Kohlenhydrate – Überblick (inkl. modifizierte Zufuhr)

Kohlenhydrate sind chemisch betrachtet eine Klasse der Kohlenwasserstoffe und bestehen aus den Elementen Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff. Hierzu gehören neben bekannten Einfach-, Zweifach- und Mehrfachzuckern auch die sogenannten Oligosaccharide. Die auch als Saccharide bezeichneten Zucker sind an der Endung -ose zu erkennen, beispielsweise Fruktose. Das Wort Zucker wird allerdings eher für Mono- und Disaccharide verwendet. Mit Haushaltszucker ist Saccharose gemeint.

Einteilung

Einfachzucker (Monosaccharide)

Einfachzucker bestehen aus einem einzigen Zuckermolekül. Diese werden im Dünndarm sehr schnell aufgenommen und gelangen über die Blutbahn (schneller Blutzuckeranstieg) zur Leber und zu den Zellen bzw. Geweben.

  • Glukose (Traubenzucker)
  • Fruktose (Fruchtzucker)
  • Galaktose (Schleimzucker)

Zweifachzucker (Disaccharide)

Zweifachzucker sind aus zwei gleichen oder unterschiedlichen Einfachzuckern aufgebaut. Vor der Aufnahme im Dünndarm zerlegen Enzyme diese in ihre jeweiligen kleinsten Bestandteile. Auch hier sind die Aufnahmegeschwindigkeit und damit der Anstieg des Blutzuckers relativ hoch.

  • Laktose (Milchzucker)
  • Saccharose (Haushaltszucker)
  • Maltose (Malzzucker)
  • Laktulose
  • Trehalose

Mehrfachzucker (Oligosaccharide)

Mehrfachzucker setzen sich aus 3 bis 10 Einfachzuckern zusammen und kommen in freier Form nur in pflanzlichen Nahrungsmitteln vor.

  • Raffinose
  • Maltotriose
  • Verbascose
  • Stachyose

Vielfachzucker (Polysaccharide)

Vielfachzucker bestehen aus mindestens 10 miteinander verknüpften Einfachzuckern. Unterschieden werden dabei Glukane (aus Glukose aufgebaut) und Fruktosane (aus Fruktose aufgebaut). Prinzipiell kann zwischen verdaulichen und unverdaulichen Polysacchariden (siehe Ballaststoffe) unterschieden werden.

  • Stärke
  • Glykogen
  • Dextrane
  • Dextrine

Glykosamino-glykane

Glykosaminoglykane setzen sich aus repetitiven, das heißt aus sich wiederholenden Disaccharideinheiten zusammen und stellen die Kohlenhydratseitenketten der hochmolekularen Proteoglykane dar. Proteoglykane sind durch einen großen Polysaccharid- beziehungsweise Kohlenhydratanteil (80-94 %) und einen kleinen Proteinanteil (6-20 %) gekennzeichnet und machen zusammen mit den Kollagenen den Hauptbestandteil der extrazellulären Grundsubstanz des Gelenkknorpels sowie der Gelenkflüssigkeit aus.

  • Hyaluronsäure
  • Heparin
  • Heparansulfat
  • Chondroitinsulfat oder Dermatansulfat
  • Keratansulfat

Verdauung und Aufnahme

Mund

Die enzymatische Spaltung der mit der Nahrung aufgenommenen Vielfachzucker (Stärke, Glykogen) beginnt durch die Aktivität des im Mundspeichel enthaltenen Enzyms Alpha-Amylase (Ptyalin). Aus dem Abbau gehen Mehrfachzucker (Maltotriose) und Zweifachzucker (Maltose, Isomaltose) hervor. Je länger die Nahrung im Mund verweilt, desto mehr Stärke wird gespalten.

Dünndarm

Das im Pankreassekret enthaltene Enzym Alpha-Amylase spaltet im Duodenum die übrigen Poly- und Oligosaccharide in Zweifachzucker (Saccharose, Maltose, Laktose). Die in der Bürstensaummembran lokalisierten Enzyme Lactase, Isomaltase/ Maltase und Saccharase spalten die Zweifach- schließlich in Einfachzucker (Galaktose, Glukose und Fruktose), damit diese in die Darmschleimhautzellen (Mukosazellen) aufgenommen werden können. Die Monosaccharide werden über verschiedene Transportmechanismen von den Darmschleimhautzellen aufgenommen.

Blut

Glukose und Galaktose gelangen über einen sekundär-aktiven, Natrium-gekoppelten Transport in die Zellen. Bei hohen Konzentrationen gelangen Glukose und Galaktose über spezifische Transporter in die Zelle. Fruktose wird konzentrationsabhängig passiv durch erleichterte Diffusion aufgenommen. Aus den Darmschleimhautzellen gelangen die Monosaccharide in den Blutkreislauf (vom Pfortaderblut) zur Leber.

Physiologische Wirkungen/ Funktionen

Energielieferant

Werden ausreichend Kohlenhydrate über die Nahrung aufgenommen, werden diese hauptsächlich zur Energiegewinnung herangezogen. Die Eiweiße werden in diesem Fall gespart und können anderweitig genutzt werden. Andersherum wird bei unzureichender Kohlenhydrataufnahme, fehlender Verwertungsmöglichkeit von Fett oder bei Nahrungsmangel das Körpereiweiß durch die Glukoneogenese zu Glukose abgebaut. Kohlenhydrate liefern rund 4 kcal pro Gramm.

Süßungsmittel

Die einzelnen Zucker- bzw. Kohlenhydratmoleküle besitzen eine unterschiedliche Süßkraft und technologische Eigenschaften, die sich die Lebensmittelindustrie zunutze macht.

Blutzuckerspiegel

Kohlenhydrate lassen den Blutzuckerspiegel ansteigen. In Abhängigkeit der aufgenommenen Menge, der Kohlenhydratarten und der „Verpackung“ der Kohlenhydrate steigt dieser unterschiedlich schnell und stark an.

Bedarf und Zufuhrempfehlungen

Kohlenhydrate sind nicht essenziell, sodass es keinen Mindestbedarf gibt. Die Fachgesellschaften von Österreich, Schweiz und Deutschland geben Zufuhrempfehlungen heraus, die für die Gesamtkohlenhydratmenge bei 55 % der täglichen Energiezufuhr liegt. Diese Empfehlungen sind in Expertenkreisen aber durchaus umstritten.

Akut ist bei Unterzuckerung sowie bei sehr energieverbrauchenden Erkrankungen (z. B. Infektionen) eine erhöhte Zufuhr angezeigt.

Bei bestimmten Stoffwechselerkrankungen wie Adipositas, Fettstoffwechselstörungen, Fettleber oder Diabetes mellitus Typ 2 und dem Metabolischen Syndrom kann eine reduzierte Zufuhr angezeigt sein.

Vorkommen und Gehalte in Lebensmitteln

Besonders kohlenhydratreich sind Getreide- und Getreideerzeugnisse (Brot, Teigwaren etc.), Kartoffeln, Reis und Pseudogetreide (Quinoa, etc.)

Mittlere Mengen kommen in Obst vor. Auch einige Gemüse, Nüsse und Samen enthalten nennenswerte Kohlenhydratmengen (z. B. Topinambur).

Kohlenhydratarm sind dagegen Fisch und Meeresfrüchte, Fleisch und Wurst, pflanzliche Öle und Fette sowie Pilze und Kräuter.

Assoziierte Erkrankungen

Eine Überblicksarbeit zum präventiven Potenzial von Kohlenhydraten bietet die Leitlinie der Deutschen Gesellschaft für Ernährung.

Es gibt eine ganze Reihe von ernährungstherapeutisch-relevanten Krankheitsbildern, bei denen eine kohlenhydratmodifizierte Kost angezeigt ist oder sein könnte. In Abhängigkeit des Krankheitsbildes gibt es unter Experten mitunter keinen wissenschaftlichen Konsens.

Adipositas/ Übergewicht

Eine über dem Energiebedarf liegende Kohlenhydratzufuhr bei gleichzeitig unzureichender Bewegung führt zu einer Vermehrung des Fettgewebes und verursacht eine Zunahme des Körpergewichts.

angeborene Störungen des Kohlenhydrat- stoffwechsels

Kohlenhydratstoffwechselstörungen sind Stoffwechselstörungen, die den Auf- und Abbau von Kohlenhydraten beeinflussen und in der Folge zu verschiedenen Symptomen führen. Die Ernährungstherapie ist spezifisch für jede Störung.

Diabetes mellitus

Eine über dem Energiebedarf liegende Kohlenhydratzufuhr bei gleichzeitig unzureichender Bewegung führt zu einer Störung des Zuckerstoffwechsels mit unzureichender Insulinwirkung bzw. -empfindlichkeit.

Epilepsie

Untersuchungen zum möglichen Wirkmechanismus des Fastens führten Wissenschaftler zu dem Schluss, dass die beim Fasten durch Abbau von Körperfettreserven entstehenden Ketonkörper sich positiv auf die Krankheit auswirken können. Eine ketogene Diät ist vor allem bei Epilepsiepatienten sinnvoll, die kaum auf Medikamente ansprechen und für einen operativen Eingriff nicht in Frage kommen.

Fettstoffwechsel-störungen

Eine über dem Energiebedarf liegende Kohlenhydratzufuhr bei gleichzeitig unzureichender Bewegung kann zu Fettstoffwechselstörungen beitragen (niedriges HDL-Cholesterin, erhöhtes LDL-Cholesterin bzw. Bildung kleiner dichter LDL-Partikel).

Kohlenhydrat-malabsorptionen

Bei Störungen der Kohlenhydrataufnahme im Darm kann es zu Kohlenhydratverwertungsstörungen kommen.

Lebererkrankung (Fettleber)

Eine über dem Energiebedarf liegende Kohlenhydratzufuhr (insbesondere von Fruktose) bei gleichzeitig unzureichender Bewegung führt zu einer Vermehrung des Fettgewebes und einer Verfettung der Leber.

Metabolisches Syndrom

Eine über dem Energiebedarf liegende Kohlenhydratzufuhr bei gleichzeitig unzureichender Bewegung führt zu einer Vermehrung des Fettgewebes, der Zunahme von Körpergewicht und daraus folgend weiteren Störungen.

Kohlenhydratmodifizierte Zufuhr

Definitionen und Mengenempfehlungen

Es gibt keine verbindlich festgelegten Grenzwerte für eine kohlenhydratarme (low carb) oder kohlenhydratreiche (high carb) Ernährung. In den meisten low carb-Diäten beträgt die tägliche Kohlenhydratzufuhr weniger als 40 % des Energiebedarfs. Bei den high carb-Diäten liegt die Kohlenhydratzufuhr über 55 % des täglichen Energiebedarfs. Die ketogene Ernährung wiederum ist charakterisiert durch eine Kohlenhydratzufuhr von maximal 5 bis 10 % des täglichen Energiebedarfs. Die Angaben und Grenzwerte in Literatur und Medien schwanken aber stark und sind willkürlich festgelegt.

Auch bei den nährwertbezogenen Angaben gibt es keine geregelte Definition, ab wann ein Lebensmittel als kohlenhydratarm oder -reich anzusehen ist. Unsere Definition orientiert sich dabei an den festgelegten Kriterien für den Energiegehalt von Lebensmitteln. Definierte Grenzwerte gibt es lediglich für den Zuckergehalt.

kohlenhydratarme bzw. -reduzierte Ernährung (low carb)

  • meist <40 % des täglichen Energiebedarfs (z. B. LOGI, Glyx-Diät, Montignac-Methode, South-Beach-Diät)
  • ketogene Ernährung: 5-10 % des täglichen Energiebedarfs (z. B. Atkins-Diät)
  • Lebensmittel: <10 g pro 100 g Lebensmittel

kohlenhydratmoderate Ernährung (medium carb)

  • 40-55 % des täglichen Energiebedarfs (z. B. mediterrane Ernährung)
  • Lebensmittel: 10-40 g pro 100 g Lebensmittel

kohlenhydratreiche Ernährung (high carb)

  • meist >55 % des täglichen Energiebedarfs (z. B. High-Carb-Diät)
  • Lebensmittel: >40 g pro 100 g Lebensmittel

Mögliche Umsetzungsschritte

Umsetzung einer kohlenhydratarmen bzw. -reduzierten Kost

  • Einschränken kohlenhydratreicher Lebensmittel
  • Bevorzugen kohlenhydratarmer Lebensmittel
  • Austausch kohlenhydratreicher Sättigungsbeilagen gegen kohlenhydratarme Varianten oder Mischen
  • Verkleinern der Portionen kohlenhydratreicher Lebensmittel
  • verarbeitete Produkte: Achten auf Nährwerttabelle

Umsetzung einer kohlenhydratreichen Kost

  • Bevorzugen kohlenhydratreicher Lebensmittel
  • Einschränken kohlenhydratarmer Lebensmittel
  • Austausch kohlenhydratarmer Mahlzeitenkomponenten gegen kohlenhydratreichere Varianten oder Mischen
  • Vergrößern der Portionen kohlenhydratreicher Lebensmittel
  • verarbeitete Produkte: Achten auf Nährwerttabelle
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