigert die Selendosis nun so weit, bis man das Aktivitätsmaximum dieses Enzyms erreicht hat und erhält dadurch seinen Bedarfswert.

Methode #7: Mathematische Verrechnungsverfahren

Nun sind wir nicht alle gleich und den Bedarf eines Erwachsenen kann man nicht mit dem eines Kindes oder Seniors gleichsetzen. Daher verrechnet man verschiedene Werte untereinander, um auf die einzelnen Bevölkerungsgruppen schließen zu können.

Zum einen hätten wir da die Extrapolation, bei der von einer Bevölkerungsgruppe auf eine andere geschlossen wird. Aus bekannten Bedarfszahlen von Säuglingen wird beispielsweise auf den Bedarf bei Kleinkindern geschlossen.

Zum anderen gibt es noch die Interpolation, bei der von 2 Altersgruppen auf eine Dritte geschlossen wird, z.B. Ermittlung des Bedarfs von Jugendlichen aus Zahlen von Erwachsenen und Säuglingen.

Empfehlungen, Schätzwerte, Richtwerte

Diese 3 Kategorien bilden die Referenzwerte, sind jedoch unterschiedlich gewichtet bezüglich ihrer Aussagekraft.

Empfehlungen sind dabei die Gruppe mit der höchsten Gewichtung. Sie sind durch klinische Studien abgesichert, wenn nicht anders möglich auch aus Erhebungen und epidemiologischen Studien bezogen.

Zunächst ermittelt man den Bedarf sehr vieler Menschen und entwickelt daraus ein Diagramm. Im Optimalfall entsteht dabei eine gauß’sche Glockenkurve, also das, was auf meinem selbst gekritzelten Bild zu sehen sein soll. Dann ermittelt man daraus den Durchschnitt, was dem Bedarf von 50% der Personen entsprechen sollte.

Der letzte Schritt zur Zufuhrempfehlung ist die Addition von 2 Standardabweichungen, wobei man mit einer solchen Glockenkurve bei 97,5% landet. Die Zufuhrempfehlung ist also ein Wert, bei dem 97,5% der Personen auf die die Empfehlung zutrifft, adäquat mit diesem Nährstoff versorgt sein sollten. Die restlichen 2,5% haben Pech gehabt und müssen noch ein bisschen mehr zu sich nehmen. Das betrifft vor allem Leistungssportler oder Personen mit einem sehr schnellen Stoffwechsel.

Liegen nicht genügend Daten zur Bedarfsverteilung vor oder ist der Bedarf nicht normalverteilt, werden ausgehend von einem Variationskoeffizienten von 10-15%, einfach 20-30% zum durchschnittlichen Bedarf dazu addiert. Dies ist dann in etwa vergleichbar mit 2 Standartabweichungen. Empfehlungen werden meistens pro Kilogramm Körpergewicht angegeben. Bei Vitamin B6 jedoch ausgehend von der Proteinaufnahme und bei Thiamin, Riboflavin und Niacin ausgehend von der Kalorienaufnahme.

Schätzwerte geben Hinweise auf eine angemessene und unbedenkliche Zufuhr der Mikronährstoffe. Die Werte sind durch experimentelle Untersuchungen gestützt, aber nicht genügend abgesichert. Ein Beispiel wäre die Ermittlung der Referenzwerte für Säuglinge aus dem durchschnittlichen Gehalt in Frauenmilch.

Richtwerte dienen nur als Orientierungshilfe für Nährstoffe, bei denen mangelnde oder überhöhte Zufuhr problematisch sein kann. Mindestzufuhrempfehlungen gelten beispielsweise für Wasser, Fluorid und Ballaststoffe, wohingegen sich Höchstzufuhrempfehlungen bei Cholesterin, Alkohol und Speisesalz finden lassen.

Empfehlungen, Schätzwerte und Richtwerte – gestaffelt nach „Aussagekraft“

Gültigkeit der Referenzwerte

Die Referenzwerte gelten nicht für:

• Kranke Personen oder Personen in der Genesung
• Personen mit Nährstoffmängeln
• Personen mit Verdauungs- und Stoffwechselstörungen
• Personen mit chronisch hohem Konsum an Genussmitteln (z. B. erhöhter Alkohol- und Tabakkonsum)
• Personen mit regelmäßiger Medikamenteneinnahme

Diese Personengruppen benötigen individuelle ernährungsmedizinische Beratung.

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Abschließende Worte

Ich hoffe, dass ich mit diesem kleinen Informationsartikel aus meinem Studium dem einen oder anderen dabei behilflich sein konnte einen tieferen Einblick in die Generierung und das zu Stande kommen der Referenzwerte zu liefern.

Wie bereits angesprochen, kann man sich nun darüber streiten, inwiefern die Methoden und die daraus resultierenden Werte zu bewerten sind und wie insbesondere (Leistungs)-Sportler damit umgehen sollten (oder von den Werten zu halten haben). Das ist aber wiederum Stoff für einen weiteren Artikel, daher ziehe ich an dieser Stelle die Reißleine. Euer Feedback könnt ihr selbstverständlich in den Kommentaren für uns da lassen – darüber freuen wir uns sehr!

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Bildquelle Titelbild: Pixabay.com / condesign ; CC Lizenz

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