Aufnahme und Verdauung von Kohlenhydraten

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.


Aufnahme und Verdauung von Kohlenhydraten – Testfragen/-aufgaben

1. Was sind Kohlenhydrate und wo finden wir sie in unserer Ernährung?

Kohlenhydrate sind Bio-Moleküle bestehend aus Kohlenstoff-, Wasserstoff- und Sauerstoffatomen. Sie sind vorwiegend in Lebensmitteln wie Brot, Reis, Nudeln, Obst, Gemüse und Zucker zu finden.

2. Welche Hauptaufgabe haben Kohlenhydrate im Körper?

Die Hauptaufgabe der Kohlenhydrate besteht in der Bereitstellung von Energie für die Zellularprozesse des Körpers.

3. Wie und wo im Körper wird die Verdauung von Kohlenhydraten hauptsächlich durchgeführt?

Die Verdauung von Kohlenhydrate beginnt im Mund, aber die wichtigste Verdauung findet im Dünndarm statt durch verschiedene Enzyme.

4. Wie werden Kohlenhydrate von der Nahrung in Energie umgewandelt?

Kohlenhydrate werden im Verdauungstrakt in Glukose zerlegt und dann in den Zellen zur Energiegewinnung verbrannt.

5. Was ist die Rolle des Insulins bei der Verdauung von Kohlenhydraten?

Insulin ist notwendig, um Glukose aus dem Blut in die Zellen zu transportieren, wo sie als Energie verwendet werden kann.

6. Was passiert, wenn unser Körper zu viele Kohlenhydrate konsumiert?

Überschüssige Kohlenhydrate werden in der Leber und den Muskeln als Glykogen gespeichert und bei Bedarf in Glukose umgewandelt. Langfristig kann jedoch eine Überlastung zu Fettleibigkeit und anderen gesundheitlichen Problemen führen.

7. Was sind einfache und komplexe Kohlenhydrate und wie unterscheiden sie sich in der Verdauung?

Einfache Kohlenhydrate sind Mono- und Disaccharide wie Fruchtzucker und Haushaltszucker. Sie werden schnell verdaut und liefern schnell Energie. Komplexe Kohlenhydrate, wie Stärke, bestehen aus vielen Zuckermolekülen und brauchen länger zur Verdauung, liefern aber langanhaltend Energie.

8. Welche Art von Kohlenhydraten ist gesünder und warum?

Komplexe Kohlenhydrate sind gesünder, weil sie länger satt machen, weniger schnell zu Blutzuckerspitzen führen und mehr Nährstoffe enthalten.

9. Was ist Glukoseintoleranz?

Glukoseintoleranz, auch bekannt als Insulinresistenz, ist ein Zustand, bei dem die Zellen des Körpers nicht richtig auf das Hormon Insulin reagieren, was zu hohen Blutzuckerwerten führt.

10. Wie hängen Kohlenhydrate und Typ-2-Diabetes zusammen?

Ein übermäßiger Konsum von einfachen Kohlenhydraten und Zucker kann zur Entwicklung von Typ-2-Diabetes beitragen. Die ständige Überlastung des Insulinsystems kann zu einer Insulinresistenz und schließlich zu Diabetes führen.