Kohlenhydrate – Eine Einführung in die Welt des Zuckers

Kohlenhydrate - Eine Einführung – Teil 1: Monosaccharide (Glukose, Fruktose, Galaktose)
(Last Updated On: 28. August 2018)

Von Lyle McDonald | Benötigte Lesezeit: 9 Minuten |


Nach einer ziemlich ausführlichen Einführung in die Fette wollte ich etwas ganz ähnliches für den Makronährstoff Kohlenhydrate (sowie Proteine) machen. Innerhalb dieses Artikels werden wir uns ausnahmsweise nicht mit der immerwährenden Debatte rund um Körpergewicht, Körperfett und Gesundheit beschäftigen.

Stattdessen möchte ich mich in diesem Artikel auf der Basisdefinition und –konzepten widmen, die für einige Verwirrung bezüglich des Themas „Kohlenhydrate“ sorgen.

Kohlenhydrate – Eine Einführung in die Welt des Zuckers

Was ist ein Kohlenhydrat?

Der Begriff Kohlenhydrate steht für eine Gesamtklassifikationen für eine Reihe von organischen Bestandteilen. Vielleicht bist du in Studien schon des Öfteren über die Akronym „CHO“ (engl. für Carbon, Hydrogen & Oxygen) gestolpert, welches sich auf Kohlenhydrate bezieht. Obwohl Ballaststoffe auch zu den Kohlenhydraten zählen, werden wir uns an dieser Stelle nicht näher mit ihnen befassen (für eine detaillierte Diskussion siehe meinen Artikel „Ballaststoffe – Mutter Naturs Besen“)

Die primäre Aufgabe der Kohlenhydrate besteht darin, nachdem sie in ihre Einzelteile zerlegt wurden, die Zellen über eine Vielzahl von Stoffwechselpfaden mit Energie zu versorgen. Wenn man es jedoch genau nimmt, dann zählen sie nicht zu den essenziellen Nährstoffen, d.h. du würdest auch überleben, wenn du auf Kohlenhydrate verzichten würdest. Der Stellenwert von Kohlenhydraten in der Ernährung unterliegt einer jahrzehntelangen Debatte und sorgt für viele Kontroversen.

Kohlenhydrate werden oftmals auch als Saccharide bezeichnet und es gibt grob gesagt drei primäre Kohlenhydratklassen, die ich zunächst auflisten werde, um sie anschließend in größerem Detail zu diskutieren (Teil 1 deckt Monosaccharide ab, Teil 2 widmet sich den Oligosacchariden & Polysacchariden).

Die drei Klassen sind:

  • Monosaccharide
  • Oligosaccharide
  • Polysaccharide

Monosaccharide (Einfachzucker)

Der Begriff Monosaccharid bezieht sich auf ein einzelnes „Zucker“-Molekül (Mono = einzel; Saccharid = Zucker), die man auch als Einfachzucker bezeichnet. Zu den Monosacchariden gehört z.B. Glukose („Blutzucker“), Fruktose („Fruchtzucker“) und Galaktose („Milchzucker“). Es gibt zwar noch weitere Monosaccharide, doch die drei Erwähnten kommen in der täglichen Ernährung am häufigsten vor.

Glukose

Ein weiteres Monosaccharid, welches in der Fitness-Community überaus präsent ist (etwa zahlreichen Supplementen), ist Dextrose – was nichts anderes ist als D-Glukose. Das „D“ bezieht sich hierbei auf die chemische Struktur, wobei reguläre Glukose als L-Glukose bezeichnet wird. Technisch gesehen gibt es also auch so etwas wie L-Fruktose und D-Fruktose, doch sofern du nicht zu den Chemie-Nerds zählst, reicht es aus, wenn du Bescheid weißt, dass so etwas existiert.

Freie Glukose findet sich in zahlreichen Nahrungsmitteln, wie z.B. Früchten oder Süßigkeiten, doch in der Regel wird sie mit dem Blutzucker assoziiert (wenn Diabetiker ihren Blutzucker messen, messen sie im Grunde genommen die Glukosekonzentration im Blut), da es die Kohlenhydratart ist, die hauptsächlich in unserem Blutkreislauf vorkommt. Alle anderen Kohlenhydrate werden entweder zu Glukose konvertiert oder treten als freie Glukose in den Blutkreislauf ein.

Fruktose

Dies trifft z.B. auf Fruktose zu, eine Kohlenhydratart, die sich primär in Früchten und Obst befindet (daher auch der Name). In der Leber wird Fruktose erst zu Glukose umgewandelt, bevor sie in den Blutkreislauf abgegeben wird. Konträr zu einigen Behauptungen findet sich freie Fruktose so gut wie nie in größeren Mengen im Blutkreislauf wieder – es sei denn, es wird eine Infusion gelegt.

Fruktose, die wir über die Nahrung aufnehmen, speichert der Körper zunächst in der Leber als Glykogen, bevor sie zu Glukose umgewandelt und in den Blutkreislauf abgegeben wird oder es wird transformiert und direkt wieder als Glukose abgegeben.

Kohlenhydrate - Eine Einführung in die Welt des Zuckers

Fruktose gilt als diabetikerfreundlich, weil es den Blutzucker nicht beeinflusst. Größere Mengen (ab 50g/Tag) scheinen jedoch gesundheitschädliche Wirkungen zu entfalten. Dies ist im Falle von Obst kein Problem, da man mehr als 700g pro Tag konsumieren müsste, um den Wert zu erreichen. Wird Fruktose jedoch großzügig als Süßungsmittel eingesetzt, kann es problematisch werden. (Bildquelle: Fotolia / PhotoSG)

Von Seiten der Medien wird Fruktose viel Aufmerksamkeit geschenkt und es wurde lange Zeit als überlegeneres Süßungsmittel angepriesen bzw. als Zucker bezeichnet, der ideal für Diabetiker sei. Aufgrund seiner langsameren Verdauung und der ausbleibenden Beeinflussung des Blutzucker- und Insulinspiegels, wird generell angenommen, dass es die bessere Wahl (verglichen mit Haushaltszucker) ist. In der Realität stellt sich jedoch heraus, dass der Sachverhalt weitaus komplizierter ist, als es zunächst den Anschein hat: Zu viel Fruktose kann zu einem Anstieg der Blutfettwerte und zu weiteren negativen Effekten führen (die Betonung liegt auf „zu viel“).

Dies führte unter anderem dazu, dass sich auf der anderen Seite eine starke Anti-Fruktose-Fraktion gebildet hat, welche die Angst vor Fruchtzucker schürt. Zwar besteht kein Zweifel darüber, dass zu viel Fruktose negative Folgen hat, doch es wird meist nur dann zu einem Problem, wenn man anfängt es Lebensmitteln und Getränken künstlich beizumischen (wie es z.B. in den USA passiert). Es würde schon eine abnormal hohe Menge an Obst benötigen, damit Fruktose eine schädliche, ernährungsinduzierte Wirkung entfaltet.

Die Leber wird normalerweise mit  bis zu 50g Fruktose problemlos fertig. Wird diese Grenze überschritten, steigt die Produktion von Triglyceriden. Schaut man sich die entsprechenden Studien an, so wären 50g Fruktose pro Tag die Grenze, wo die negativen Effekte einsetzen. Eine solche Menge dürfte für jemanden, der Getränke konsumiert, die mit Fruktose gesüßt sind, leicht zu erreichen sein, doch Früchte enthalten in der Regel einen Fruktoseanteil von 7% (d.h. 7g Fruktose auf 100g Frucht). Du müsstest also schon täglich mehr als 700g an Früchten/Obst aufnehmen, um die Grenze zu sprengen (und hier ist körperliche Betätigung, wie z.B. Training, was wiederum den Glykogenverbrauch der Leber erhöht, nicht berücksichtigt).

Galaktose

Bei Galaktose handelt sich um Milchzucker, der – wie es der Name schon vermuten lässt – überwiegend in Milch und Milchprodukten vorkommt. Zu Galaktose gibt es nicht viel zu sagen, außer, dass es ähnlich wie Fruktose im Körper verstoffwechselt wird (also in der Leber).

Da Galaktose in der Regel nur einen geringen Teil in der Ernährung ausmacht (sofern du nicht gerade massive Mengen an Milchprodukten konsumierst), ist das kein Aspekt, um den du dir Gedanken machen solltest.

Oligosaccharide

Der Begriff „Oligosaccharide“ bezieht sich auf Kohlenhydrate (bzw. eine Kohlenhydratkette), die zwischen 2 und 10 Moleküle lang sind („oligo“ = einige & „saccharide“ = zucker). Chemisch gesehen sind Oligosaccharide nichts anderes, als ein Haufen voll (also 2-10) Monosaccharide, die chemisch miteinander verbunden sind (keine Sorge, dass wird gleich mehr Sinn ergeben, wenn wir von Polysacchariden reden).

Einige der längeren Ketten kommen zwar durchaus in der Ernährung bzw. speziellen Lebensmitteln vor (z.B. in einigen Maltodextrinen, welche eine Kombination aus Maltose und Dextrose darstellen), doch der Großteil der Oligosaccharide sind Disaccharide – also 2 Zuckermoleküle, die miteinander verbunden sind.

Ich habe mir den Spaß erlaubt und die primären Disaccharide, die wir in unserer Nahrung finden, in der unteren Tabelle aufgelistet. Darin erfährst du auch aus welchen beiden Zuckerarten sie bestehen und wo in der Ernährung sie vorkommen.

BezeichnungKombination ausWo zu finden?
SaccharoseGlukose + FruktoseZu viele, um sie hier aufzulisten
LaktoseGlukose + GalaktoseMilchprodukte
MaltoseGlukose + GlukoseMalzgetränke (Bier!)

Der sogenannte „High-Fructose Corn-Syrup“ (HFCS), der sich sehr häufig in amerikanischen Produkten wiederfindet, ist eine Kombination aus Glukose und Fruktose (wie Saccharose).

Saccharose

Saccharose ist vermutlich der Stoff, an den die meisten von uns denken, wenn sie „Zucker“ im Sinn haben. Tafelzucker ist Saccharose in Reinform – und dieser Stoff wird traditionsgemäß als Süßungsmittel in etlichen Formen (inklusive Rohrzucker, raffinierter Saccharose und vielen weiteren) verwendet.

Als Süßungsmittel wird Saccharose in verschiedenen Süßigkeiten sowie Limonaden genutzt, allerdings findet man ihn auch in vielen anderen (natürlichen und nicht-natürlichen) Produkten. Selbst Früchte enthalten ihn in gewissen Mengen.

Laktose

Laktose besteht, wie oben in der Tabelle abzulesen, zur Hälfte aus Glukose und zur anderen Hälfte aus Galaktose. Dieses Disaccharid kommt normalerweise in Milch und Milchprodukten vor. Einige unserer Leser werden im Kontext einer Laktoseintoleranz nur allzu gut mit dieser Zuckerart vertraut sein. Bei dieser Art der Nahrungsmittelunverträglichkeit fehlt dem Körper ein ganze bestimmtes Enzym in ausreichender Form (nämlich Laktase) im Magen, welches die Laktose normalerweise in seine elementaren Bestandteile (Glukose und Galaktose) aufspaltet. Eine Laktoseintoleranz tritt üblicherweise nach dem Abstillen auf (sofern sie denn auftritt) und ist in manchen ethnischen Gruppen, die sich evolutionsbiologisch nicht an den Verzehr von Milch nach dem Säuglingsalter angepasst haben, gegenwärtig.

Eine sehr starke Verallgemeinerung: Je dunkler die Hautfarbe, desto höher liegt die Wahrscheinlichkeit, dass eine Laktoseintoleranz vorliegt.

Die Symptome einer Laktoseintoleranz beinhalten Blähungen, Durchfall und Magenverstimmung; dies lässt sich auf die unverdaute Laktose zurückführen, die im Darm liegt und vor sich hin fermeniert. Individuen mit einer Laktoseintoleranz sollten Milchprodukte entweder vermeiden, spezielle Produktformen (wo die Laktose entfernt wurde) konsumieren oder nach Bedarf mit Laktase – also dem fehlenden Enzym – supplementieren.

Kohlenhydrate - Eine Einführung in die Welt des Zuckers

Eine Laktoseunverträglichkeit resultiert aus einem Mangel an Laktose-spaltenden Enzymen. Der Milchzucker ist nichts anderes als 1 Teil Glukose und 1 Teil Galaktose. (Bildquelle: Fotolia / bit24)

Maltose

Maltose wird primär beim Brauen von Bier und der Zubereitung anderer malzhaltiger Getränke verwendet. Darüber hinaus entsteht es bei der Verdauung von Polysacchariden. Zudem werden Maltodextrine häufig in speziellen Lebensmitteln verwendet bzw. lassen sich darin finden.

Saccharose und Laktose stellen in den meisten Fällen die primär vorkommenden Oligo-/Disaccharide einer „normalen“ Ernährung dar. Selbst wenn wir Maissirup (HFCS) als Disaccharid mit einschließen, so kommt dieses nur in kommerziell gefertigten Produkten vor. In der Natur kommt es, soweit ich informiert bin, nicht vor.

Polysaccharide (Mehrfachzucker)

Schlussendlich kommen wir zu den Polysacchariden – ein Begriff, der sich auf eine Kette von Molekülen bezieht, die aus mehreren hundert bis tausend („poly“ = viele) Monosacchariden besteht. In Bezug auf die menschliche Ernährung bezieht sich der Begriff Polysaccharide nahezu universell auf Stärke, die im Grunde genommen nichts anderes ist, als eine lange, lange (lange) Kette aus Glukosemolekülen, die miteinander verbunden sind. Die aktuelle Forschung zeigt, dass es hier kleine Unterschiede gibt, so dass man zwischen Amylose und Amylopectin unterscheidet – beides findet sich in Speisestärke. Die Unterschiede beziehen sich auf die molekulare Struktur: Bei Amylose handelt es sich um eine gerade Kette von Glukosemolekülen, während Amylopektin eine verzweigtkettige Struktur besitzt.

Beide Kohlenhydratarten finden sich in stärkehaltigen Lebensmitteln wieder, allerdings ist Amylose mengenmäßig meist stärker vertreten. Sowohl Amylopektin- als auch Amylose-reiche Stärkeformen sind kommerziell erhältlich (z.B. in Form von Wachsmais, welches zu 98% aus Amylopektin besteht). Lebensmittel, wie z.B. Getreide, Kartoffeln etc. sind gute Beispiele für Stärkequellen, die ihren Platz in unserer Nahrung gefunden haben.

Die Verdauung von Polysacchariden beginnt bereits im Mund mit einem Enzym namens Alpha-Amylase (α-Amylase). Du kannst den Test selbst durchführen, indem du ein Stück Brot in deinen Mund nimmst und darauf herumkaust, ohne es zu schlucken; nach einigen Sekunden solltest du einen süßlichen Geschmack im Mund verspüren – dieser Geschmack kommt durch die Zerlegung der Stärke zu freier Glukose zu Stande.

Die alten „Carb-Blocker“-Supplemente (typischerweise aus weißen Kidneybohnen hergestellt/extrahiert) sind im Grunde genommen nichts anderes als Alpha-Amylase-Blocker, welche die Verdauung der Kohlenhydrate im Mund verhindert haben. Unglücklicherweise taten diese Produkte sonst nichts anderes – dabei findet die eigentliche Verdauung im Magen statt. Dort werden die langen Stärkeketten zu immer kleineren Ketten zerlegt (wodurch z.B. Maltose entsteht), bis freie Glukose für die Absorption verfügbar ist.

Kohlenhydrate - Eine Einführung in die Welt des Zuckers

Stärke (das pflanzliche Pendant zu Glykoge) zählt zu den sogenannten „Polysacchariden“, besteht also aus langen Ketten von Glukose. (Bildquelle: Fotolia / minadezhda)

Zwar hat dies jetzt nichts mit der Ernährung zu tun, allerdings gibt es im Körper (in Muskeln und Leber) ebenfalls lange Stärkeketten, die man Glykogen nennt. Auch hierbei handelt es sich um nichts anderes, als miteinander verbundene Glukose: In der Leber wird Fruktose zu Glukose konvertiert, bevor sie in Form von Leberglykogen eingelagert wird, so dass sie dem Körper später wieder zur Verfügung steht.

Einige neuere Untersuchungen legen nahe, dass es kleinere Glykogenspeicher im Gehirn und in Fettzellen gibt, doch der Großteil findet sich in Muskeln und Leber.

Eine Frage, die sehr häufig gestellt wird und die man durchaus besprechen kann, ist jene, wieso Fleisch keine Kohlenhydrate in der Ernährung liefert – schließlich enthält Muskelfleisch ja Glykogen. DGanz einfach: Nach Eintritt des Todes wird das Glykogen schrittweise abgebaut, bis die Totenstarre eintritt (Rigor mortis). Würdest du das Fleisch eines frisch erlegten Tieres verzehren, dann könnte es sehr wohl sein, dass darin noch Glykogen vorhanden ist (je nachdem, um welches Tier es sich handelt; nicht alle Tiere speichern Glykogen). Und wenn ich von „frisch“ rede, dann meine ich es auch so – unmittelbar. Ansonsten wird sich das Glykogen relativ zügig verflüchtigen.

Es gibt darüber hinaus noch eine weitere Stärkeart, nämlich resistente Stärke. Hierbei handelt es sich um eine besondere Art der Stärke, die gegenüber der Verdauung resistent ist (daher der Name). Das heißt, dass diese Stärke den Magen und Darm passiert, ohne dass sie verdaut (und aufgenommen) wird. Resistente Stärke bietet deswegen einige Vorteile hinsichtlich Gesundheit und Gewichtsverlust). Sie kommt natürlicherweise in kleineren Mengen in manchen Produkten vor, allerdings liegt der derzeitige Fokus darin den Anteil resistenter Stärke in kommerziellen Nahrungsmitteln zu steigern.

Falls dich das Thema interessiert, findest du hier einen ausführlichen Artikel von Damian, der sich mit resistenter Stärker auseinandersetzt.

Schlussendlich würde ich an dieser Stelle auch Ballaststoffe diskutieren, da es sich hierbei technisch gesehen auch um Polysaccharide handelt, allerdings habe ich das Thema bereits hier näher erläutert. Falls du dich dafür interessierst, solltest du den verlinkten Artikel zu Rate ziehen.

Hier die Kurzfassung: Ballaststoffe sind eigentlich nichts anderes als lange Ketten von Kohlenhydratmolekülen, die in der Regel unverdaulich sind. Dies ist allerdings nicht die ganze Wahrheit, denn Ballaststoffe dienen den Bakterien im Darm als Nahrung, welche daraus wiederum kurzkettige Fettsäuren (SCFAs) bilden, die wiederum bei der Darmgesundheit eine Rolle spielen.

       

Zusammenfassung der Kohlenhydrat-Thematik

Und das ist sie: Die Einführung in das Thema der Kohlenhydrate. Kohlenhydrate beziehen sich auf eine allgemeine Klasse von Stoffen, die Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff enthalten (daher auch die engl. Abkürzung „CHO“) – sie beinhalten Monosaccharide (Einfachzucker), Oligosaccharide (Ketten aus 2-10 Molekülen) und Polysacharide (lange Ketten von Molekülen, darunter auch Ballaststoffe).

Ich habe die primären Typen der Nahrungskohlenhydrate in einer handlichen Tabelle für dich zusammengefasst:

Typische BezeichnungWas ist es?Wo zu finden?
MonosaccharideEinfachzucker
GlukoseBlutzuckerBlutkreislauf
FruktoseFruchtzuckerFrüchte & Obst
GalaktoseMilchzuckerMilchprodukte
DextroseTraubenzuckerD-GlukoseSpezielle Lebensmittel
Oligosaccharide
SaccharoseTafelzucker / HaushaltszuckerGlukose + FruktoseNahezu überall
LaktoseMilchzuckerGlukose + GalaktoseMilchprodukte
MaltoseMalzzuckerGlukose + GlukoseMalzgetränke / Bier
HFCSMaissirupGlukose + FruktoseKommerzielle Produkte (Limonaden)
Polysaccharide
StärkeStärkeAmylose / AmylopektinStärkehaltige Produkte (Kartoffeln, Getreide)
Resistente StärkeResistente StärkeResistente StärkeIn kleineren Mengen in Nahrungsmitteln; Spezialprodukte
BallaststoffeBallaststoffeCellulose etc.Gemüse, Obst
GlykogenGlykogenLange GlukosekettenSkelettmuskulatur / Leber


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Über Lyle McDonald

Lyle McDonald ist ein Forscher und Coach, der bereits mit einer Vielzahl von Bodybuildern, Powerliftern und anderen Athleten hinsichtlich aller möglichen Aspekte ihres Trainings, ihrer Ernährung und Nahrungsergänzung zusammengearbeitet hat. Er kombiniert eine mehrere Jahrzehnte andauernde Obession der menschlichen Physiologie mit der Fähigkeit seine Forschung in brandaktuelle Lösungen für etliche Probleme zu liefern, mit denen sich Athleten tagtäglich konfrontiert sehen.
Mittlerweile hat Lyle mehr als sechs verschiedene Bücher verfasst, darunter die Ultimate Diet 2.0, das Rapid Fat Loss Handbook, Stubborn Fat Solution und weitere mehr. Besuche Lyle auf seiner Seite Bodyrecomposition.com.

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