Kohlenhydratstoffwechsel

Kohlenhydrate, die schnelle Energie – Der Kohlenhydratstoffwechsel

Die effektivste und am schnellsten verfügbare Energiequelle unseres Körpers sind die Kohlenhydrate. Es ist nicht so sehr die Energie-Ausbeute, als vielmehr die Schnelligkeit, mit der unser Körper diese verhältnismäßig einfachen Moleküle zu Energie umformen kann. Doch auch die Ausbeute lässt sich sehen. Immerhin schaffen wir es mit keiner anderen Nahrungsart, also weder mit Fetten noch mit Eiweißen, mehr Energie pro Volumen Sauerstoff zu gewinnen.

Auf dem Weg der Nahrung von der Mundhöhle bis zum Darm geschieht die Verdauung der Kohlenhydrate. Anders als bei anderen Makronährstoffen beginnt die enzymatische Spaltung der Kohlenhydrate also bereits im Mund. Der eigentliche Kohlenhydratstoffwechsel geschieht dann in den Zellen.



Bei der Verdauung werden also komplexe Kohlenhydrat-Moleküle wie zum Beispiel Stärke durch enzymatische Spaltung in einfachere Zucker-Moleküle aufgespalten. Während der Einfachzucker Glykose aus dem Dünndarm direkt in unser Blut und in die Zellen aufgenommen wird, müssen die etwas komplexer aufgebauten Zuckerarten Galaktose und Fruktose vorher noch in der Leber in Glykose umgebaut werden. Denn in unseren Zellen kann nur eine Zuckerart aufgenommen werden: die Glykose. Gelangt sie vom Blut in die Körperzellen und wird dort weiterverwendet, sprechen wir vom eigentlichen Kohlenhydratstoffwechsel.

Experiment: Nimm etwas Brotkrume in deinen Mund und kaue das Brot eine Weile. Wie hat sich der Geschmack des Bissens verändert?
Ergebnis: Das Brot wird schon nach kurzer Zeit süßlich im Geschmack.
Ursache: Das liegt daran, dass das Enzym α-Amylase im Speichel enthalten ist. Durch das Kauen, Aufweichen und Vermischen der Brotkugel mit Speichel, kann die Amylase damit beginnen, die ersten Stärkemoleküle in die kleineren Maltose-Moleküle umzuwandeln. Maltose kennt man auch unter dem Namen Malzzucker.

1. Insulin macht den Weg frei

Ein erhöhter Glykosespiegel im Blut löst die Ausschüttung des Hormons Insulin, zu Deutsch: „Masthormon“ aus. Das Insulin hilft den Glykosemolekülen dabei, quasi als Zellöffner, schnell und bereitwillig in den Körperzellen aufgenommen zu werden. Es „mästet“ also die Zellen. Insulin bewirkt zusätzlich, dass innerhalb der Muskel- und Leberzellen aus der Glykose die Speicherform Glykogen hergestellt und eingelagert wird.

Dies hat für den Körper zwei Vorteile. Zum einen gelangt der Energiespender rasch und effektiv in die Zellen und zum Anderen sinkt der Glykosegehalt im Blut. Insulin verhindert also unter anderem, dass unser Organismus durch den hohen Blutzuckerspiegel Schaden nimmt.

Wichtig! Nur Leber- und Muskelzellen sind dazu in der Lage, Glykose zu speichern. Dazu liegt der Zucker in Form von Glykogen in den entsprechenden Zellen vor.

An diese Glykogenmoleküle ist etwa das dreifache Volumen an Wasser gebunden. Das bedeutet, dass wir durch eine kohlenhydratarmen Ernährung nicht nur die Glykogenspeicher unseres Körpers leeren, sondern auch etwa die dreifache Menge an Wasser verlieren.

Der effektivste Energiestoffwechsel innerhalb der Zellen, ist der aerobe Stoffwechsel. Bei diesem wird die Glykose unter Beisein von Sauerstoff vollständig verbrannt. Als Endprodukte entstehen Wasser und Kohlenstoffdioxid, die in erster Linie über die Lungen und die Nieren ausgeschieden werden.

2. Sport zwingt den Körper zu neuen Taktiken – Kohlenhydratstoffwechsel ist veränderbar

Treiben wir regelmäßig Ausdauersport, baut der Organismus deshalb seine Speichervorräte in der Leber aus. So kommt es, dass ein Ausdauersportler durchaus die doppelte Menge an Glykogen, also etwa 300g, in der Leber speichern kann als ein durchschnittlicher Erwachsener.

Führen wir dem Körper mehr Kohlenhydrate zu, als er momentan benötigt, hat er die Möglichkeit, den Überschuss in Fette umzuwandeln und so dauerhaft zu speichern. So geht für ihn keine Energie verloren. Führen wir ihm in Notzeiten einmal nicht genügend Nahrungsenergie zu, gewinnt er mit Hilfe des katabolen Stoffwechsels die dringend benötigte Energie aus dem eingelagerten Körperfett.

3. Glukagon – Die Hormone, die den Kohlenhydratstoffwechsel steuern

Ein weiteres Hormon spielt eine wichtige Rolle im Kohlenhydratstoffwechsel: das Glukagon. Glukagon wird, genau wie das Insulin, in der Bauchspeicheldrüse hergestellt. Spezielle Zellen der Bauchspeicheldrüse, die Langerhans-Inseln dienen als Fabrikationsort des Glukagons. Seine Aufgabe ist es, zu verhindern, dass der Blutzuckergehalt zu sehr absinkt.

kohlenhydratstoffwechselDie Bauchspeicheldrüse schüttet das Glukagon aus, sobald der Blutzucker einen bestimmten Wert unterschreitet. Aber auch nach überwiegend Proteinen enthaltenden Mahlzeiten setzt die Drüse vermehrt Glukagon frei.
Das Peptidhormon Glukagon ist dabei die Komponente, die es ermöglicht, die gespeicherten Reserven an Glykose, also das Glykogen in den Muskelzellen und der Leber schnell wieder zu aktivieren.

Aus Glykogen wird im Kohlenhydratstoffwechsel also wieder Glykose. Dadurch verhindert Glukagon, dass der Blutzuckerspiegel zu sehr abfällt. Denn ein zu geringer Blutzuckerspiegel bringt für den Organismus einige negative Folgen mit sich. Der niedrige Blutzuckerspiegel kann sich als Kopfschmerzen, Schwindel, Schwächegefühl und sogar Ohnmachtsanfälle äußern. Es ist also wichtig, dass die Konzentration an Zucker also so gut es geht auf einem gleichmäßigen Niveau bleibt.

Führen wir dem Körper mehr Kohlenhydrate zu, als er momentan benötigt, hat er die Möglichkeit, den Überschuss in Fette umzuwandeln und so dauerhaft zu speichern. So geht für ihn keine Energie verloren. Führen wir ihm in Notzeiten einmal nicht genügend Nahrungsenergie zu, gewinnt er mit Hilfe des katabolen Stoffwechsels die dringend benötigte Energie aus dem eingelagerten Körperfett.

Wer zu viel Kohlenhydrate zu sich nimmt, kann z.B. Kohlenhydratblocker zu sich nehmen. Sie sollen die Kalorienaufnahme aus der Nahrung reduzieren. Deren Wirkung ist jedoch umstritten. Allerdings gibt es in der Regel keinerlei negative Nebenwirkungen.

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