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Der bekannteste Vertreter der orthomolekularen Medizin (OM) war Linus Pauling. Die OM baut auf der Theorie auf, dass der menschliche Körper dann optimal funktioniert, wenn er alle lebensnotwendigen Nährstoffe zum richtigen Zeitpunkt in optimaler Konzentration zugeführt bekommt. Die wesentliche naturwissenschaftliche Grundlage der OM ist die Biochemie des menschlichen Organismus.
Bei der Verarbeitung der Nährstoffe (Kohlenhydrate, Proteine, Fette) im Körper benötigt der Organismus essenzielle Grundstoffe (die in der orthomolekularen Medizin auch Mikronährstoffe, Vitalstoffe o.a. genannt werden und zu denen z.B. auch die Vitamine gehören). Nur mit ihrer Hilfe kann er Energie gewinnen, Abfallprodukte verarbeiten und auftretende Radikale entgiften. Viele dieser Grundstoffe sind bekannt und auch viele ihrer Wirkungen. Da gleichzeitig Wechselwirkungen zueinander bestehen ist es notwendig, diese Wirkungen untereinander zu kennen oder bereits im Rahmen der Diagnostik (komplexe Serumprovokationsanalyse) zu bestimmen.
Viele bekannte Krankheiten werden durch einen Mangel an Vitalstoffen verursacht. Über Jahre war unbekannt, dass Skorbut durch einen Mangel an Vitamin C verursacht wird. Die zufällige Entdeckung der Mangelsituation bei Matrosen führte zur Mitführung von Citrusfrüchten bei der Seefahrt und damit zu einer der ersten Vorsorgemaßnahmen im Sinne einer Nahrungsergänzung. Die Vitamin D Gabe in der Schwangerschaft bzw. Geburt oder bei Osteoporose in Verbindung mit Calcium, die Einnahme von Eisen, Vitamin B12 oder Folsäure bei bestimmten Formen der Blutarmut sind alles (Nahrungsergänzungs-) Maßnahmen, die anerkannt sind und deren biochemischer Hintergrund medizinisches Grundlagenwissen darstellt.
Die orthomolekulare Medizin geht weiter, in dem sie annimmt, dass keine Ernährung zu einer optimalen (biochemischen) Versorgung mit Vitalstoffen führen kann und dass deshalb mit zunehmendem Lebensalter zwangsläufig Mangelsituationen entstehen, die sich in Folge des Mangels in Symptomen oder Krankheiten äussern.
Diese Annahme reicht sicher nicht aus, um jede Erkrankung durch eine Mangelsituation heraus erklären zu können. Das ist auch nicht das Ziel der OM. Das Ziel der orthomolekularen Medizin ist es, den Gehalt an den essentiellen Vitalstoffen zu bestimmen und so ausgeglichen zu gestalten, dass die biochemischen Prozesse möglichst reibungslos (=symptomlos) ablaufen können, so dass das körperliche und seelische Wohlbefinden (Gesundheit in der Definition der Weltgesundheitsorganisation) gewährleistet ist. Durch die abgestimmte Gabe von Vitalstoffen sollen die biochemischen Prozesse optimiert werden.
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