Kohlenhydratstoffwechsel

Medizinische Expertise: Dr. med. Nonnenmacher
Qualitätssicherung: Dipl.-Biol. Elke Löbel, Dr. rer nat. Frank Meyer

Letzte Aktualisierung am: 28. Februar 2024

Dieser Artikel wurde unter Maßgabe medizinischer Fachliteratur und wissenschaftlicher Quellen geprüft.

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Der Kohlenhydratstoffwechsel oder auch Zuckerstoffwechsel ist ein lebensnotwendiger Vorgang im menschlichen Körper. Um die Funktionsfähigkeit des Organismus zu gewährleisten, ist eine ausreichende Zufuhr an Energie unerlässlich. Die Kohlenhydrate sind hierfür der bedeutendste Energielieferant. Über bestimmte Enzyme werden aufgenommene Kohlenhydrate in Einfachzucker, zum Beispiel Glucose, zerlegt und sind in dieser Form für den Körper nutzbar. Wenn der Stoffwechselvorgang fehlerhaft abläuft liegt eine Stoffwechselstörung vor. Häufigste Störung im Zuckerstoffwechsel ist der Diabetes mellitus.

Was ist der Kohlenhydratstoffwechsel?

Der Kohlenhydratstoffwechsel oder auch Zuckerstoffwechsel ist ein lebensnotwendiger Vorgang im menschlichen Körper. Abbildung zeigt Glukose Moleküle in der Blutbahn.

Der Kohlenhydratstoffwechsel steuert die Aufnahme, den Umbau, den Transport und den Abbau von Kohlenhydraten im menschlichen Körper. Der Vorgang läuft in mehreren Schritten ab und ist ein lebensnotwendiger Prozess.

Kohlenhydrate, auch Zucker genannt, stellen die wichtigste Energiequelle für den menschlichen Körper dar. Die einzelnen Prozesse die im Kohlenhydratstoffwechsel ablaufen, ermöglichen dem Organismus über die Nahrung aufgenommene Zuckermoleküle für den Körper in Form von Energie nutzbar zu machen.

Kohlenhydrate werden im Stoffwechsel gespalten, durch die Dünndarmwand aufgenommen und gelangen über die Blutbahn in die Körperzellen. Zuckermoleküle, die nicht zum akuten Energiegewinn benötigt werden, werden zu Fettmolekülen umgebaut oder liegen in gespeicherter Form in Leber und Muskulatur. Endprodukte des Kohlenhydratstoffwechsels werden über Kot und Urin ausgeschieden.

Funktion & Aufgabe

Kohlenhydrate, die über Lebensmittel aufgenommen werden, liegen meist als Di- oder Polysaccharide vor. Damit der Organismus diese Nährstoffe nutzen kann, müssen die Zuckermoleküle zunächst zu Glucose umgewandelt werden. Der menschliche Körper setzt dazu während der Verdauung bestimmte Enzyme frei, die aufgenommene Kohlenhydrate spalten.

Die Glucose wird in mehreren Stoffwechselschritten zum sogenannten Adenosintriphosphat, ATP, zerlegt und steht in dieser Form dem Körper als Energiequelle zur Verfügung. Je komplexer das Kohlenhydrat aufgebaut ist, desto länger dauert der Umbau im Organismus.

Besonders das Gehirn braucht Glucose als Lieferant von Energie. Nach der Zerlegung der Kohlenhydrate in Glucose, wird der Zucker in Form von ATP über die Blutbahn in die jeweiligen Körperzellen geliefert. Wenn die Zellen bereits ausreichend mit Energie versorgt sind, wird die Glucose im Körper wieder zu neuen Stärkemolekülen zusammengesetzt und in Form von Glykogen in der Muskulatur und in der Leber gespeichert.

In Hungerzuständen oder bei erhöhter körperlicher Anstrengung kann Glykogen wieder zu Glucose zerlegt werden und liefert dem Organismus Energie. Glykogen ist der Kohlenhydratspeicher im menschlichen Körper. Diese Speicherdepots sind allerdings begrenzt. Wenn die Speicher bereits zu Genüge gefüllt sind, werden ungenützte Kohlenhydrate in der Leber zu Fett umgewandelt. Dieses Fett wird im Fettgewebe eingelagert. Wenn die Energiezufuhr über einen längeren Zeitraum über der benötigten Energie liegt, kann dies zu Übergewicht führen.

Krankheiten & Beschwerden

Häufigste Störung des Kohlenhydratstoffwechsels ist der sogenannte Diabetes mellitus. Diese Erkrankung kann in zwei Hauptgruppen unterteilt werden. Bei einem Typ 1-Diabetiker sind die Zellen in der Bauchspeicheldrüse, die für die Bildung von Insulin verantwortlich sind, zerstört. Bei Typ-2 Diabetes mellitus liegt kein absoluter Mangel an Insulin vor. Vielmehr ist die Wirkung des Insulins durch eine Bildung von Resistenz gesenkt.

Insulin ist das einzige Hormon im Körper, welches den Blutzuckerspiegel senken kann. Dieses Hormon und sein Gegenspieler Glukagon sorgen für eine konstante Haltung des Blutzuckerwertes und sind lebensnotwendig. Nach der Aufnahme von Kohlenhydraten wie zum Beispiel Kartoffeln, Nudeln und Brot steigt der Zuckerwert im Blut an. Ein hoher Blutzuckerspiegel signalisiert, dass die Zellen ausreichend mit Energie versorgt sind. In diesem Fall wird Insulin ausgeschüttet, das die Aufnahme von Glucose in das Muskel- und Fettgewebe fördert und dadurch den Blutzuckerspiegel wieder senkt.

Weiterhin hemmt Insulin den Abbau von Glykogen in nutzbare Energie in der Leber. Das Glukagon auf der anderen Seite erhöht den Blutzuckerspiegel, indem es den Abbau von Glykogen zu nutzbarer Energie in der Leber fördert. Die beiden Hormone kontrollieren somit die Aufnahme und den Abbau von Kohlenhydraten im menschlichen Körper. Ohne Insulin bleibt der Blutzuckerspiegel im menschlichen Körper dauerhaft erhöht. Der Körper kann die Energie aus Kohlenhydraten ohne Insulin nicht in die Zellen transportieren.

Weiterhin schädigt dieser Zustand die Blutgefäße und begünstigt diverse Folgeerkrankungen. Dazu gehören zum Beispiel Durchblutungsstörungen in Armen und Beinen, Herzinfarkt, Schlaganfall und Störungen der Nieren. Bei Diabetes mellitus ist es daher notwendig, dem Körper künstlich Insulin bereitzustellen. Bei einem Typ-1 Diabetes mellitus ist eine lebenslange Insulintherapie unumgänglich. Der Typ-2 Diabetes mellitus muss nicht in jedem Fall medikamentös behandelt werden und kann durch eine Ernährungsumstellung und ausreichend Bewegung sogar geheilt werden.

Quellen

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