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Energiegewinnung aus der Nahrung

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Team Digital
Energiegewinnung aus der Nahrung
lernst du in der 5. Klasse - 6. Klasse

Grundlagen zum Thema Energiegewinnung aus der Nahrung

Energiegewinnung aus der Nahrung – Biologie

Hast du dich schon einmal gefragt, warum wir essen müssen? Nahrung ist ein Energielieferant. Durch sie bekommt der Körper Energie, die er für alle Prozesse in deinem Körper benötigt. Deine inneren Organe brauchen immer Energie – dein Herz, dein Gehirn, deine Lunge. Wenn du dich bewegst und Sport treibst, benötigt dein Körper zusätzliche Energie und du bekommst Hunger. Doch hast du beim Sport auch schon mal festgestellt, dass du viel schneller atmest als sonst?

Wie gewinnt der Körper Energie aus der Nahrung? Wie viel Energie hat welches Lebensmittel? Wie wird Energie im Körper transportiert? Und wie hängt die Atmung mit der Nahrungsaufnahme und dem Energieverbrauch zusammen? All diese Fragen werden wir dir in diesem Text beantworten.

Nahrung als Energielieferant

Unsere Nahrung enthält unterschiedliche Nährstoffe. Kohlenhydrate, Fette und Eiweiße sind besonders wichtige Nährstoffe für unseren Körper. Sie werden zur Energiegewinnung und als Baustoffe benötigt. Je nachdem wie viel ein Lebensmittel von diesen Stoffen enthält, liefert es uns mehr oder weniger Energie. Der Energiegehalt von fettigen Nahrungsmitteln, beispielsweise Nüssen, ist zum Beispiel sehr hoch, während Obst und Gemüse einen sehr niedrigen Energiegehalt haben.

Kohlenhydrate

Kohlenhydrate bestehen aus Zuckerteilchen (Zuckermolekülen). Das heißt aber nicht, dass alle Lebensmittel, die Kohlenhydrate enthalten, auch süß schmecken. Ein Kohlenhydrat, dass nur aus einem einzigen Zuckermolekül besteht, ist der Traubenzucker. Traubenzucker ist der Hauptenergielieferant für den Körper. Er kann direkt aus süßen Lebensmitteln wie Obst oder Süßigkeiten aufgenommen werden und liefert schnell Energie. Dann gibt es noch Kohlenhydrate, die aus mehreren aneinanderhängenden Zuckermolekülen bestehen. Stärke, die zum Beispiel in Brot, Kartoffeln und Reis enthalten ist, besteht aus vielen Traubenzuckermolekülen. Weil der Körper diese vielen Moleküle erst einmal voneinander trennen muss, bis er an den Traubenzucker kommt, steht diese Art von Energie dem Körper nicht so schnell zur Verfügung.

Fette

Auch Fette liefern dem Körper eine Menge Energie. Sie werden ebenfalls nach ihrer Zerlegung im Darm aufgenommen und dann meistens erst einmal in Fettdepots zwischengespeichert. Erst zwischen den Mahlzeiten, wenn der ganze Traubenzucker verbraucht ist, werden sie wieder zur Energiegewinnung freigesetzt. Sie sind also eine gute Energiereserve für unseren Körper.

Eiweiße

Eiweiße bestehen aus kleinen Bausteinen, den Aminosäuren. Diese dienen dem Körper hauptsächlich als Bausteine für neue Zellen, Abwehrstoffe und viele andere wichtige Moleküle in deinem Körper. Auch Eiweiße werden während der Verdauung zerkleinert und nach der Aufnahme im Darm können die Aminosäuren vom Körper in Zellen eingebaut werden. Vor allem deine Muskeln benötigen eine große Menge an Aminosäuren. Eiweiße werden normalerweise nicht vom Körper zur Energiegewinnung verwendet, doch wenn du eine längere Zeit nichts gegessen hast, dann können auch die eingespeicherten Eiweiße aus dem Muskel wieder abgebaut und dann in Energie umgewandelt werden.

Falls dich die chemischen Hintergründe dazu interessieren, kannst du diese im Video Grundbaustoffe der Nahrung – Kohlenhydrate, Eiweiße und Fette finden.

Energiegewinnung – Ablauf

Der Energiestoffwechsel umfasst alle Prozesse in deinem Körper, die der Umwandlung von Stoffen in Energie dienen.

Nimmst du Nahrung zu dir, dann werden die Nahrungsbestandteile zerkleinert, aufgenommen und entweder direkt in Energie umgewandelt oder zunächst gespeichert und erst bei Bedarf wieder freigesetzt und in Energie umgewandelt.

Besonders viele Stoffe werden aus den Speicherdepots freigesetzt, wenn der Körper viel Energie benötigt, wie zum Beispiel beim Sport.

Das bedeutet aber auch, dass die gespeicherten Stoffe, zum Beispiel die Fette in den Fettdepots deines Körpers, nicht abgebaut werden können, wenn du zu viel energiereiche Nahrung zu dir nimmst oder du nicht genug Sport treibst. Das Ergebnis ist ein Überschuss an Energiereserven im Körper, der zu großen Fettpolstern und damit zu Übergewicht führen kann.

Dabei ist nicht nur die Aufnahme von Fetten entscheidend. Denn auch wenn du sehr viel zuckerhaltige Nahrungsmittel und Getränke zu dir nimmst, kann der Körper den Zucker in Fette umwandeln und in Fettdepots speichern. Diese Fähigkeit des Körpers war für unsere Vorfahren vor langer Zeit einmal überlebensnotwendig. Doch da inzwischen in vielen Ländern ein Überfluss an Nahrung besteht, führt dieser Mechanismus bei vielen Menschen heutzutage zu Übergewicht, Fettleibigkeit und damit oft auch zu Krankheiten.

Zusammenhang von Energie, Nahrung und Atmung

Doch wie hängt die Aufnahme von Nahrung und die Umwandlung in Energie nun mit der Atmung zusammen?

Durch die Atmung nimmst du Sauerstoff auf, der über das Blut in alle restlichen Teile deines Körpers transportiert wird, zum Beispiel in deine Muskeln. Das Gleiche passiert mit Traubenzucker. Auch er wird über das Blut in die Bereiche des Körpers transportiert, die Energie benötigen. Kommt nun der Traubenzucker in deinen Muskeln an, dann benötigen sie Sauerstoff, um die Energie aus dem Traubenzucker freizusetzen. Dabei entsteht neben der Energie auch Kohlenstoffdioxid, das durch das Blut wieder zurück zur Lunge transportiert und dann ausgeatmet wird.

Das bedeutet, je mehr Energie dein Körper verbraucht, umso mehr Energie in Form von Nahrung musst du zu dir nehmen und umso mehr Sauerstoff benötigt dein Körper, um diese Energie freizusetzen. Darum wird deine Atmung beim Sport schneller und nach dem Sport hast du Hunger.

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Energiegewinnung aus der Nahrung – Zusammenfassung

In diesem Text haben wir dir den Zusammenhang von Energie und Nährstoffen einfach erklärt. Du hast dabei gelernt, wie aus der Nahrung Energie wird, wie der Energiestoffwechsel funktioniert und wie er mit der Atmung zusammenhängt. Im Anschluss an das Video und den Text kannst du dein Wissen in interaktiven Übungen überprüfen. Viel Spaß!

Transkript Energiegewinnung aus der Nahrung

Den ganzen Nachmittag am Skaten gewesen, puuh! Und danach direkt erst mal zum Kühlschrank! Wir haben doch gerade erst Mittag gegessen, wie kann der Kohldampf jetzt schon wieder SO groß sein? Hängt das wohl mit dem Skaten und der Bewegung zusammen? Warum müssen wir überhaupt essen? Diesen Fragen gehen wir heute auf den Grund, es geht um die "Energiegewinnung aus der Nahrung". Wenn du dich bewegst, brauchst du Energie, das ist ganz logisch, oder? Aber auch ohne Bewegung passiert jede Menge in deinem Körper, was Energie bedarf. Probieren wir dazu einmal kurz etwas aus: Drücke gerne auf Pause, halte kurz inne und versuche zu bemerken, was in deinem Körper so passiert. Was spürst du? Dein Herzschlag und deine Atmung fallen dir vielleicht direkt auf. Aber auch dein Gehirn arbeitet, du musstest schließlich gerade überlegen. Und noch viele weitere Funktionen, die selbst im Sitzen aufrecht erhalten werden müssen, verbrauchen einiges an Energie. Diese Energie bekommst du aus deiner Nahrung. Unsere Nahrung ist ein Energielieferant, das heißt durch sie bekommt der Körper die Energie, die für alle Prozesse im Körper benötigt werden. Je nachdem was du isst, nimmst du verschiedene Nährstoffe, die in der Nahrung enthalten sind, zu dir. Kohlenhydrate, Fette und Eiweiße sind dabei besonders wichtig und werden zur Energiegewinnung und als Baustoffe benötigt. Der Anteil dieser Nährstoffe variiert in Lebensmitteln, weswegen sie auch unterschiedlich viel Energie liefern. Was meinst du, was macht dich länger satt, beziehungsweise in welchem Lebensmittel ist der Energiegehalt höher? In einer Handvoll Nüsse oder einer Handvoll Himbeeren? Also: Wenn du entspannt auf der Couch chillst, gemütlich ein sofatutor Video schaust ODER eine Halbzeit ununterbrochen einem Fußball hinterhergelaufen bist – dein Körper braucht Energie. Nur eben unterschiedlich viel. Die Einheit dieser Energie wird in Joule, beziehungsweise Kilojoule angegeben. Vielleicht kennst du aber auch die etwas geläufigere Angabe in Kilokalorien. Ein Gramm Kohlenhydrate und Eiweiße liefern deinem Körper jeweils etwa siebzehn Kilojoule Energie. Ein Gramm Fett hingegen etwa neununddreißig Kilojoule. Fette bilden daher die energiereichste Nährstoffgruppe. Nimmt man allerdings mehr Energie zu sich, als der Körper verbraucht, wird diese überschüssige Energie in Form von Fettdepots in der Leber und unter der Haut eingelagert. Das geschieht beispielsweise, wenn zu viel fettreiche Nahrung aufgenommen wird. Aber auch Kohlenhydrate wie Zucker und Stärke können vom Körper in Fett umgewandelt werden, wenn zu viel davon gegessen wird. Proteine können zu Zucker und dieser wiederum in Fett umgewandelt werden. Diese Fettdepots gelten als Rücklagen: Wenn du weniger Energie mit deiner Nahrung aufnimmst, als dein Körper für Bewegung und die Aufrechterhaltung der Körperfunktionen braucht, kann auf diese Fettpolster zurückgegriffen werden. Der Körper kann aus diesen Fetten wieder neue Energie gewinnen. Ganz schön praktisch! Das war früher wichtig, als noch nicht so viel Nahrung im Überfluss vorhanden war wie jetzt. Zu viel dieser Fettdepots können allerdings sehr ungesund sein, daher ist eine ausgewogene Ernährung essentiell! Kommen wir jetzt zu den Kohlenhydraten. Hier siehst du einen Mehrfachzucker, also eine lange Zuckerkette aus vielen einzelnen Zuckerteilchen, den Zuckermolekülen. Ein einzelnes Zuckermolekül kennst du als Traubenzucker. Das ist der Hauptenergielieferant für den Körper, da er direkt aufgenommen werden kann und schnell Energie liefert. Andere Kohlenhydrat-Lieferanten wie zum Beispiel Brot oder Kartoffeln bestehen aus diesen aneinanderhängenden Zuckermolekülen. Um vom Körper aufgenommen zu werden, müssen sie erst verdaut werden und liefern daher etwas langsamer Energie. Eiweiße bestehen aus Aminosäuren, welche dem Körper als wichtige Bausteine für neue Zellen, Abwehrstoffe und viele andere wichtige Moleküle dienen. Während der Verdauung werden Eiweiße in ihre Aminosäuren zerlegt und können so aufgenommen werden. Normalerweise werden Eiweiße nicht von deinem Körper zur Energiegewinnung verwendet. Doch wenn du längere Zeit nichts isst, können auch die eingespeicherten Eiweiße aus den Muskeln wieder abgebaut und verbrannt werden. So, und wie hängt jetzt die Atmung mit der Energiegewinnung zusammen? Das bringt uns zum Energiestoffwechsel. Durch die Atmung nimmst du Sauerstoff mit der Luft auf, so viel ist dir sicher schon bekannt, oder? In der Lunge findet dann der Gasaustausch statt, das heißt, der Sauerstoff aus der Atemluft gelangt in dein Blut und Kohlenstoffdioxid wird umgekehrt wieder an die Atemluft abgegeben. Das sauerstoffreiche Blut kann nun im Körper verteilt werden und dort zum Beispiel deine Muskeln mit Sauerstoff versorgen. So und das Gleiche passiert auch mit den Traubenzuckermolekülen: Auch die werden mit dem Blut dorthin transportiert, wo Energie benötigt wird. Und um die Energie aus den Kohlenhydratbausteinen freizusetzen, wird Sauerstoff benötigt – Bingo! Bei der Energiegewinnung entsteht als Nebenprodukt Kohlenstoffdioxid, was mit dem Blut wieder zurück zur Lunge transportiert und an die Atemluft abgegeben wird. Das bedeutet also, je mehr Energie dein Körper verbraucht, desto mehr Energie in Form von Nahrung musst du zu dir nehmen und umso mehr Sauerstoff benötigt dein Körper, um diese Energie freizusetzen. Und genau darum wird deine Atmung beim Sport schneller und dein Hunger nach dem Sport größer! Aha, jetzt weißt du Bescheid! Fassen wir also noch einmal zusammen, was wir heute gelernt haben! Unser Körper benötigt Energie in Form von Nahrung für die Aufrechterhaltung der Körperfunktionen und insbesondere, wenn wir uns viel bewegen. Die Nährstoffe Kohlenhydrate und Fette sind dabei wichtige Energielieferanten und Eiweiße dienen vor allem als Baustoffe. Die Energie der Nährstoffbausteine wird im Energiestoffwechsel mit Hilfe von Sauerstoff freigesetzt und kann so zum Beispiel von den Muskeln verwendet werden. Alles klar! Dann Nährstoffreserven auffüllen und weiter geht's!

2 Kommentare
2 Kommentare
  1. Und gut erlärt

    Von Mini, vor etwa 2 Monaten
  2. TOLLES VIDEO!

    Von Mini, vor etwa 2 Monaten

Energiegewinnung aus der Nahrung Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Energiegewinnung aus der Nahrung kannst du es wiederholen und üben.
  • Nenne energieliefernde Nährstoffe.

    Tipps

    Drei der Nährstoffe liefern Energie.

    Lösung

    Unsere Nahrung enthält für uns überlebenswichtige Nährstoffe: Vitamine, Mineralstoffe, Kohlenhydrate, Eiweiße, Fette und Wasser.

    Doch nicht alle Nährstoffe liefern dem Körper Energie.

    Als Energielieferanten dienen uns die sogenannten Makronährstoffe:

    • Proteine
    • Fette
    • Kohlenhydrate

  • Beschreibe die drei energieliefernden Nährstoffe genauer.

    Tipps

    Du benötigst jede der Farben genau einmal.

    Lösung

    Kohlenhydrate, Proteine und Fette sind Nährstoffe, die dem Körper Energie liefern. Die Menge an Energie, die sie dem Körper bereitstellen, wird in der Einheit Kilojoule oder Kilokalorie angegeben.

    Fett liefert dem Körper die meiste Energie, weshalb es dem Körper in Form von Fettdepots als Energierücklage dient.

    Kohlenhydrate sind ein schnell zugänglicher Energielieferant. Sie bestehen aus Zuckermolekülen.

    Proteine dienen dem Körper normalerweise weniger als Energielieferant, sondern mehr als Bausteine für beispielsweise Abwehrstoffe und viele andere Moleküle.
    Doch wenn dem Körper länger keine Energie zugeführt wurde, können auch die Proteine aus den Muskeln abgebaut, in Zucker umgewandelt und als Energielieferant verwendet werden.

  • Erkläre, wie die Atmung mit der Energiegewinnung zusammenhängt.

    Tipps

    Das Atemgas, welches zur Energiegewinnung benötigt wird, wird aus der Atemluft aufgenommen.

    Für den Gasaustausch steht die Lunge in Verbindung mit dem Blut.

    Lösung

    Die Lunge ist der Ort des Gasaustauschs. Hier wird Sauerstoff aus der Atemluft in das Blut abgegeben und Kohlenstoffdioxid aus dem Blut an die Atemluft abgegeben.
    Das sauerstoffreiche Blut kann nun im Körper verteilt werden und dort zum Beispiel deine Muskeln mit Sauerstoff versorgen.

    Das Gleiche passiert mit den energiereichen Zuckermolekülen: Auch diese werden mit dem Blut dorthin transportiert, wo Energie gebraucht wird. Und um die Energie aus den Kohlenhydratbausteinen freizusetzen, wird Sauerstoff benötigt.

    Bei der Energiegewinnung entsteht als Nebenprodukt Kohlenstoffdioxid, das mit dem Blut wieder zurück zur Lunge transportiert und an die Atemluft abgegeben wird.

  • Vergleiche die energiebringenden Nährstoffe miteinander.

    Tipps

    Fette haben den höchsten Energiegehalt.

    Wenn du lange auf einem Stück Brot kaust, dann schmeckt es süß.

    Wurde zu viel Energie in Form von Nahrung aufgenommen, werden Fettdepots im Körper angelegt.

    Lösung

    Die drei Makronährstoffe sind sehr verschieden und haben unterschiedliche Bedeutungen für den Körper und die Energiegewinnung:

    Kohlenhydrate bestehen aus Zuckermolekülen und sind die Hauptenergielieferanten des Körpers.
    Sie sind zum Beispiel in größeren Mengen in Brot und Kartoffeln enthalten.

    Aus Proteinen kann ebenfalls durch Umwandlung in Zucker Energie gewonnen werden. Proteine bestehen aus langen Aminosäureketten und sind in großem Anteil in tierischen Lebensmitteln wie Lachs und Eiern oder unter anderem auch in Linsen enthalten. Die Proteine bzw. die Aminosäuren dienen als Bausteine für Zellen, Abwehrstoffe und andere wichtige Moleküle.

    Proteine und Kohlenhydrate liefern 17 kJ pro Gramm, Fette liefern 39 kJ.
    Durch den hohen Energiegehalt dienen Fette dem Körper als Energiespeicher. Bei Fetten handelt es sich um drei miteinander verknüpfte Fettsäuren. Besonders fettreiche Lebensmittel sind beispielsweise Nüsse und Speiseöle.

  • Benenne energieverbrauchende Prozesse des Körpers.

    Tipps

    Das Herz ist die Blutpumpe des Körpers.

    Lösung

    Unser Körper braucht viel Energie, weshalb wir täglich Nahrung zu uns nehmen müssen.

    • Für unsere Bewegungen benötigen die Muskeln Energie. Außerdem wird für die Atembewegung Energie gebraucht.
    • Das Herz ist ebenfalls ein großer Muskel, der durch die zugeführte Energie Blut durch unseren Körper pumpt.
    • Durch die Verdauung im Magen-Darm-Trakt nehmen wir unter anderem auch Nährstoffe auf, die uns Energie liefern. Doch für die Aufnahme wird zunächst erst einmal Energie aufgewendet.
    • Zudem benötigt unser Gehirn Energie, um Denk- und Lernprozesse auszuführen.
  • Erarbeite dir die Zusammenhänge der Nährstoffflüsse innerhalb des Körpers.

    Tipps

    Jeder Pfeil steht für einen Prozess.

    Ein Doppelpfeil bedeutet, dass ein Prozess umkehrbar ist.

    Kohlenhydrate sind der Hauptenergielieferant der Körpers. Daher ist es wichtig, dass die anderen Nährstoffgruppen in Zucker umgewandelt werden können.

    Lösung

    Schaue dir das Bild genau an:

    Bei einem Überschuss an Proteinen kann der Körper diese in Kohlenhydrate umwandeln, welche mithilfe von Sauerstoff in Energie umgewandelt werden können.

    Überschüssige Kohlenhydrate können in Fette umgewandelt werden und dann gemeinsam mit überschüssigen Fetten in Fettdepots eingespeichert werden.
    Diese beiden letztgenannten Prozesse sind umkehrbar, sodass bei Energieknappheit Fette aus den Fettdepots freigesetzt und in energiebringende Kohlenhydrate umgewandelt werden können.