4.7 : Carbohydrate Metabolism

Kohlenhydrate sind Polymere, die aus Molekülen bestehen, die Kohlenstoff-, Wasserstoff- und Sauerstoffatome enthalten. Ein Gramm Kohlenhydrate kann vier Kilo Energie liefern, was es zur effizientesten Instant-Energiequelle macht.

Stärke macht etwa 60 % der vom Menschen aufgenommenen Kohlenhydrate aus. Da Amylase-Enzyme im sauren Milieu des Magens nicht funktionieren können, kann Stärke nur im Mund und im Dünndarm verdaut werden. Einfachzucker kommen natürlicherweise in Milch und Obst in Form von Glukose, Laktose, Galaktose und Fruktose vor. Diese Zucker werden über die Glykolyse und dann über den Zitronensäurezyklus verstoffwechselt.

Zellulose ist ein Kohlenhydrat, das in pflanzlichen Zellwänden vorkommt und der Pflanze Festigkeit und Steifigkeit verleiht. Der Mensch kann es nicht verdauen, da es an Cellulase, dem Zellulose-verdauenden Enzym, fehlt. Diese unverdaulichen Kohlenhydrate fügen jedoch Ballaststoffe hinzu. Ballaststoffe verleihen der verzehrten Nahrung Volumen und unterstützen die Verdauung, indem sie dazu beitragen, dass die teilweise verdaute Nahrung reibungslos durch den Darm fließt.

Störungen des Kohlenhydratstoffwechsels

Der normale Bereich der Glukose im Blut liegt bei 70-99 mg/dl. Jede Abweichung von diesem Niveau ist ein Zeichen für einen schlechten Stoffwechsel und ein schwaches Regulationssystem. Zum Beispiel kann eine Dysfunktion der Insulinproduktion und -sekretion sowie die Reaktionsfähigkeit der Zielzellen auf Insulin zu einer Erkrankung führen, die als Diabetes mellitus bezeichnet wird. Diabetes mellitus ist eine immer häufiger auftretende Krankheit, bei der in den Vereinigten Staaten mehr als 18 Millionen Erwachsene und 200.000 Kinder diagnostiziert wurden. Es wird geschätzt, dass bis zu 7 Millionen weitere Erwachsene an der Krankheit leiden, aber nicht diagnostiziert wurden. Darüber hinaus leiden schätzungsweise etwa 79 Millionen Menschen in den USA an Prädiabetes, einer Erkrankung, bei der der Blutzuckerspiegel ungewöhnlich hoch ist, aber noch nicht hoch genug, um als Diabetes eingestuft zu werden.

Es gibt zwei Hauptformen von Diabetes mellitus. Typ-1-Diabetes ist eine Autoimmunerkrankung, die die Betazellen der Bauchspeicheldrüse befällt. Diese Betazellen produzieren kein Insulin; Daher muss synthetisches Insulin durch Injektion oder Infusion verabreicht werden. Diese Form von Diabetes macht weniger als fünf Prozent aller Diabetesfälle aus.

Typ-2-Diabetes macht etwa 95 Prozent aller Fälle aus. Lebensstilfaktoren wie schlechte Ernährung, Inaktivität und das Vorhandensein von Prädiabetes erhöhen das Risiko einer Person für Typ-2-Diabetes erheblich. Etwa 80 bis 90 Prozent der Menschen mit Typ-2-Diabetes sind übergewichtig oder fettleibig. Bei Typ-2-Diabetes werden die Zellen resistent gegen die Wirkung von Insulin. Als Reaktion darauf erhöht die Bauchspeicheldrüse ihre Insulinsekretion, aber mit der Zeit erschöpfen sich die Betazellen. In vielen Fällen kann Typ-2-Diabetes durch moderaten Gewichtsverlust, regelmäßige körperliche Aktivität und den Verzehr einer gesunden Ernährung rückgängig gemacht werden. Wenn der Blutzuckerspiegel jedoch nicht kontrolliert werden kann, benötigt der Diabetiker schließlich Insulin.

Dieser Text ist eine Adaption von Openstax, Anatomie und Physiologie, Abschnitt 17.9: Die endokrine Bauchspeicheldrüse