Kohlenhydrate

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Kohlenhydrate sind für uns neben Proteinen (= Eiweiß) und Fetten in der Ernährung bedeutend. Beim Abbau von Kohlenhydraten entsteht für uns Energie – je intensiver wir uns bewegen, desto mehr an Kohlenhydraten verbrennen wir.

Essentielle Kohlenhydrate, also solche, die wir mit der Nahrung aufnehmen müssen, gibt es nicht. Unser Körper kann alle benötigten Kohlenhydrate auch selbst herstellen.

Kohlenhydrate sind de facto mehr oder weniger lange Ketten aus Zuckermolekülen, wobei Art der Zuckermoleküle und die Bindung zueinander eine Rolle spielen.

Man unterscheidet folgende Arten von Kohlenhydraten

  • Einfachzucker oder Monosaccharide – Fructose oder Glucose wäre so ein Kohlenhydrat
  • Zweifachzucker oder Disaccharide – Lactose (der Milchzucker) oder Sacharose (der Rübenzucker) wäre hier Beispiele
  • Vielfachzucker (Polysaccharide) – Stärke, Glycogen, Zellulose, verdauliche und unverdauliche Ballaststoffe sind bekannte

Glucose ist vielleicht der bekannteste Einfachzucker. Ein vielen vielleicht noch bekannterer Name ist „Traubenzucker„. Sie ist Baustein von Zweifachzuckern wie Lactose (Milchzucker) oder Saccharose (Rohr- oder Rübenzucker) und kommt auch in Mehrfachzuckern (wie Raffinose) oder Vielfachzuckern (wie Stärke, Glycogen oder Zellulose) vor. Sie wird in den Pflanzen durch Photosynthese hergestellt und als Stärke gespeichert. Wir Menschen speichern Glucose als Glycogen in Muskel- und Leberzellen – sie stellt quasi unser Superbenzin dar.

Glucose wird für die Herstellung von Glycoproteinen benötigt; sie ist, wie bekannt, ein wichtiger Treibstoff. Speziell das Gehirn „liebt“ sie – es kann nur Glucose oder Ketone verbrennen. Und unser Hirn braucht bei nur ca. 2% der Gesamtkörpermasse 20 – 25% der Gesamtenergie! Glucose war der erste Treibstoff in allen lebenden Organismen und ist wichtiger Bestandteil unserer Ernährung als Säugetiere. Wir können Glucose im Körper selbst herstellen (das heißt dann: „Gluconeogenese“) – was nicht bedeutet „brauch‘ ma‘ net“, sondern brauchen wir so dringend, dass wir im Laufe der Evolution Wege gefunden haben, sie selbst zu produzieren. Allerdings wie immer im Leben – die Dosis macht’s. Wir haben nur das Insulin-System, Glucose aus dem Blut zu bekommen. In unserer Geschichte war das perfekt an die Lebensbedingungen angepasst …… da gab’s keine Kuchen, Keksi, Schoki und sonstigen Zucker-Superbomben, die uns heute das Leben schwer machen.

Was uns als Menschen noch besonders macht: wir besitzen „Amylase“, ein Enzym, das Stärke (= lange Ketten aus Glucose) aufspalten kann.

Fructose ist wahrscheinlich bekannter unter dem Namen „Fruchtzucker“ und ist ein Isomer (heißt: gleiche chemische Formel, andere Struktur) der Glucose. Sie kommt in der Natur vor allem in Früchten vor. Im „normalen“ Haushaltszucker (dem Rohr- oder Rübenzucker) nehmen wir Fructose gemeinsam mit Glucose im Verhältnis 1:1 auf.

Die Menschen haben in der Vergangenheit in den besten Zeiten (Reifezeit der Früchte) im Schnitt etwa 5g Fructose pro Tag aufgenommen. Heute liegen wir im Schnitt bei gut 75g, was bei einer erklecklichen Anzahl von Menschen eine unangenehme Fructose-Überempfindlichkeit bewirkt. Das bedeutet für diese Menschen Durchfälle, Blähungen, Unwohlsein. Dieses „viel mehr“ an Fructose hängt auch damit zusammen, dass Fructose andere Süßstoffe zunehmend verdrängt. Sie ist deutlich süßer als normaler Haushaltszucker, ist günstig zu transportieren und kostengünstiger. Lange war Fructose auch als Süßstoff der Wahl für Diabetiker gesehen worden, weil süßer als Glucose und der Blutzucker steigt ebenso deutlich langsamer. Sie wird direkt zur Leber zur Umwandlung in Glucose oder Fett verfrachtet. Das deutsche Bundesamt für Risikobewertung hat allerdings Fructose für Diabetiker nach Studien als nicht sinnvoll eingestuft – sie begünstigt die Entwicklung von Adipositas (Fettsucht) und metabolischem Syndrom.

Fructose hebt den Insulinspiegel viel weniger an als Glucose – allerdings bewirkt Fructose auch einen höheren Ghrelinlevel. Ghrelin ist ein appetitanregendes Peptidhormon, das die Nahrungsaufnahme und Wachstumshormonausschüttung reguliert. Bei Hunger steigt der Ghrelinspiegel im Blut, nach dem Essen sinkt er ab. Schlafmangel bewirkt übrigens die Ghrelinausschüttung.

Es gibt mehr und mehr Forscher, die Fructose sehr kritisch sehen. Ihr immer weiter gesteigerter Konsum, die Mengen, die wir heute täglich wissentlich und unwissentlich aufnehmen und ihr Abbau in der Leber (ca. 50% der Fructose wird zu Glucose, 25% zu Lactat,15% zu Glycogen, 2-3% zu Fett und der Rest wird direkt verbrannt) wird von ihnen mit dem vermehrt auftretenden Syndrom der „nicht-alkoholischen Fettleber“ in Verbindung gebracht.

Wobei auch hier gilt: die Menge und die Quelle machen’s! Natürliche Fructose in ganzen Früchten wird für die meisten keine Probleme machen. Ein wesentlicher Faktor der Verträglichkeit ist übrigens auch das Glucose zu Fructose Verhältnis. Das sollte so weit wie möglich bei 1:1 liegen!

Saccharose ist unser allgemein bekannter Tafelzucker. Sie enthält Glucose und Fructose im Verhältnis 1:1 und wird von Pflanzen mittels Photosynthese gebildet. Zuckerrohr und Zuckerrüben sind die bekanntesten Quellen für diesen Zucker und auch die industriell genutzten, obwohl er auch in anderen Früchten und Pflanzen vorkommt.

Honig ist ein weiteres, wichtiges Lebensmittel, das uns schon seit der Steinzeit begleitet. Es ist eine dickflüssige, feste oder auch kristallisierte Masse, die aus bis zu 200 Inhaltsstoffen besteht. Dabei sind natürlich Fructose (27 – 44%), Glucose (22 – 41%) und Wasser (15 – 21%) an erster Stelle, dazu kommen aber andere Zuckerarten, Pollen, Enzyme, Aminosäuren, Mineralstoffe, Vitamine, Aromastoffe. Diese Kombination bewirkt, dass Honig als deutlich besser als reiner Zucker angesehen wird.

Farbe, Konsistenz und Aroma von Honig hängen wesentlich davon ab, welche Blüten von den Bienen besucht oder welcher Honigtau gesammelt wurde.

Honig ist lange haltbar und kann dabei auskristallisieren (wird im Wasserbad wieder flüssig – dieses sollte aber nicht über 40°C haben, denn sonst werden wertvolle Inhaltsstoffe zerstört)

Ahorn Sirup ist ebenfalls bei uns bekannt. Es ist eingedickte Saft des Zuckerahorns. Er ist ein natürliches Süßungsmittel, das hautsächlich Saccharose enthält. Dazu Mangan, Eisen und Kalzium.

Melasse fällt als Nebenprodukt der Zuckerproduktion aus Zuckerrohr oder Zuckerrüben an und ist ein dunkelbrauner, honigartiger Sirup. Er besteht aus ca. 60% Saccharose oder Raffinose – das Glucose zu Fructose Verhältnis ist ziemlich 1:1 und hat zusätzlich jene Nährstoffe an Bord, die bei der Tafelzuckererzeugung wegfallen: Eisen, Kalzium, Magnesium, Kalium, Phosphor, Kupfer und Zink.

Agaven Sirup ist ein „new kid in town“, der sich steigender Beliebtheit erfreut. Allerdings kommen Experten mittlerweile Zweifel, weil zwar der glykämische Index niedrig ist, die Herstellung aber eine sehr hohen (75% und mehr) Fructosegehalt bewirkt. Weiteren ernährungstechnischen Benefit gibt es nicht.

Lösliche Ballaststoffe werden von den Bakterien im Dickdarm fermentiert und sind nach vielen Studien für die Gesundheit wichtig. Die so gefütterten Darmbakterien produzieren „gute“ kurzkettige Fette, die für die Zellen im Darm und unser allgemeines Wohlbefinden wichtig sind.

Unlösliche Ballaststoffe sind für die Masse und Regelmäßigkeit des Stuhls verantwortlich, zuviel von ihnen können aber die Aufnahme von Nährstoffe wie Zink, Magnesium, Kalzium und Eisen behindern.

Resistente Stärke (auch ein wichtiges Ding für uns!)  ist unlöslicher Ballaststoff mit speziellen Eigenschaften – sie kann nur von den Darmbakterien im Dickdarm verdaut werden, die wiederum kurzkettige Fette daraus herstellen.

Wie immer im Leben: zuviel oder zuwenig kann Probleme machen. Natürliche Lebensmittel sind immer die besten. Und welche Kohlenhydratquellen?

  • nicht-stärkehaltige wie Melanzani, Artischocken, Pastinaken, Zucchini, Broccoli, Karotten, Spargel, Zwiebel, Rüben, Kohlrabi, Paprikas, Tomaten …..
  • Früchte: Bananen, Birnen, Granatäpfel, Mango, Äpfel, Ananas, Orange, Trauben, Pfirsiche, alle Arten von Beeren, Zwetschgen
  • Stärkehaltige Pflanzen wie: Kartoffel,  Süßkartoffel, Yams, Kürbis, Maniok, Kochbananen, Reis, Pseudogetreide …..

Damit wir nicht vergessen, zwei so locker verwendete Termini auch zu erklären: glykämischer Index und glykämische Last.

Der glykämische Index (Glyx, GI) ist ein Maß für die Wirkung eines kohlenhydrathaltigen Lebensmittels auf den Blutzucker – und zwar relativ zu Zucker (unser Traubenzucker). Die Wirkung von diesem wird mit 100 angenommen, und nun wird der Wert von 50g Kohlenhydraten relativ zu diesem Referenzwert bestimmt. Das tut man, weil unterschiedliche Kohlenhydrate unterschiedliche Auswirkungen auf den Blutzucker nach Aufnahme haben. Manche führen zu einem hohen Anstieg (aus dem Ruhewert von ungefähr 1g Glucose pro Liter Blut), manche zu einem niedrigen.

Wobei hier Verzerrungen entstehen, weil es z.B. Lebensmittel gibt, die einen hohen Glyx haben, aber insgesamt von der Gesamtmenge sehr wenig Glucose (Kürbis z. B. mit einem Glyx von 75). Das wird bei normaler Aufnahme keine Auswirkung haben. Nebenbei: bei niedrigem Glyx wird auch wenig Glucose aufgenommen.

Die glykämische Last gibt ebenso die glykämische Wirkung eines Lebensmittels an, doch wird hier auf 100g des gesamten Lebensmittels abgestellt.

Dazu wird der Glyx durch 100 dividiert und das Ergebnis mit der verwertbaren Kohlenhydratmenge in 100g des Lebensmittels multipliziert.

Zucker, Insulin, Diabetes

Wie kommt es eigentlich zu den Problemen mit Diabetes? Jede Art von Kohlenhydrat – ob Brot, Nudeln, Süßes, Früchte, Kartoffeln, Reis, Süßgetränke etc. – wird im Lauf der Verdauung letztendlich zu Glucose, einem Einfachzucker abgebaut. Das passiert im Darm bzw. in der Leber. Glucose ist nun ein wichtiger Treibstoff, aber auch toxisch, was bedeutet, ein zuviel muss entweder verbrannt werden (Bewegung!), oder in „ungefährlicher“ Form im Körper aufbewahrt werden. Das passiert, indem die Glucose als Glycogen (Vielfachzucker) in den Muskelzellen bzw. in der Leber gespeichert wird. Gesamt kann eine untrainierte Person etwa 400g in den Muskeln und 100g in der Leber zwischenlagern. Das Muskelglycogen steht hier für die Bewegung zur Verfügung (Leberglycogen brauchen wir für die Aufrechterhaltung des Blutzuckerspiegels) – allerdings nur für die Muskeln, die tatsächlich arbeiten. Leere Glycogenspeicher in den Beinen können nicht durch die in den Armen ersetzt werden.

Und wie bewerkstelligt der Körper diese Speicherung? Er hat im Lauf der Evolution eine elegante Lösung gefunden – Insulin. Wenn also zuviel Glucose im Blut vorhanden ist, kommen spezialisierte Beta-Zellen aus unserer Bauchspeicheldrüse ins Spiel und geben Insulin ins Blut ab – ein Peptidhormon, dessen Job es ist, Glucose (und Fette und Aminosäuren) ins Innere der Muskel- und Leberzellen zu shutteln. Wenn die allerdings voll sind – was bei „Unbewegten“ meist der Fall ist – dann wird aus unserer Glucose: Fett. Und das wird in den Fettzellen gespeichert. Heißt: wenn der Konsum von zuviel Kohlenhydraten den Energiebedarf des Körpers überschreitet, kommt es zur „de novo Lipogenese“ (Neubildung von gesättigten Fettsäuren). Das kann auch dann passieren, wenn der Energiebedarf nicht überschritten wird, die Ernährung aber zuviele hochglykämische Kohlenhydrate enthält. (also Zucker, anstatt der langkettigen, langsam verdauten Kohlenhydrate)

Unser gutes, sehr, sehr altes Insulin (eines der ersten Hormone, das in Lebewesen entstand) ist da unglaublich effizient, kommt in so gut wie allen Tieren vor und hat unsere Existenz begründet. Glucose als Fett gespeichert hat uns über die Fastenzeiten gebracht.

Wobei man natürlich sehen muss, dass Kohlenhydrate in unserer Lebensgeschichte eher schwer zu bekommen waren. Früchte, Beeren, Wurzeln, Keimlinge, und das noch dazu in fasriger Konsistenz – Lucy und ihre Nachfahren hatten kein Kuchenbuffet oder Kekse und Schoko in allen Variationen am Speiseplan.

Da kann man sich vorstellen, dass die tägliche Kohlenhydratzufuhr eher niedrig war und aufgrund der Komplexität (langsame Verdauung) den Insulinspiegel nicht wirklich ansteigen ließ. Glucose ist aber wichtig – deshalb kennt unser Körper vier Möglichkeiten, Glucose selbst herzustellen (aus Fett, aus Eiweiß, aus Ketonkörpern und aus Zwischenprodukten des Zitronensäurezyklus) aber nur einen, um Glucose wieder loszuwerden (unser Insulinsystem).

Heute dominieren Kuchen, Kekse, Schoko, Zuckerln, Säfte in allen Variationen – aber auch Chips, Saucen, Ketchup und vieles, vieles mehr, das uns den ganzen Tag, wissentlich und unwissentlich, mit diversen Zuckern versorgt. Tipp: einmal auf “ -ose“ auf den Etiketten schauen. Alles, was so endet ist Zucker!

Je unbewegter wir dabei sind und werden, desto mehr an Glucose muss der Körper nun in Fett umwandeln und in die Fettdepots verfrachten – unser Insulinsystem ist dabei reif für die Schwerarbeiterregelung.

Die schlechte Nachricht also: wir sind nicht für unsere Lebensmittelgeschäfte (speziell die mittleren Gänge) gemacht.

Man könnte das ganze nun als letztendlich kosmetisches Problem betrachten, nach dem Motto „ok, zuviel Zucker, zuwenig Bewegung, zuviel Fett – halt Rubensfigur, war schon einmal schön in der Geschichte“ – so einfach ist das aber nicht.

So wie Schwerarbeiter irgendwann mit Abnützungserscheinungen vorzeitig den Beruf aufgeben müssen, bekommt auch unser Insulinsystem (bei vielen immer früher) ein größeres Problem. Die Empfindlichkeit des einzelnen Menschen –  jeder ist ja ein einzigartiges Projekt in diesem Kosmos – ist dabei sehr unterschiedlich. Manche haben eine hohe Sensitivität auf Kohlenhydrate, manche scheinen keine Probleme zu haben. Doch evolutionär betrachtet haben wir alle die grundsätzliche Möglichkeit, Diabetes zu entwickeln – was bei den stetig zunehmenden Zuckermengen in unserer Ernährung kein wirklich beruhigender Befund ist.

Und was ist nun das Problem? Es heißt Resistenz und fängt an, wenn die Zellen in Muskeln und Leber ständig voll sind (weil wir uns nicht bewegen) aber dauernd Anfragen zur weiteren Belegung erhalten. Insulin klopft also ständig an die Tür um neues Glycogen abzuliefern. Aber nix – alles voll, die Herbergssuche muss weitergehen. Und um nicht dauernd belästigt zu werden, regulieren die Zellen die Andockstellen für Insulin und deren Effizienz an den Zellaußenwänden herunter. Das kann die Bauchspeicheldrüse nicht glauben und pumpt mehr Insulin in das Blut – weil ja möglicherweise einfach zuwenig Insulin vorhanden ist. Während die einen Zellen also „zu machen“ und nicht mehr reagieren wollen, muss die Umwandlung in Fett erfolgen und die Speicherung in den Fettzellen. Allerdings nur solange, als auch hier genug Platz ist.

Zuviel Kohlenhydrate und zuwenig Bewegung bringen uns also in Teufels Küche, und die (steigende) Resistenz gegenüber Insulin ist ein Teil davon.

„Stoffwechsel“ ist ein sehr komplexer Prozess, wobei bei weitem noch nicht alles verstanden wird. Erst nach und nach kommt man den einzelnen Zusammenhängen auf die Spur – und leider muss man dann meist den einfachen „Ursache – Wirkung“ – Zusammenhang abschreiben.

Auch im Fall von Insulin und Resistenz kommen ein paar wesentliche, zusätzliche Aspekte dazu. Einer ist, dass die Glucose, wenn sie nicht flott in die Muskelzellen kommt (weil wir faul und die voll), länger im Blut verbleibt bis etwas passiert. Da kann sie aber einiges anstellen. Zum Beispiel sich mit Proteinen zu verbinden, um AGEs  (advanced glycated end-products) zu formen. Klingt nicht gut und ist nicht gut! Diese Dinger verursachen nämlich systemische Entzündungen – und die erhöhen die Gefahr von Herzkrankheiten.

Weil wir so unendlich effiziente Projekte sind, haben wir auch hervorragende Feedback-Systeme in unserem Körper. Leider lassen die sich durch die moderne Umgebung sehr einfach in die Irre führen. Wenn unsere Muskelzellen gegenüber Insulin resistent werden, muss zum Beispiel mehr Zucker als Fett gespeichert werden. Insulin hemmt allerdings auch das fettverbrennende Enzym Lipase, sodass das gespeicherte Fett schlechter verbraucht werden kann. Was dem Abbau von Fett eher nicht förderlich ist.

Auch ein hoher Insulinlevel, den die Bauchspeicheldrüse in ihrem Feedback-Mechanismus zur Verfügung stellt, ist alles andere als gut. Insulin bewirkt in hohen Mengen Ablagerungen in den Arterien (ja, und wieder der Schluss zu Herzerkrankungen) und fördert die Zellreifung von Krebszellen. (hier schließt sich der Kreis zu Doping und Tumoren).

Alles dreht sich in diesem Spiel um die Menge an Kohlenhydraten/Zucker die wir aufnehmen, unsere eigene Stoffwechsellage – und damit Sensitivität – und unser Bewegungsprofil.

Insulin verhindert übrigens auch, dass Aminosäuren in die Muskelzellen gelangen – das heißt, auch der Muskelaufbau oder nur -erhalt funktioniert nicht.

Wobei, wenn es ganz schlimm kommt, wird Muskeleiweiß zur Zuckerproduktion abgebaut, weil der Körper meint, es gäbe davon zuwenig. Dazu kommt dann noch Hunger – nach Kohlenhydraten.

Wenn es wirklich ganz schlimm kommt, und die Leber resistent gegenüber Insulin wird, dann kann sie Schilddrüsenhormon 4 nicht mehr in T3 umwandeln, was den Stoffwechsel weiter verlangsamt. Ja und von Nervenschädigungen bzw. Zerstörung von Nervengewebe und diabetischer Retinopathie (Schädigung der Netzhaut des Auges) hat so mancher sicher schon gehört.

Bewegung hat übrigens den besten positiven Einfluss auf das Geschehen. Muskeln, die bewegt werden, wollen mehr Glucose – trainierte Ausdauerathleten zeigen, wie viel Kohlenhydrate aufgenommen und verbrannt werden können! Sie können ihre Glycogenspeicher auch bis auf 600g bringen.

FAZIT: Für die eigene Gesundheit heißt das: Bewegung, Bewegung, Bewegung. G’scheite Kohlenhydrate (siehe oben), kein Zucker – und das in der Bewegung angepassten Mengen. Für Normalbürger sind das beim heutigen Bewegungsprofil ca. 20 – 30% der täglichen Kalorienaufnahme und irgendwo rund um 100 – 150g. Sportler brauchen 50% und mehr. Mehr dazu unten.

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