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Aufnahme und Verdauung von Kohlenhydraten

Allgemeines:
Mit der Nahrung werden verschiedene Nährstoffe aufgenommen, die der Mensch täglich benötigt. Im Durchschnitt besteht eine normale (gesunde) Nahrung aus ca. 50% Kohlenhydraten, 35% Fett und 15% Proteine. Dies bedeutet, dass die tägliche Aufnahme von Kohlenhydraten einer wichtigen Rolle zukommt. In diesem Kapitel soll daher auf die Aufnahme und Verdauung von Kohlenhydraten erläutert werden

Kohlenhydrate beim Menschen:
Zuerst einmal sollte kurz etwas über Kohlenhydrate gesagt werden. Kohlenhydrate kommen als "Einfach-", "Zweifach-" und "Vielfachzucker" vor. Die meisten dieser Kohlenhydrate, die in der Nahrung vorkommen, sind für den Menschen verdaubar (die unverdaulichen Kohlenhydrate gehören zur Gruppe der Ballaststoffe). Die wichtigsten Kohlenhydrate bzw. Kohlenhydrat- monomere, die für den Menschen von großer Bedeutung sind, sind Glucose, Fructose und Galaktose. Bei den verdaubaren Kohlenhydrate (Polymere) sind die einzelnen Monomere (z.B. Glucose) durch 1,4 oder 1,6 Bindungen verknüpft, für deren Spaltung der Mensch Verdauungsenzyme besitzt.

Das wichtigste Kohlenhydrat-Monomer ist die Glucose, da für die Erzeugung von Energie im menschlichen Körpern verantwortlich sind. So beziehen Gehirnzellen und Blutzellen die benötigte Energie aus Glucose-Molekülen. Glucose wird aber auch als "Rohstoffe" für körpereigene Substanzen benötigt, wie z.B. für die Bildung von Glycoproteinen, Glycolipiden und Fettsäuren.
 

Aufnahme und Verdauung von Kohlenhydraten beim Menschen:
Wie jede Nahrungsaufnahme bzw. Verdauung beginnt die Verdauung von Kohlenhydraten im Mund durch die Speichelamylase. Hierbei wird die aufgenommene Stärke bzw. Amylose und Glycogen durch Hydrolyse in kleinere Kohlenhydrat-Einheiten gespalten. Anschließend wird diese Kohlenhydrat-Einheiten im Darm weiter "zerkleinert". Im oberen Dünndarm werden (die vorgespaltenen) Kohlenhydrate durch intestinale Verdauungsenzyme in Kohlenhydrate (z.B. Glucose, Fructose) gespalten. Die Kohlenhydrate werden anschließend im Darm resorbiert und von den Zellen der Intestinalmukosa zur Leber transportiert.

Die Aufnahme von Einfachzuckern (Monosaccharide) und Zweifachzucker (Disaccharide) durch die Intestinalmukosa ist nahezu unbegrenzt und führt daher zu einem schnellen Anstieg von Glucose, Fructose oder Galactose im Plasma. Während dieser Phase gelangen so größere Mengen an Glucose über die Pfortader in die Leber. 

In der Leben gibt es nun drei Möglichkeiten, was mit der Glucose "passieren" kann. Es kann Glucose an Zellen zur Energiegewinnung transportiert werden, als Glycogen gespeichert werden oder wenn der Glycogenspeicher voll ist, kann die Glucose in Fett umgewandelt werden. Bei einem gesunden Menschen kann 1 g Glucose pro Kg Körpergewicht pro Stunde aufgenommen werden, ohne das der Glucosespiegel im Blut wesentlich ansteigt.

Pro Stunde können etwa 0,25 - 0,3 g pro Kg Körpergewicht pro Stunde (oxidativ) abgebaut werden. Der Glycogenspeicher (Glucose wird als Glycogen gespeichert) der Leber beträgt ca. 150 g und ist daher rasch gefüllt. Ist nun noch überschüssige Glucose vorhanden, wird diese in Fett umgewandelt (Lipogenese). Der Körper verfügt aber über die Möglichkeit, Glucose in Muskel- oder Fettgewebe zu speichern. Die verstärkte Ausschüttung von Insulin und die reduzierte Ausschüttung von Glutagon erhöht die Aufnahme von Glucose im Muskel- und Fettgewebe. Die Aufnahme von Glucose im Gewebe erfolgt durch Glycogen. Durch die höhere Insulinproduktion wird die Synthese von Glycogen (aus Glucose) erhöht. Die im Muskel in Form von Glycogen gespeicherte Glucose kann nur im Muskel verwendet werden.
 

Aufnahme von Glucose im Körper:
Die Glucose im Körper steht als sog. Blutzucker allen Zellen zur Verfügung. Die meisten Zellen benötigen zur Aufnahme von Glucose ein Transportprotein. In Muskelzellen und Fettgewebe wird der Transport von Insulin durch Aktivierung eines Glucosetransports gestartet. In Leber, Gehirn und Erythrozyten ist der Transport von Glucose unabhängig von Insulin. Die meisten Körperzellen können je nach Insulinkonzentration Glucose oder Fettsäuren als Energieträger verwenden, nur Gehirnzellen sind auf Glucose angewiesen (ca. 140 g). 
 

Regelung der Glucosekonzentration im Körper:
Wie bereits in einem anderen Kapitel erwähnt, befindet sich die Konzentration an Glucose im Körper in einem Fließgleichgewicht. So wird ein Teil der Glucose in Glycogen umgewandelt und in den Glycogenspeichern gespeichert. Ein weiterer Teil der Glucose wird in Energie umgewandelt (Glycolyse) oder in Fett umgewandelt und in den Fettzellen gespeichert. Auf der anderen Seite kommt durch Resorption aus dem Darm ständig Glucose nach. Ein weiterer Zustrom von Glucose im Körper erfolgt durch den Abbau bzw. Umwandlung von Leberglycogen in Glucose. Dabei ist der Ab- und Zustrom so reguliert, dass die Glucose-Konzentration im Blut in engen Grenzen (4 - 6,6 mmol/l) konstant bleibt.
 

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