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Kohlenhydrate - Mehr als nur ein Energielieferant - Ballaststoffe.

Kohlenhydrate werden oft als Dickmacher dargestellt. Lowcarb- und Atkinsdiäten sind vielen Menschen bekannt. Fruchtzucker und Haushaltszucker werden ebenfalls oft als ungesund bezeichnet. Doch was ist dran an den Mythen um Kohlenhydrate und machen Kohlenhydrate uns wirklich dick? Sollte man abends auf Kohlenhydrate komplett verzichten? In diesem Artikel lernen Sie die verschiedenen Formen von Kohlenhydraten, sowie die gesundheitlichen Aspekte, kennen. Denn Kohlenhydrate allgemein zu verteufeln und als Grund für Übergewicht darzustellen ist falsch.

1. Allgemeines zu Kohlenhydraten

Kohlenhydrate sind ein wichtiger, wenn nicht sogar DER wichtigste Energielieferant für den Körper. Sie haben den gleichen Brennwert wie Protein: 4,1 kcal/g. Doch Kohlenhydrate sind  mehr als nur eine schnell verfügbare Brennstoffquelle.

Neben Einfachzucker (Monosaccharide), Zweifachzucker (Disaccharide) und Mehrfachzucker (Oligosaccharide und Polysaccharide) werden auch Ballaststoffe zu den Kohlenhydraten gezählt.

Die klassische Definition der Kohehydrate beschreibt als Kohlenhydrate alle Substanzen mit der allgemeinen Summenformel Cn(H2O)n  .

Kohlenhydrate sind Ausgangsprodukte für die Synthese von Fetten und nicht-essentiellen Aminosäuren, Bestandteil von unserem Erbgut (DNA), haben Einfluss auf die Magenentleerung, Sättigung und unser Mikrobiom.

Die deutsche Gesellschaft für Ernährung empfiehlt ca. 55% des täglichen Energiebedarfs durch Kohlenhydrate zu decken. 2/3 davon sollten durch Polysaccharide aus Vollkorn, Kartoffeln, Obst und Gemüse stammen. 1/3 dürfen aus Mono- und Disacchariden stammen. Außerdem sollten mindestens 30g Ballaststoffe gegessen werden. Diese liefern im Gegensatz zu den Mono-, Di- und Polysacchariden aber keine Kalorien.

Die Kohlenhydratverdauung fängt bereits im Mund an. Allerdings werden erst im Dünndarm die Kohlenhydrate in Einfachzucker gespalten und absorbiert (aufgenommen). Für die Spaltung in Einfachzucker benötigt der Körper Enzyme. Diese sind je nach Kohlenhydrat unterschiedlich. Auch die Geschwindigkeit, mit der die einzelnen Kohlenhydrate gespalten werden, ist stark unterschiedlich.

Erhöht sich durch die Aufnahme von Kohlenhydraten der Blutzuckerspiegel muss der Körper diesen genau regulieren. Diese Regulierung übernimmt das Hormon Insulin. Umso schneller ein Kohlenhydrat absorbiert wird, umso schneller und stärker ist der Blutzuckerausstoß und entsprechend auch die Insulinantwort. Insulin bewirkt nämlich die Senkung des Blutzuckerspiegels.

Wichtig: Das Hormon Insulin reguliert unseren Blutzucker. Es wird nach Mahlzeiten ausgeschüttet, um den Blutzucker zu senken.

2. Einteilung der Kohlenhydrate

Alle Kohlenhydrate bestehen aus Glucose (Traubenzucker), Fructose (Fructose) und Galactose (Schleimzucker).

Einfachzucker (Monosaccharide) bestehen aus diesen einzelnen Zuckerbausteinen. Diese sind nicht miteinander verknüpft und dementsprechend auch schnell verdaut und aufgenommen. Einfachzucker bewirken, da sie schnell absorbiert werden, eine stärkere Insulinantwort als Mehrfachzucker.

Disaccharide bestehen aus zwei verbundenen Zuckerbausteinen. Auch diese sind schnell verdaut und bewirken eine stärkere Insulinantwort als Mehrfachzucker.

Mehrfachzucker bestehen aus vielen einzelnen Monosacchariden. Zu ihnen gehören die Oligosaccharide, Stärke, Glykogen und Ballaststoffe.

Wichtig: Mono- und Disaccharide werden schnell verdaut und absorbiert. Dadurch steigt der Blutzuckerspiegel schnell an und es folgt eine starke Insulinantwort (Insulinausschüttung). Polysaccharide werden nur langsam verdaut und aufgenommen. Dadurch steigt der Blutzuckerspiegel nur sehr langsam an und die Insulinantwort ist gering.

3. Monosaccharide

3.1 Glucose

D-Glucose und L-Glucose sind Spiegelverkehrte Formen.
Quelle: wikipedia

Glucose (Traubenzucker) ist der wichtigste Energielieferant für unsere Zellen. Glucose entsteht bei der pflanzlichen Photosynthese und wird bei der zellulären Atmung (Glycolyse) in biochemisch verwertbare Energie umgewandelt. Außerdem werden alle mit der Nahrung aufgenommen Kohlenhydrate in Glucose umgebaut (metabolisiert).

Ausnahme: Es gibt einige Oligo- und Polysaccharide welche wir nicht verdauen können. Deshalb werden diese Kohlenhydrate auch nicht in Glucose umgebaut.

Da Fructose bereits als Monosaccharide vorliegt, muss es im Verdauungstrakt nicht weiter verdaut werden. Monosaccharide werden deshalb direkt ohne Verdauung aufgenommen. Glucose wird durch den Transporter SGLT1 aufgenommen (Poulsen, 2015).

Glucose wird nach seiner Absorption in die Leber transportiert.

3.2 Fructose

D-Fructose und L-Fructose sind Spiegelbilder.
Quelle: wikipedia

Fructose (Fruchtzucker) ähnelt in seiner Struktur sehr der Glucose. Fructose wird nach seiner Absorption zur Leber transportiert und dort zu Glucose umgebaut. Die Aufnahme von Fructose gelingt über den Transporter GLUT-5 (Douard, 2008). Dieser Transport passiert Energie-unabhängig. Das bedeutet, dass dabei kein ATP (Adenosin-Triphosphat) verbraucht wird. Aus diesem Grund hat dieser Transporter nur eine geringe Kapazität und kann pro Stunde nur ca. 35-50g Fructose aufnehmen. Ist die Aufnahmekapazität von Fructose unter 25g spricht man von einer Fructosemalabsorption.

Definition: ATP ist die Energie-Währung des Körpers. Jede Kalorie die wir zuführen, wird in ATP-Moleküle umgewandelt. Eine Fructosemalabsorption beschreibt die verminderte Fähigkeit Fructose aufzunehmen.

Fructose wird eigentlich durch pflanzliche Lebensmittel aufgenommen. Doch viele verarbeitete Lebensmittel sind mit Fructose angereichert, um das Produkt süßer zu machen. Die Mengen an Fructose, die wir durch den Konsum von Obst und Gemüse erreichen, sind relativ gering und stellen kein Gesundheitsrisiko dar. Doch die Verwendung von Fructose in verarbeiteten Lebensmittel führt dazu, dass Fructose in sehr hohen Mengen aufgenommen wird. Der ansteigende Verzehr von Fructose steht im Verdacht verantwortlich für Übergewicht und metabolische Störungen zu sein (Rizkalla, 2010).

Wichtig: Fructose ist in normalen Mengen, wie wir sie in Obst und Gemüse finden NICHT schädlich. Im Gegenteil. Fructose ist möglicherweise in der Lage den Appetit zu vermindern und die Aufnahme von Lipiden zu bremsen (Rizkalla,  2010).

3.3 Galactose

Auch Galactose ähnelt der Glucose sehr.
Quelle: wikipedia

Galactose (Schleimzucker) ist das dritte und letzte Monosaccharid. Es wird ebenso wie Glucose durch den Transporter SGLT1 transportiert. Galactose kommt in der Ernährung kaum als Monosaccharid vor. Galactose ist aber als Zuckerbaustein in Di-, Poly- und Oligosaccharide eingebaut.

Galactose könnte vor allem für AlzheimerErkrankte hilfreich sein. Alzheimer wird durch eine Insulinresistenz begleitet oder ausgelöst (Ma, 2015). Insulinresistenz bedeutet, dass die Rezeptoren für Insulin nicht mehr in der Lage sind, dass Signal des Insulins zu empfangen und weiterzuleiten. Das führt zu einer verminderten Verwertung von Glucose und einem Ansteigen des Blutzuckers. Unser Gehirn benötigt allerdings zwingend Glucose als Energielieferant. Hier kommt die Galactose ins Spiel. Galactose kann vermutlich die Funktion des Glucosetransporters 3 (GLUT-3) normalisieren, welcher für die Aufnahme von Glucose ins Nervenzellen verantwortlich ist (Salkovic-Petrisic, 2013).

4. Disaccharide

4.1 Saccharose

Disaccharide bestehen, wie bereits angesprochen, aus zwei verknüpften Zuckerbausteinen. Saccharose (Haushaltszucker) besteht aus Glucose und Fructose. Diese Verbindung muss vor der Aufnahme gelöst werden. Diese Aufgabe übernimmt das Enzym Saccharase. Nach der Trennung von Glucose und Fructose können diese absorbiert werden. Die enzymatische Spaltung von Saccharose geschieht sehr schnell. Deshalb gelingt auch die Absorption von Saccharose, bzw. seinen Bestandteilen Glucose und Fructose, sehr schnell. Der Blutzucker steigt sehr schnell an und eine starke Insulinantwort ist die Folge.

4.2 Maltose

Maltose (Malzzucker) besteht aus zwei Glucose-Molekülen. Maltose wird durch das Enzym Maltase in seine Bestandteile gespalten. Auch diese Spaltung geschieht sehr schnell und der Blutzucker steigt schnell an. Maltose ist vor allem für die parenterale Ernährung interessant, da es die gleiche Wirkung wie Glucose hat aber höher aufkonzentriert werden kann (Young, 1971).

Definition: parenterale Ernährung beschreibt die Ernährung „am Darm vorbei“. Sie wird bei schwerwiegenden Erkrankungen angewendet.

4.3 Lactose

Lactose (Milchzucker) sollte den Meisten bekannt sein. Sie besteht aus Glucose und Galactose. Ungefähr jeder zehnte Mensch leidet an einer Lactoseunverträglichkeit. Das bedeutet, dass das Enzym für die Spaltung der Lactose, die Lactase, nicht in ausreichender Menge vorhanden ist. Lactose wird deshalb nicht absorbiert und gelangt in den Dickdarm. Dort wird es von den Darmbakterien verstoffwechselt und es entstehen Blähungen, Durchfall und weitere Beschwerden.

Lactose ist das wichtigste Kohlenhydrat der Kuhmilch (4,5%) und auch Muttermilch enthält einen großen Anteil (7,5%). Es ist klar, dass die Verwertung von Lactose für Säuglinge sehr wichtig ist. Die meisten Säuglinge vertragen diese auch. Nach der Stillzeit verlieren aber viele die Fähigkeit Lactose zu verdauen. Dann spricht man von einer Lactoseunverträglichkeit.

Wichtig: Lactose wird durch das Enzym Lactase gespalten. Ca. 10% der Menschheit haben eine Lactoseunverträglichkeit/Lactosemalabsorption.

Bei einer starken Lactoseintoleranz ist es fast unmöglich genügend Calcium mit der Nahrung aufzunehmen. Hier sollten Calcium-Supplemente verwendet werden um den Calciumbedarf zu decken.

5. Oligo- und Polysaccharide

5.1 Oligosaccharide

Oligosaccharide bestehen aus drei bis zehn verschiedenen Zuckerbausteinen. Diese sind oft unverdaulich. Das bedeutet, dass die menschliche Verdauung nicht in der Lage ist, diese Verbindungen zu spalten. Zu ihnen gehören die Stachyose und die Verbascose. Diese kommen in Hülsenfrüchten vor und werden in unserem Dickdarm durch unser Mikrobiom verstoffwechselt. Durch die Metabolisierung werden SCFA´s und Lactat hergestellt und dadurch der pH-Wert des Dickdarms vermindert (Costa, 2012).

Definition: Mikrobiom beschreibt die Gesamtheit unserer Darmbakterien. Lesen Sie sich dadurch auch den Artikel über Fette durch, indem SCFA´s behandelt werden.

Auch Fructooligosaccharide wie Inulin gehören in diese Gruppe von Kohlenhydraten. Fructooligosaccharide können bei Verstopfungen, die Häufigkeit und Konsistenz des Stuhls positiv beeinflussen (Meksawan, 2016). Außerdem beeinflussen Fructooligosaccharide unser Mikrobiom: positiv-assoziierte Darmbakterien wie Bifido- und Lactobakterien werden stimuliert, während negativ-assoziierte Darmbakterien in ihrem Wachstum gehemmt werden (Sabater-Molina, 2009). Zusätzlich bremsen Fructooligosaccharide vermutlich die Produktion von Glucose in der Leber und wären somit eine mögliche Therapie in der Behandlung von Diabetes (Costa, 2012).

Wichtig: Oligosaccharide sind unverdauliche Nahrungsbestandteile und werden von unserem Mikrobiom verstoffwechselt. Die Produkte dieser enzymatischen Metabolisierung haben einen positiven Einfluss auf unsere Gesundheit.

5.2 Polysaccharide

5.2.1 Stärke und Glycogen

Stärke und Glycogen sind die speicherbare Form der Kohlenhydrate. Dabei ist Stärke der pflanzliche und Glycogen der der tierische/menschliche Energiespeicher. Diese Verbindungen bestehen aus mehreren tausend Glucosemolekülen. Entsprechend lange dauert auch die Verdauung dieser Verbindungen. Weil die Aufspaltung von Stärke lange dauert, ist der Anstieg des Blutzuckers sehr gering. Die Absorption geschieht langsam und dauert deshalb auch lange an.

Wichtig: Stärke wird nur langsam verdaut und hat deshalb nur eine geringe Wirkung auf den Blutzucker.

Glycogen, der tierische/menschliche Energiespeicher ist vor allem für unser Gehirn wichtig. Unser Gehirn ist auf Glucose als Energielieferant angewiesen. Glucose wird in Form von Glycogen in der Leber gespeichert und kann bei Bedarf in den Blutstrom abgegeben werden. Neben der Leber sind auch Muskeln in der Lage Glycogen zu synthetisieren. Im Gegensatz zum Leberglycogen wird damit aber nicht der Blutzucker aufrecht erhalten. Unsere Muskeln können ungefähr 500g Glucose speichern. Bei Bodybuildern und Leistungssportlern kann dieses Depot aber auch deutlich größer ausfallen. Muskelglycogen liefert bei intensiver Trainingsbelastung einen wichtigen Beitrag zur Energieversorgung.

Wichtig: Glycogen wird in der Leber und in den Muskeln gebildet. Leberglycogen stabilisiert den Blutzuckerspiegel. Muskelglycogen ist Energielieferant bei sportlicher Betätigung.

5.2.2 Ballaststoffe

Ballaststoffe sind unverdauliche Polysaccharide, welche wir durch pflanzliche Lebensmittel zu uns nehmen. Cellulose ist Bestandteil der Pflanzenzellwände und ähnelt in seiner Struktur der Stärke. Allerdings sind die einzelnen Glucosemoleküle so verbunden, dass die menschliche Verdauung diese nicht aufbrechen kann. Weitere Ballaststoffe sind Hemicellulose, Pectin, Phytat und Lignin.

Wichtig: Es wird empfohlen täglich mindestens 30g Ballaststoffe zu konsumieren (DGE). Genau wie Oligosaccharide, werden auch Ballaststoffe durch unsere Darmbakterien verstoffwechselt. Dadurch entstehen positiv-assoziierte Verbindungen wie Lactat und SCFA.

Eine ausreichende Versorgung mit Ballaststoffe verringert das Risiko an koronaren Herzerkrankungen, Schlaganfällen, Bluthochdruck, Diabetes und vielen verschiedenen Erkrankungen des Verdauungstrakt zu erkranken (Anderson, 2009). Ballaststoffe verbessern außerdem unsere Blutfette, die Glucosetoleranz und hilft bei der Gewichtsabnahme (Anderson, 2009). Auch für Kinder sind Ballaststoffe zu empfehlen, da sie vermutlich das Risiko eine Allergie zu entwickeln, reduzieren können.

Wichtig: Das Risiko an Darmkrebs zu erkranken sinkt, wenn viele Ballaststoffe gegessen werden.

6. Zusammenfassung

Kohlenhydrate bestehen aus einzelnen Zuckerbausteinen. Diese liegen bei den Monosacchariden einzeln vor, während Disaccharide und Polysaccharide aus mehreren Zuckerbausteinen bestehen. Alle Kohlenhydrate, außer die Oligosaccharide und Ballaststoffe, werden durch unsere Verdauungsenzyme in Glucose, Fructose und Galactose gespalten. Umso schneller die enzymatische Spaltung des Kohlenhydrats geschieht, umso stärker ist der Anstieg des Blutzuckers. Das Hormon Insulin reguliert unseren Blutzucker und wird ausgeschüttet, wenn Kohlenhydrate resorbiert werden.

Oligosaccharide und Ballaststoffe können von uns Menschen nicht verwertet werden. Diese Aufgabe übernehmen unsere Darmbakterien. Die Produkte der enzymatischen Verstoffwechslung sind SCFA´s und Lactat. Dadurch haben diese unverdaulichen Nahrungsbestandteile einen positiven Einfluss auf unsere Gesundheit.

Die Verdauung der Kohlenhydrate ist zeitunabhängig. Dem Körper ist es egal ob die zugeführten Kohlenhydrate am Abend oder am Morgen aufgenommen werden. Grund für eine Gewichtszunahme ist IMMER ein Kalorienüberschuss.

Aktuelles: Übergewicht ist mit einer erhöhten Aufnahme an zugesetztem Zucker assoziiert (Bovi, 2017). Die WHO empfiehlt den Zuckerkonsum auf unter 10 % der Gesamtkalorien zu reduzieren. Zusätzlich steigt bei starker Überschreitung der Referenzwert das Risiko für Depressionen (Knüppel, 2017).

WICHTIG!!

Oft liest man Nahrungsmitteln X ist ungesund und sollte komplett aus der Ernährung verbannt werden. Es gibt tatsächlich auch Nahrungsmittel die eher ungesund sind und nur in Maßen konsumiert werden sollten. Doch auf ein Nahrungsmittel komplett zu verzichten, macht nur bei bestimmten Erkrankungen oder Unverträglichkeiten Sinn. 

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