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Kurzbeschreibung

Kohlenhydrate zählen aktuell zu den Hauptenergielieferanten in der menschlichen Ernährung. Als Grundgerüste der Erbsubstanz (DNA & RNA) sowie verbunden mit den Makronährstoffen Fett und Eiweiß in Form von Glykolipiden und Glykoproteinen als Bestandteile der menschlichen Zellmembran, stellen sie eine wichtige Bausubstanz in unserem Körper dar.

Allen Kohlenhydraten gemeinsam ist, dass sie aus den Elementen Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff bestehen. Daraus ergibt sich eine riesige Vielfalt an Verbindungen, welche anhand ihrer Eigenschaften in verschiedene Gruppen eingeteilt werden. Je nach Kombination der Kohlenhydratbausteine wird zwischen Mono-, Di- oder Polysacchariden unterschieden: 

Monosaccharide (Einfachzucker) 

  • Glukose (Traubenzucker) 
  • Fruktose (Fruchtzucker) 
  • Galaktose (Schleimzucker) 

Disaccharide (Zweifachzucker) 

  • Maltose (Malzzucker)  = Glukose + Glukose 
  • Saccharose (Haushaltszucker) = Glukose + Fruktose 
  • Laktose (Milchzucker) = Glukose + Galaktose 

Polysaccharide (Mehrfachzucker) = komplexe Kohlenhydrate 

  • Stärke (pflanzlich) = hundert bis tausend Glukosemoleküle 
  • Glykogen (tierisch) = hundert bis tausend Glukosemoleküle 
  • Dextrine (Abbauprodukte von Stärke und Glykogen) = kurze Glukoseketten 

Eine weitere Form komplexer für den Menschen unverdaulicher Kohlenhydrate, stellen die Pflanzenfasern, welche in Form von Ballaststoffen ein wichtiger Bestandteil für unsere Ernährung sind dar.  

 

Physiologische Wirkungen im Überblick

  • Energieversorgung, -speicher & -reserve 
  • Beeinflussung der Sättigung 
  • Grundgerüst der DNA = DeoxyriboNucleic Acid und RNA = RiboNucleic Acid 
  • Desoxyribose und Ribose sind Einfachzucker 
  • als zellmambrangebundene Glykoproteine beteiligt an: 
  • Oberflächenerkennung anderer Zellen, Viren und Hormonen 
  • Antigeneigenschaften (z.B. Blutgruppen) 
  • als Glykoproteine außerhalb der Zellen, im Verdauungstrakt sowie Harn- und Genitaltrakt dienen Kohlenhydrate als schützende, biologisch aktive Gleitmittel 

Während der Verdauung werden alle Kohlenhydratarten zu Einfachzuckern aufgespalten und in der Leber zu Glukose umgewandelt. Je länger die Ketten an Kohlenhydratbausteinen sind, desto mehr Zeit nimmt diese Prozess in Anspruch und führt zu einer entsprechend länger anhaltenden Sättigung 

Ein Teil der Glukose gelangt aus der Leber ins Blut um unser zentrales Nervensystem (ZNS), die Blutzellen und Körpergewebe direkt mit neuer Energie zu versorgen. Der Überschuss an Glukose wird in Glykogen umgewandelt und in der Leber (ca. 100 - 150 g) sowie Skelettmuskulatur (ca. 300 - 500 g) gespeichert.  

Bei Abfall des Blutzuckerspiegels und ausbleibendem Kohlenhydratnachschub über die Nahrung dient der Leberglykogenspeicher als kurzfristig zur Verfügung stehende Energiequelle. Muskelglykogen dient als Energiereserve für die Muskulatur und überbrückt bei Muskelbeanspruchung die Zeit bis zur Muskelenergieversorgung über das Blut. In Extremsituationen kann das Muskleglykogen indirekt auch zur Glukoseversorung des Körpers herangezogen werden.   

Ist der Leber- und Muskelspeicher mit Glykogen gefüllt, wird die dann noch vorhandene Glukose in der Leber zu Triglyceriden umgebaut und im Fettgewebe gespeichert. Somit führen alle Kohlenhydrate, welche über den Energiebedarf hinaus aufgenommen werden, zu einer Zunahme der Fettmasse/des Energiespeichers und langfristig zu Übergewicht und Adipositas sowie daraus resultierenden Folgeerkrankungen.   

Kofaktoren

  • Insulin
  • Glucagon

Die Regulation des Blutzuckerspiegels erfolgt über die Hormone Insulin und Glucagon. Die Kohlenhydrataufnahme und folglich Erhöhung des Blutzuckerspiegels führt zu einem Insulinanstieg im Blut. Erst Insulin bewirkt die Aufnahme von Glukose in die Körperzellen. Fällt der Blutzuckerspiegel ab, bewirkt Glucagon u.a. den Glykogenabbau in der Leber so dass Glukose ins Blut abgegeben werden kann.

Vorkommen

  • Getreide
  • Pseudogetreide
  • Hülsenfrüchte
  • Kartoffeln
  • Obst
  • Gemüse
  • Nüsse
  • Milch

Anwendungsempfehlungen und Dosierung

DGE

Referenzwerte der Deutschen Gesellschaft für Ernährung. Die DGE unterscheidet zwischen Kindern, Männern, Frauen, Schwangeren, Stillenden  - bitte im Einzelfall prüfen

> 50 % der Energiezufuhr

NährstoffAllianz

Dosierungsempfehlung der NährstoffAllianz

< 150 – 200 g / Tag

In Nahrungsmitteln kommen Kohlenhydrate nur im Verbund vieler weiterer lebensnotwendiger Mikronährstoffe vor. Sie stellen gemäß DGE somit die Basis der menschlichen Versorgung mit Vitaminen, Mineralstoffen, sekundären Pflanzenstoffen und Ballaststoffen dar, was  der deren hohe empfohlene Aufnahmemenge von mehr als 50 % der benötigten Tagesenergie erklären soll. 

Allerdings werden Kohlenhydrate heutzutage verstärkt in Form von industriell raffinierten Zuckern aufgenommen. Die den Lebensmitteln zugesetzten isolierten Kohlenhydrate, enthalten meist keine essentiellen Nährstoffe, so dass bei sehr hoher Zufuhr dieser Kohlenhydrate die Nährstoffversorgung herabgesetzt ist [1, 2]. Deshalb sollte der Schwerpunkt der Kohlenhydratversorgung auf ballaststoffreichen Nahrungsmitteln, Obst (-saft), Gemüse (-saft), Salat und Vollkornprodukten sowie fettarmen Milchprodukten basieren.   

Laut der Nationalen Verzehrsstudie II liegt die Zufuhr von Zweifachzuckern, je nach Geschlecht und Alter, zwischen 11  und 16 % der Nahrungsenergie sowie von Einfachzuckern zwischen 7  und 10 %. Die tägliche Haushaltszuckerzufuhr der 15 bis 80 jährigen in Deutschland liegt für Frauen bei 14 % bzw. für Männern bei 13 % der Tagesenergiemenge. Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) gibt als Ziel allerdings eine Begrenzung der Zufuhr zugesetzter Zuckerarten auf < 10 % der Energiezufuhr vor bzw. empfiehlt eher eine Reduktion auf < 5 Energieprozent.  

Risikogruppen und Mangelfaktoren

Bei energiearmer Ernährung (z.B. Reduktionsdiät, Seniorenkost) und bei Personengruppen wie Kindern [2] und jungen Erwachsenen [1], ist es besonders wichtig auf einen moderaten Umgang mit zuckergesüßten Lebensmitteln zu achten, damit die Aufnahme aller lebensnotwendigen Nährstoffe über die Zufuhr von in Nahrungsmitteln gebundenen komplexen Kohlenhydraten gewährleistet werden kann.

Des Weiteren ist eine steigende Zufuhr von Kohlenhydraten in Form von zuckergesüßten Getränken mit einer Erhöhung des Risikos für Übergewicht/Adipositas sowie Diabetes mellitus Typ 2 und allen damit verbundenen Krankheitsbildern verbunden (9).

Eine Erhöhung der Kohlenhydratzufuhr allgemein zu Lasten der Fettzufuhr von < 25 % der Tagesenergie, lässt einen Triglyceridanstieg (10) erwarten und wird mit einem höheren Arterioskleroserisiko [3] in Verbindung gebracht.

Erfolgt die Kohlenhydrataufnahme verstärkt durch den Einfachzucker Fruktose (z.B. in Form von Erfrischungsgetränken mit “high fructose corn-syrup” = HFCS oder Glukose-Fruktose-Sirup), werden in der Leber, im Vergleich zur Verstoffwechselung von Glukose, vermehrt Triglyceride hergestellt und zur Speicherung in das periphere Fettgewebe transportiert. Dies kann zum einen zu einer nicht alkoholisch bedingten Fettleber mit damit verbundenen weiteren gesundheitlichen Beeinträchtigungen und zum anderen zur generellen Zunahme der Körperfettmasse führen [4].

Kohlenhydrate in Form von Zucker wie Süßigkeiten etc. erhöhen ebenfalls das Risiko für die Entstehung von Karies [5].

Die Wirkung von Kohlenhydraten auf den menschlichen Körper hängt auch davon ab, wie stark diese den Blutzuckerspiegel erhöhen. Ein Maß dafür ist der Glykämische Index (GI), je höher der GI eines Nahrungsmittels, desto stärker oder länger lassen dessen Kohlenhydrate den Blutzuckerspiegel steigen. So kann eine Mahlzeit mit hohem GI dazu führen, dass es nach anfangs erhöhter Glukose- und Insulinkonzentration zu einem gegenregulatorischen starken Blutzuckerabfall kommt und eine erneute Nahrungsaufnahme vom Körper verlangt wird, was langfristig ebenfalls Übergewicht/Adipositas begünstigt. Durch den höheren Insulinbedarf kann sich langfristig eine Insulinresistenz entwickeln, was zu dauerhaft erhöhten Glukosespiegeln im Blut und somit zu Gefäßschäden führt.

Gegenanzeigen

Sind bereits eine oder mehrere der folgenden Erkrankungen vorhanden, welche im Zusammenhang mit dem Kohlenhydratstoffwechsel stehen, ist es besonders wichtig achtsam mit der Kohlenhydratzufuhr sowie Kohlenhydratquelle umzugehen:  

Diabetes mellitus Typ 2 

Insulinresistenz 

Neurologische Erkrankungen 

Übergewicht/Adipositas 

Fettstoffwechselstörungen 

 Die Aufnahme von Lebensmitteln mit niedrigem GI wird seit mehr als zwei Jahrzehnten zur Verbesserung eines gestörten Glukosestoffwechsels befürwortet [6]. Des Weiteren haben sich Ernährungstherapien, welche auf einer unterschiedlich stark eingeschränkten Kohlenhydratzufuhr basieren, bei der Verbesserung eines gestörten Kohlenhydratstoffwechsels und der damit verbundenen teilweise o.g. Stoffwechselstörungen als wirksam erwiesen [7]. 

Überwiegend geht den Symptomen einer Störung des Glukosestoffwechsels das Krankheitsbild der  Insulinresistenz (verminderte bzw. aufgehobene physiologische Wirkung von Insulin im Körper) voraus. Ist das Gehirn insulinresistent, werden die Gedächtnisleistung, kognitiven Fähigkeiten und die Konzentration negativ beeinflusst sowie das Auftreten von Depressionen und Demenz verstärkt [8]. 

Im Umkehrschluss ist eine verstärkte Kohlenhydratzufuhr sowie eine Kohlenhydratzufuhr, wie sie von Fachgesellschaften für einen gesunden Menschen empfohlen wird, bei diesen Krankheitsbildern, eher kontraproduktiv und krankheitsverschlimmernd sowie an deren Entstehung ursächlich beteiligt. 

Irreführende und falsche Aussagen

Kohlenhydrate generell werden heutzutage oft als Dickmacher “verteufelt”. Dabei kommt es stark auf die Menge und Qualität der Kohlenhydrate unter Berücksichtigung des jeweiligen Lebensstils an.  

Ist von Kohlenhydraten in Form von zuckergesüßten Getränken oder zugesetzten isolierten Zuckern die Rede, trifft die Aussage als “Dickmacher” je nach Konsumverhalten zu.  

Werden naturbelassene Kohlenhydrate nahrungsmittelgebunden und in Form von Ballaststoffen sowie pflanzlicher Kost engergiebedarfsdeckend aufgenommen ist eine Wirkung als Dickmacher bei gutem Gesundheitszustand unwahrscheinlich.    

Umsetzungstipps

Ein Umgang mit Kohlenhydraten in der Nahrungszusammenstellung im 21. Jahrhundert bietet z.B. das Flexi Carb Prinzip nach Prof. Dr. oec. troph. Nicolai Worm. Weitere Impulse geben auch im Hinblick auf bereits vorhandene Zivilisationserkrankungen ketogene und Low Carb Ernährungsformen. 

Studien und Quellen

Artikel von: Anja Hassolt

Studien und Primärquellen: 

[1] Linseisen J, Gedrich K, Karg G et al. (1998) Sucrose intake in Germany. Z Ernährungswiss 37: 303-14 

[2] Lyhne N, Ovesen L (1999) Added sugars and nutrient density in the diet of Danish children. Scand J Nutr 43: 4-7 

[3] Poznyak A, Grechko AV, Poggio P, Myasoedova VA, Alfieri V, Orekhov AN. (2020) The Diabetes Mellitus-Atherosclerosis Connection: The Role of Lipid and Glucose Metabolism and Chronic Inflammation. Int J Mol Sci  

[4] Jensen T, et al. (2018) Fructose and sugar: A major mediator of non-alcoholic fatty liver disease. J Hepatol 

[5] Ketterl W. (1990) Zucker und Karies [Sugar and caries]. Z Ernahrungswiss. 29 Suppl 1:11-5  

[6] Jenkins DJ, et al. (1981) Glycemic index of foods: a physiological basis for carbohydrate exchange. Am J Clin Nutr. 1981 Mar;34(3):362-6. doi: 10.1093/ajcn/34.3.362. PMID: 6259925. 

[7] Volek, J.S., Feinman, (2005) R.D. Carbohydrate restriction improves the features of Metabolic Syndrome. Metabolic Syndrome may be defined by the response to carbohydrate restriction. Nutr Metab (Lond) 2, 31. https://doi.org/10.1186/1743-7075-2-31 

[8] Razay G, Vreugdenhil A, Wilcock G. (2007) The metabolic syndrome and Alzheimer disease. Arch Neurol. 2007 Jan;64(1):93-6 

Allgemeine Quellen: (nicht mit Nr. im Text versehen; Bsp.: Bücher, andere Portale) 

  • Deutsche Gesellschaft für Ernährung e.V., 2019, Ordner: Referenzwerte für die Nährstoffzufuhr, 2. Aufl., Bonn 
  • Deutsche Gesellschaft für Ernährung e.V., 2011, Kohlenhydratzufuhr und Prävention ausgewählter ernährungsmitbedingter Krankheiten - Leitlinie Kohlenhydratzufuhr kompakt, Bonn 
  • Deutsche Gesellschaft für Ernährung e.V. Referenzwerte für die Nährstoffzufuhr. Abgerufen am 15. Juni 2021, von https://www.dge.de/wissenschaft/referenzwerte/ 
  • Hans Konrad Biesalski, Peter Grimm, 2007, Taschenatlas Ernährung, 4. Aufl., Stuttgart  
  • Deutsche Gesellschaft für Ernährung e. V., 2012, 12. Ernährungsbericht, Bonn 
  • Heuer T, 2018, Zuckerkonsum in Deutschland. Aktuel Ernaehr Med 2018: 43 Suppl 01 : S6-S11 
  • World Health Organization (WHO), 2015, Guidelines: Sugar intake for adults and children. Geneva, World Health Organization. Abgerufen am 17.06.2021, von https://www.who.int/publications/i/item/9789241549028  
  • Dr. Rainer Wild Stiftung, 2021, Zucker - Fette - Proteine, Makronährstoffe im interdisziplinären Diskurs, Heidelberg 
  • Deutsche Gesellschaft für Ernährung e.V., 2018, Empfehlung zur maximalen Zuckerzufuhr in Deutschland. Abgerufen am 21.06.2021, von https://www.dge.de/presse/pm/empfehlung-zur-maximalen-zuckerzufuhr-in-deutschland/?L=0&cHash=9afa2ea16a80bdff1f8e36177d42612e  
  • G. Wolfram, 1975, Einfluss von Kohlenhydraten auf den Fettstoffwechsel - chronische Wirkungen, Nutrition and Metabolism Vol. 18, Supplement 1: Zucker und Zuckeraustauschstoffe, 102-107 
  • Deutsche Gesellschaft für Ernährung e.V., 2012, Gemüse und Obst ausgewählter chronischer Krankheiten. Abgerufen am 21.06.2021, von https://www.dge.de/fileadmin/public/doc/ws/stellungnahme/DGE-Stellungnahme-Gemuese-Obst-2012.pdf  
  • Kompetenz statt Demenz. Zucker & Kohlenhydrate. Abgerufen am 23. November 2021 von https://kompetenz-statt-demenz.dsgip.de/praevention-behandlung/ernaehrung/zucker/   
  • Prof. Dr. oec. troph. Nicolai Worm (2017). Flexi Carb (2. Aufl.) riva Verlag