Zuckerstoffwechsel

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

Letzte Aktualisierung am: 4. März 2024

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

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Zuckerstoffwechsel ist die synonyme Bezeichnung für Kohlenhydratstoffwechsel. Er umfasst alle Vorgänge zur Resorption, Umwandlung, Synthese und Verwertung von Einfach- und Mehrfachzuckern im Organismus. Eine häufige Störung des Kohlenhydratstoffwechsels ist als Diabetes mellitus bekannt.

Was ist der Zuckerstoffwechsel?

Das zentrale Organ für den Kohlehydratstoffwechsel stellt die Leber dar, zumal sie das komplexe Kohlenhydrat Glykogen als Energiereserve speichert.

Der Zuckerstoffwechsel beschäftigt sich grundsätzlich mit allen Stoffwechselvorgängen, an denen Kohlenhydrate beteiligt sind. Seine wichtigste Funktion besteht in der Energiebereitstellung für den Organismus. Das zentrale Organ für den Kohlehydratstoffwechsel stellt die Leber dar, zumal sie das komplexe Kohlenhydrat Glykogen als Energiereserve speichert.

Die Kohlenhydrate werden als Einfachzucker (z. B. Glukose), Zweifachzucker (Disaccharose) oder Mehrfachzucker (komplexe Kohlenhydrate wie Stärke) über die Nahrung aufgenommen und vom Körper weiterverarbeitet. Dabei wird der Zuckerstoffwechsel hauptsächlich von den zwei Hormonen Insulin und Glucagon gesteuert. Während Insulin den Blutzuckerspiegel senkt, sorgt Glucagon für dessen Erhöhung.

Der Abbau der Kohlenhydrate (Glykolyse) bildet das Rückgrat des gesamten Stoffwechsels. Dabei entsteht Pyruvat (Salz der Brenztraubensäure), das als Zwischenprodukt vieler Stoffwechselwege eine zentrale Rolle spielt. Wenn über die Nahrung keine Kohlenhydrate zugeführt werden, findet im Körper ihre Synthese aus Aminosäuren statt. Daher ist der menschliche Körper zwar nicht zwingend auf Kohlenhydrate in der Nahrung angewiesen. Trotzdem findet ein Zuckerstoffwechsel statt, weil über diesen Stoffwechselweg ständig Glukose produziert wird.

Funktion & Aufgabe

Einfach- und Zweifachzucker sind sofort in der Lage, Energie für den Organismus zu liefern. Die Polysaccharide müssen allerdings zunächst in Glukose gespalten werden, bevor sie der Darm resorbiert. Die Glukose gelangt ins Blut und wird mit dem Blutkreislauf zur Energieversorgung der Organe durch den Körper transportiert.

Die Glukoseaufnahme erfolgt durch die Zellmembranen mithilfe von Insulin. Steigt die Blutzuckerkonzentration durch die Zufuhr von Kohlenhydraten, werden über verschiedene Regelmechanismen die Inselzellen der Bauchspeicheldrüse zur Sekretion von Insulin angeregt. Das Insulin bindet sich dann an spezielle Membranrezeptoren der Körperzellen und macht die Membranen durchlässig für Glukose.

Falls weniger Energie gebraucht wird, sorgt Insulin für die Aufnahme der überschüssigen Glukose in die Leber, die Muskeln und in die Fettzellen. In der Leber und in den Muskeln werden die Glukosebausteine dann wieder zu einem Polysaccharid (Glykogen) zusammengesetzt.

Glykogen wird gespeichert und bei Bedarf als Energiereserve genutzt. In den Fettzellen wird die Glukose in Körperfett umgewandelt und dort als solches gespeichert. Wenn der Blutzuckerspiegel zu niedrig ist, sorgt ein weiteres Hormon, das Glucagon, für die Bildung oder Freisetzung von Glukose.

Ein zu niedriger Blutzuckerspiegel entsteht beispielsweise im Hungerzustand, bei einem hohen Energiebedarf oder einem zu hohen Insulinausstoß. Glucagon sorgt für den Abbau von Glykogen oder für die Umwandlung von Aminosäuren in Glukose. Somit gewährleistet das Zusammenspiel von Insulin und Glucagon einen ausgeglichenen Blutzuckerspiegel.

Aufgrund der Fähigkeit von Glucagon zur Glukosebildung aus Aminosäuren ist eine Kohlenhydratzufuhr über die Nahrung beim Menschen nicht zwingend erforderlich. Die notwendige Grundversorgung mit Glukose ist für wichtige Organe wie beispielsweise das Gehirn dadurch auf jeden Fall gewährleistet. Der Zuckerstoffwechsel umfasst neben der Glukose auch solche Einfachzucker wie Fruktose oder Galaktose.

Krankheiten & Beschwerden

Ursache für den hohen Blutzuckerspiegel kann das Fehlen, ein Mangel oder eine verminderte Wirksamkeit von Insulin sein. Der Diabetes mellitus ist keine einheitliche Erkrankung. So kann die Zuckerkrankheit zunächst in zwei unterscheidbare Typen eingeteilt werden:

Diabetes mellitus vom Typ I ist durch das Fehlen oder den Mangel an Insulin gekennzeichnet. Diese Form des Diabetes ist oft angeboren oder frühzeitig erworben. Ursache des Insulinmangels kann die Zerstörung der Langerhansschen Inseln durch eine Autoimmunerkrankung oder ihr Fehlen von Geburt an sein. Der Patient ist auf eine lebenslange Gabe von Insulin angewiesen. Ansonsten könnte der Zucker nicht verwertet werden.

Diabetes mellitus vom Typ II wurde oft als Altersdiabetes bezeichnet, weil er früher meist im höheren Alter auftrat. Heute tritt er häufig auch schon im Kindes- oder Jugendalter auf. Ursache ist eine erworbene Insulinresistenz durch falsche Ernährung, Adipositas, Bewegungsmangel, Rauchen oder Trinken.

Bei dieser Form der Erkrankung wird zwar Insulin produziert, allerdings nimmt dessen Wirksamkeit ab, weil immer weniger Insulinrezeptoren vorhanden sind. Aufgrund der steigenden Insulinresistenz muss das Pankreas (Bauchspeicheldrüse) immer mehr Insulin produzieren, ohne dass der Blutzuckerspiegel nennenswert sinkt. Es bildet sich ein Teufelskreis, der zur völligen Erschöpfung der Bauchspeicheldrüse führen kann.

Bei einem dauerhaft hohen Blutzuckerspiegel werden die Blutgefäße und Nervenenden langfristig geschädigt. Als Folge treten vielfältige Beschwerden wie Arteriosklerose, Durchblutungsstörungen in den Gliedmaßen, Diabetesfüße durch Nervenschädigungen, Polyneuropathie, Augenschäden bis zur Blindheit und vieles mehr auf.

Im Anfangsstadium der Erkrankung kann der Blutzuckerspiegel durch Veränderung der Lebensweise wieder normalisiert werden. Wenn die degenerativen Veränderungen jedoch zu weit fortgeschritten sind, ist der Diabetes oft Ausgangspunkt verschiedener chronischer Erkrankungen. Eine kohlenhydratarme Ernährung und viel Bewegung kann den Zuckerstoffwechsel signifikant verbessern.

Quellen

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