Kohlenhydrate auf einen Blick Reis, Nudeln, Brot, Müsli, Bagel
19.10.2020

Kohlenhydrate:
So wichtig sind Sie für Ihre Gesundheit

Text: Ursula Mitteregger

Kohlenhydrate werden heiß diskutiert. Einerseits sollen sie die “Dickmacher” schlechthin, andererseits für die körperliche und geistige Leistungsfähigkeit enorm wichtig sein. Was stimmt? In unserem YOLO 1x1 klären wir umfassend zum Thema Kohlenhydrate auf!

Einteilung der Kohlenhydrate – oder wie schnell Kohlenhydrate verfügbar sind

Kohlenhydrate kommen in Lebensmitteln in drei Formen vor:

  1. als Einfachzucker (= Monosaccharide) in Form von Glukose (= Dextrose/Traubenzucker) und Fruktose (= Fruchtzucker)
  2. als Zweifachzucker (= Disaccharide) in Form von Laktose (= Milchzucker) 
  3. und als Vielfachzucker (= Polysaccharide); das sind langkettige Verbindungen, wie zum Beispiel Stärke. Sie werden auch komplexe Kohlenhydrate genannt. Genauer werden die Vielfachzucker in relativ kurzkettige Mehrfachzucker, die so genannten Oligosaccharide, und in die tatsächlich langkettigen Polysaccharide eingeteilt. Von Oligosacchariden spricht man dann, wenn sich bis zu zehn Glukosemoleküle miteinander verbinden. Alles darüber fällt unter den Begriff Polysaccharide.

Die Einfachzucker gelangen bereits im Mund über die Mundschleimhaut ins Blut. Der Körper kann sie also sehr rasch aufnehmen und für die Energiegewinnung – sofern dies erforderlich ist – heranziehen. Sollte der Körper gerade mit genügend Glukose beziehungsweise Glykogen (= die Einlagerungsform von Glukose in Muskeln und Leber) versorgt sein, wird der aufgenommene Zucker in Fett umgewandelt und als Fettgewebe gespeichert. Der restliche Einfachzucker, der nicht bereits über die Mundschleimhaut aufgenommen wird, wird spätestens über die Darmschleimhaut resorbiert. 

Zweifach- und Vielfachzucker werden durch das Enzym Amylase in Einfachzucker aufgespalten. Das Enzym befindet sich im Sekret der Mund- und Bauchspeicheldrüsen. Das ist auch der Grund, warum zum Beispiel Brot, wenn es länger im Mund gekaut wird, allmählich süss wird. Alles, was an Glukose am Weg zum Dünndarm nicht in den Körper aufgenommen wird, wird spätestens im Dünndarm vollständig resorbiert. Ab diesem Zeitpunkt sind zwei Hormone für die Regulation des Blutzuckerspiegels verantwortlich: Insulin und Glukagon. Beide werden je nach Bedarf in der Bauchspeicheldrüse produziert. Diesen beiden Hormonen widmen wir uns aber erst zu einem späteren Zeitpunkt.

Die unterschiedlichen Zuckerarten 

Kohlenhydrate setzen sich aus Zuckermolekülen zusammen. In Form von Einfachzucker bestehen sie genau aus einem Zuckermolekül, bei Zweifachzucker aus zwei und bei Vielfachzucker setzen sie sich aus vielen einzelnen Molekülen zu einer langen Kette zusammen. 

Einfachzucker

Einfachzucker können, wie oben schon genannt, Glukose und Fruktose sein, aber auch Galaktose (sogenannter Schleimzucker). Diese drei Einfachzucker sind die Bestandteile sämtlicher anderer Kohlenhydrate im menschlichen Körper. Alle anderen Kohlenhydrate sind durch sie in unterschiedlich langen Ketten aufgebaut.

Wichtig zu wissen ist, dass nicht jedes Kohlenhydrat die gleichen Funktionen im Körper oder Einflüsse auf unsere Gesundheit oder Leistungsfähigkeit hat. Daher werden unterschiedliche Kohlenhydrate im Körper auch unterschiedlich verstoffwechselt. So werden die Kohlenhydrate einer Scheibe Weizentoast anders im Körper verwertet, als die einer gekochten Kartoffel oder einer Scheibe Vollkornbrot. Ebenso ist es für die Verstoffwechslung im Körper relevant, ob die gekochte Kartoffel unmittelbar nach dem Kochen verzehrt wird oder erstmal abkühlt und zum Essen wieder aufgewärmt wird. Auch dazu kommen wir später noch genauer.

Zweifachzucker

Die verschiedenen Einfachzucker können sich miteinander zu Zweifachzuckern verbinden. Folgende Verbindungen sind möglich:

  1. Die Verbindung von Glukose mit Fruktose: Es entsteht Saccharose, die auch als Haushaltszucker bekannt ist.
  2. Die Verbindung von Glukose und Galaktose: Es entsteht Laktose, die auch als Milchzucker bekannt ist.
  3. Die Verbindung von Glukose und Glukose: Es entsteht Maltose.

Andere Verbindungen zwischen den Einfachzuckern kommen in unserer natürlichen Ernährung nicht vor. 

Polysaccharide

Wie weiter oben schon erwähnt, werden bis zu zehn Glukosemolekülverbindungen als Oligosaccharide bezeichnet. Alles darüber, und das können Kettenlängen von Tausenden Glukoseteilchen sein, werden als Polysaccharide bezeichnet. In der Nahrung kommen sie vor allem als so genannte Stärke vor. In Pflanzen ist sie die Speicherform von Glukose, ähnlich wie das Glykogen die Speicherform von Glukose beim Menschen ist. 

Es werden zwei Formen von Stärke unterschieden:

  1. Amylose: besteht in ihrer chemischen Struktur aus geradlinigen Verkettungen von Glukosemolekülen.
  2. Amylopektin: besteht dagegen aus stark verzweigten Glukosemolekülen. Diese werden auch als komplexe Kohlenhydrate bzeichnet und werden besser und schneller verdaut als Stärke mit hohem Amyloseanteil.

Ballaststoffe

Ballaststoffe sind meistens aus komplexen Zuckerverbindungen zusammengesetzt. Sie werden unterschieden in wasserlösliche Ballaststoffe (z. B. Pektin, Beta-Glucan, Guar, Psyllium und Inulin) und wasserunlösliche Ballaststoffe (z. B. Cellulose, Hemicellulose und Lignin). Viele der Ballaststoffe haben eine faserartige Struktur. Sie werden daher auch manchmal als Rohfasern bezeichnet. 

Wasserlösliche Ballaststoffe ziehen Wasser an und quellen dadurch auf. Sie werden daher auch als Quellstoffe bezeichnet. Sie werden durch die Bakterien der Darmflora teilweise zu Gasen und Fettsäuren umgewandelt, was Fermentation genannt wird. Zusammen mit Wasser bilden sie eine gelartige Masse, wodurch sie Verdauungsproblemen vorbeugen können. 

Wasserunlösliche Ballaststoffe können in Verbindung mit Wasser nur geringfügig quellen. Sie werden in ihrer Struktur daher kaum verändert und nahezu unverdaut wieder ausgeschieden.

Ballaststoffe liefern uns zwar keine Nährstoffe, sie sind jedoch für die Verdauung sehr wichtig. Die Quellstoffe sorgen einerseits dafür, dass sich der Magen schneller füllt, was zu einer vergleichsweise bald spürbaren Sättigung führt. Andererseits wird der Magen langsamer entleert, wodurch der Darm dazu angehalten ist, mit kleineren Portionen zu arbeiten, was die Aufnahme von Nährstoffen verbessert. Im Darm quellen die jeweiligen Ballaststoffe weiter auf, was die Darmbewegung (= Peristaltik) anregt und die Nahrung schneller vorwärts schiebt. Zucker aus ballaststoffreicher Nahrung löst sich langsamer. Das lässt den Blutzuckerspiegel langsamer ansteigen und verringert so die glykämische Last, was wiederum länger satt hält.

Glykämische Last bzw. glykämischer Index

Die glykämische Last beziehungsweise der glykämische Index (kurz: Glyx-Index oder GI) gibt an, wie lange und wie hoch der Blutzucker nach der Zufuhr von Lebensmitteln ansteigt. Als Referenzwert dient die Reaktion des Blutzuckerspiegels auf 50 g Traubenzucker, der mit 100 Prozent angegeben ist. Lebensmitteln wird dann ein hoher Glyx-Wert zugeordnet, wenn sie einen hohen und/oder lang andauernden Blutzuckeranstieg verursachen. Beispielsweise haben Glukose, Bratkartoffeln, Weißbrot, Limonaden und Nudeln einen Glyx-Wert zwischen 71 und 100. Vollkornbrot, Haferflocken, mittel-reife Bananen und Melonen weisen einen Glyx-Wert von 55 bis 70 auf. Hingegen einen niedrigen Glyx-Wert (unter 54) zeigen Äpfel, Erdbeeren, Orangen, Milchprodukte, Hartweizen, Nüsse und Gemüse. Eine umfangreiche Liste von Lebensmitteln und ihrem glykämischen Index beziehungsweise ihrer glykämischen Last ist auf der Website der Fachgesellschaft für Ernährungstherapie und Prävention abrufbar.

Der glykämische Index wird in Fachkreisen immer wieder diskutiert, denn er wird von vielen Faktoren beeinflusst, wie zum Beispiel der Zusammensetzung, der Verarbeitung und der Zubereitung der Nahrung. Auch macht es einen Unterschied, wie die einzelnen Lebensmittel miteinander kombiniert werden. Darüber hinaus können die ermittelten Index-Werte individuell sehr unterschiedlich sein. Des Öfteren sind sie sogar bei ein und derselben Testperson von Mal zu Mal verschieden. Befürworter entgegnen aber, dass die Rangfolge der Wirkung auf den Blutzucker bei jedem gleich ist, unabhängig davon wie die Nahrung zusammengesetzt oder zubereitet ist. Dies zeigt einmal mehr, wie individuell Ernährung sein kann. Jedoch ist eine gewisse Tendenz der Blutzuckerwirksamkeit von Lebensmitteln auf jeden Fall gegeben, wodurch wir den Standpunkt vertreten, die angegebenen Werte durchaus als Richtwerte für die eigene Ernährungsweise heranzuziehen. 

Noch mehr Infos zu den Ballaststoffen und ihrer Wirkung im Darm können Sie übrigens in unserer ersten YOLO Printausgabe nachlesen.

Haushaltszucker ist im Grunde pure Energie. Er liefert, außer Kohlenhydrate, keine weiteren Nährstoffe.
Haushaltszucker ist im Grunde pure Energie. Er liefert, außer Kohlenhydrate, keine weiteren Nährstoffe.

Wozu brauchen wir Kohlenhydrate?

Kohlenhydrate dienen im Körper vorrangig der Energiebereitstellung, die entweder in den Mitochondrien (= aerob) oder außerhalb dieser stattfinden kann (= anaerob). Das ist vor allem bei höheren Belastungsintensitäten von großer Bedeutung, da der Körper diese Möglichkeit braucht, um auch bei anaeroben Belastungen Leistung erbringen zu können, denn die Energie aus Fetten kann er dazu nicht verwenden. Fette können nämlich nur in Zusammenhang mit Sauerstoff verstoffwechselt werden. 

Kohlenhydrate sind aber auch für die Herstellung von Nervenzellen wichtig und für die roten Blutkörperchen (Erythrozyten) von hoher Bedeutung. Denn: Die roten Blutkörperchen besitzen keine Mitochondrien und sind daher auf Kohlenhydrate angewiesen, die sie auch ohne der Zufuhr von Sauerstoff verstoffwechseln können. 

Grundsätzlich kann der Körper Kohlenhydrate selbst herstellen. Kohlenhydrate zählen daher zu den semi-essentiellen Nährstoffen. Das Selbstherstellen von Kohlenhydraten passiert aber nur dann, wenn wir mit der Nahrung zu wenig Kohlenhydrate zu uns führen, was bei einer stark reduzierten Kohlenhydrat-Ernährungsweise, wie beispielsweise der ketogenen Ernährungsform, der Fall ist. Es ist dann die Leber, die aus sogenannten glykogenen Aminosäuren oder den Abbaustoffen Glycerin und Laktat Kohlenhydrate selbst herstellt. Ein Mindestmaß an Carbs, wie die Kohlenhydrate im Fitness- Jargon gerne genannt werden, ist nämlich, wie oben bereits erwähnt, beispielsweise für die roten Blutkörperchen essenziell. 

So gewinnen Sie aus Kohlenhydraten Energie

Um zu verstehen, wie wir aus Kohlenhydrate Energie gewinnen können, ist es wichtig zu wissen, wie Kohlenhydrate im Körper verstoffwechselt werden. Grundsätzlich besitzt der menschliche Körper zwischen vier bis sechs Liter Blut. Die Spanne ist deshalb so groß, da die Blutmenge von vielen Faktoren, wie beispielsweise der Größe, dem Geschlecht und dem Alter einer Person, abhängig ist. In dieser Blutmenge sollte im nüchternen Zustand eine Zuckermenge von circa einem Teelöffel vorhanden sein. Mit unserer Nahrung nehmen wir jedoch weit größere Mengen an Kohlenhydraten zu uns. Unser Körper verfügt deshalb über ausgeklügelte Regulierungsmechanismen, um mit den hohen Unterschieden an vorhandenen Kohlenhydratmengen im Blut zurechtzukommen. 

Wie weiter oben bereits erwähnt, beginnt die Aufnahme von Kohlenhydraten bereits im Mund. Der größte Teil geschieht jedoch erst im Darm durch die Wand des Dünndarms. Damit der Körper Kohlenhydrate über die Mund- oder Darmschleimhaut aufnehmen kann, müssen diese durch Enzyme schrittweise aufgespalten werden. So werden Polysaccharide zu Oligosacchariden und schließlich zu Di- bis hin zu Monosacchariden gespalten. Erst in dieser reinen Form sind die Kohlenhydrate für den Körper aufnehmbar. Liegen die Monosaccharide schlussendlich im Darm vor, werden sie über den sogenannten Sodium-Glukose-Transporter in die Darmzellen aufgenommen. Sodium ist die englische Bezeichnung für Natrium, das wir in der Regel als Salz mit der Nahrung zu uns nehmen. Von den Darmzellen aus werden die Monosaccharide über den sogenannten Glukosetransporter-2 (GLUT2) in die Blutbahn entlassen. Der Vollständigkeit wegen sei erwähnt, dass die Fruktose ein anderes Transportsystem benutzt. Auf dieses gehen wir an dieser Stelle jedoch nicht ein, um die Darstellung dieses sehr komplexen Themas so verständlich und einfach wie möglich zu halten.

Über die Pfortader gelangen alle Monosaccharide zunächst einmal zur Leber. Die Leber kann zwischen 80 und 150 Gramm Kohlenhydrate speichern. Ist die Leber ausreichend mit Kohlenhydraten versorgt, gelangt der Zucker über das Blut weiter zu den Muskeln. Glukose gelangt dort über den sogenannten Glukosetransporter-4 (GLUT4) ins Innere der Muskelzelle. Die Glukosespeicher sind dort deutlich größer: Muskelzellen speichern zwischen 300 und 500 Gramm Kohlenhydrate. Bei Leistungssportlern können auch bis zu 700 Gramm möglich sein. Die Speicherform von Glukose wird als Glykogen bezeichnet. Alles, was wir an Glukose nicht unmittelbar benötigen und unsere Speicherkapazitäten übersteigt, lagert der Körper in Form von Fett im Fettgewebe ein. 

Insulin und Glukagon: Die Chefs der Blutzuckerregulierung

Nehmen wir über die Nahrung Kohlenhydrate auf, wird von der Bauchspeicheldrüse nahezu unmittelbar das Hormon Insulin ausgeschüttet. Es ist dafür verantwortlich, den Zucker, der sich nun im Übermaß im Blut befindet, wieder aus dem Blut rauszutransportieren. Der oben beschriebene Mechanismus der Glukoseverarbeitung (zuerst Leber, dann Muskulatur, dann Fettgewebe) kommt in Gang.

Besteht nun aber der umgekehrte Fall, dass im Blut zu wenig Zucker vorhanden ist, dann schüttet die Bauchspeicheldrüse das Hormon Glukagon aus. Dieses ermöglicht der Leber, gespeicherte Glukose wieder für den Körper verfügbar zu machen. Anders als bei der eingelagerten Glukose in den Muskelzellen. Sobald die Glukose nämlich in das Innere der Muskelzelle gelangt, wird sie phosphoryliert. Das bedeutet, dass ein Phosphat-Teilchen mithilfe eines Enzyms an die Glukose angeheftet wird. Das wiederum verhindert, dass die Glukose wieder aus der Zelle rein ins Blut gelangen kann, denn die Muskelzelle hat kein Enzym, um diese Phosphorlierung aufzuheben. Ist der Körper im Ruhezustand ist die Einschleusung von Glukose in die Muskelzelle also abhängig vom Insulin. Bei körperlicher Belastung stellte sich aber heraus, dass das auch unabhängig vom Insulin erfolgen kann. Der Mechanismus dahinter ist bisher noch nicht vollständig geklärt. 

Durch die Ausschüttung von Glukagon und Insulin reguliert der Körper also den Zuckergehalt im Blut und versucht diesen konstant zu halten. Dies passiert ganz seinem Anspruch gemäß stets das Gleichgewicht (= die Homöostase) im Körper zu wahren. Ein gutes Zusammenspiel dieser beiden Hormone ist also für einen gesunden Stoffwechsel essenziell. 

Warum Kohlenhydrat nicht gleich Kohlenhydrat ist

Grund 1: Nahrungsinduzierte Thermogenese

Um zu verstehen, warum Kohlenhydrate differenziert betrachtet werden müssen, ist der erste Hauptsatz der Thermodynamik wichtig. Dieser besagt nämlich, dass Energie nicht vernichtet sondern lediglich umgewandelt werden kann. Das ist der Grund, warum die Verstoffwechslung der unterschiedlichen Nahrungsbausteine wie Kohlenhydrate, Fette und Proteine, unterschiedlich viel Energie benötigt. Diese nahrungsinduzierte Thermogenese ist bei Fetten und Kohlenhydraten niedriger als bei Proteinen. Bei Letzteren liegt sie bei etwa 20 bis 30 Prozent. Auch bei den unterschiedlichen Arten von Kohlenhydraten unterscheidet sich die Thermogenese erheblich. Während die Verstoffwechslung von Einfachzuckern recht schnell geschieht, dauert dieser Prozess bei komplexen Kohlenhydraten deutlich länger. Folglich ist bei Letzteren auch die nahrungsinduzierte Thermogenese deutlich höher

Grund 2: Resistente Stärke

Wie bereits oben erwähnt besteht Stärke aus Polysacchariden. Sie ist die Speicherform von Glukose in Pflanzen und kommt in Form von Amylose und Amylopektin vor. Stärkehaltige Lebensmittel sind vor allem Kartoffeln, Reis und Nudeln (besonders Vollkornnudeln). Lassen Sie diese Lebensmittel nun nach dem Kochen abkühlen, entsteht sogenannte resistente Stärke oder auch retrogradierte Stärke (RS3) genannt. Diese kann die Amylase, die verantwortlich für den Abbau der Stärke ist, nun nicht mehr verdauen. Somit kann der Körper daraus auch keine Energie mehr aufnehmen. Die resistente Stärke wird erst im Dickdarm in Form von Fermentation abgebaut und bleibt auch erhalten, wenn die jeweiligen Lebensmittel wieder erhitzt werden. Das ist der Grund, warum aufgewärmte Speisen mitunter weniger Kalorien enthalten können. 

Kohlenhydrate für den Muskelaufbau?

Können Kohlenhydrate als Energiebausteine auch für den Muskelaufbau von Bedeutung sein? Und wie wichtig sind sie für unser Immunsystem? Diese Sachverhalte erläutern wir Ihnen in einer weiteren Ergänzung unseres YOLO 1x1, das demnächst online geht.

 


Quellen:

  • Stossier Harald, Prof. Dr. med, Stossier Georg, Dr. med, 2018, Ernährung / Worauf es wirklich ankommt, 1. Auflage, Verlagshaus der Ärzte GmbH, Wien
  • Rauscher Philipp, 2018, Optimale Ernährung für Bodybuilder und Kraftsportler, 1. Auflage, riva Verlag, München
  • Cara Care, Sommer Andre, Dr., Wasserlösliche Ballaststoffe – Quellen in der Nahrung, Abfrage vom 19.10.2020, 11:01 Uhr
  • Buyken Anette, Vereine für unabhängige Gesundheitsberatung, Glykämischer Index: Revolution oder Sturm im Wasserglas?, Abfrage vom 19.10.2020, 10:44 Uhr
  • Acker Frank-Holger, Dr., 2018, Training und Ernährung für Frauen – Muskelaufbau, Fettabbau, Hormone, weibliche Triade, Pille, 1. Auflage, The Pink Book, Printed in Poland by Amazon Fulfillment
  • EatSmarter!, 30.06.2020, Resistente Stärke: Abnehmen mit Kartoffeln vom Vortag, Abfrage vom 02.11.2020, 12:55 Uhr

 

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