Inhaltsverzeichnis

Kurzbeschreibung

Kohlenhydrate sind die wichtigsten Energielieferanten 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 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 Glucoseversorung 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.

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

In Nahrungsmitteln kommen Kohlenhydrate nur im Verbund vieler weiterer lebensnotwendiger Mikronährstoffe vor und sind somit die Basis der menschlichen Versorgung mit Vitaminen, Mineralstoffen, sekundären Pflanzenstoffen und Ballaststoffen, was die hohe empfohlene Aufnahmemenge von mehr als 50 % der benötigten Tagesenergie erklärt.

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 % (5). Die tägliche Haushaltszuckerzufuhr der 15 bis 80 jährigen in Deutschland liegt für Frauen bei 14 % bzw. für Männern bei 13 % der Tagesenergiemenge (6). Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) gibt als Ziel allerdings eine Begrenzung der Zufuhr zugesetzter Zuckerarten auf < 10 % der Energiezufuhr vor (7).

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.

Therapeutische & präventive Einsatzgebiete

Die folgenden präventiven Einsatzgebiete der Kohlenhydrate beziehen sich auf die Aufnahme komplexer und ballaststoffreicher Kohlenhydrate naturbelassener pflanzlicher Nahrungsmittel, wie Vollkornprodukten, Hülsenfrüchten, Nüssen, Obst und Gemüse.

Prävention der Adipositas

Durch die geringere Energiedichte von Kohlenhydraten im Vergleich zu Fett sowie durch den hohen Ballaststoffanteil im Vergleich zu isolierten Kohlenhydraten werden bis zur Sättigung weniger Kalorien aufgenommen. Diese Wirkung trägt zur Körpergewichtsregulation bei [6].

Prävention der Hypertonie 

Durch die hohe Mineralstoffzufuhr (z.B. Magnesium, Calcium, Kalium und Natrium) einer pflanzliche und damit gleichzeitig kohlenhydratreichen Ernährung ist diese mit einem gesenkten Bluthochdruckrisiko verbunden [7].

Prävention der koronaren Herzkrankheit (KHK)

Prävention von Fettstoffwechselstörungen (konkret Dyslipoproteinämie)

Die Zufuhr von Kohlenhydraten vor allem im Verbund mit löslichen Ballaststoffen senkt die Werte von Gesamt- und LDL-Cholesterin [8, 9].

Prävention des Diabetes mellitus Typ 2

Eine hohe Ballaststoffzufuhr aus Getreideprodukten bzw. ein hoher Verzehr von Vollkornprodukten ist wahrscheinlich mit einem niedrigeren Diabetesrisiko verbunden [10, 11]. Auch kann bei bestehendem Diabetes die Insulinsensitivität und Glukosetoleranz verbessert werden [12].

Irreführende und falsche Aussagen

Kohlenhydrate generell werden heutzutage oft zu unrecht als z.B. Dickmacher “verteufelt”. Dabei kommt es auf die Menge und die Qualität der Kohlenhydrate 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 Kohlenhydrate nahrungsmittelgebunden, wie empfohlen, in Form von pflanzlicher Kost sowie engergiebedarfsdeckend aufgenommen hat diese Aussage keine Gültigkeit.

Studien und Quellen

Studien (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] Pereira MA, Ludwig DS (2001) Dietary fiber and body-weight regulation. Observationsand mechanisms. Pediatr Clin North Am 48:969–980

[7] Appel LJ, et al. (1997) A clinical trial of the effects of dietary patterns on blood pressure. DASH Collaborative Research Group. N Engl J Med. 1997 Apr 17;336(16):1117-24. doi: 10.1056/NEJM199704173361601. PMID: 9099655.

[8] Brown L, Rosner B, Willett WW, Sacks FM(1999) Cholesterol-lowering effects of dietaryfiber: a meta-analysis. Am J Clin Nutr 69:30–42

[9] Kelly SAM, Summerbell CD, Brynes A et al.(2007) Wholegrain cereals for coronaryheart disease. Cochrane Database of System-atic review, Issue 2. Art. No: CD005051

[10] Schulze MB, Schulz M, Heidemann C et al.(2007) Fiber and magnesium intake and in-cidence of type 2 diabetes: a prospective study and meta-analysis. Arch Intern Med 167:956–965

[11] Hopping BN, Erber E, Grandinetti A et al.(2010) Dietary fiber, magnesium, and glycemic load alter risk of type 2 diabetes in a multiethnic cohort in Hawaii. J Nutr 140:68–74

[12] Weickert MO, Möhlig M, Schöfl C et al.(2006) Cereal fiber improves whole-body in-sulin sensitivity in overweight and obesewomen. Diabetes Care 29: 775–780

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

  1. Deutsche Gesellschaft für Ernährung e.V., 2019, Ordner: Referenzwerte für die Nährstoffzufuhr, 2. Aufl., Bonn
  2. Deutsche Gesellschaft für Ernährung e.V., 2011, Kohlenhydratzufuhr und Prävention ausgewählter ernährungsmitbedingter Krankheiten – Leitlinie Kohlenhydratzufuhr kompakt, Bonn
  3. Deutsche Gesellschaft für Ernährung e.V. Referenzwerte für die Nährstoffzufuhr. Abgerufen am 15. Juni 2021, von https://www.dge.de/wissenschaft/referenzwerte/
  4. Hans Konrad Biesalski, Peter Grimm, 2007, Taschenatlas Ernährung, 4. Aufl., Stuttgart
  5. Deutsche Gesellschaft für Ernährung e. V., 2012, 12. Ernährungsbericht, Bonn
  6. Heuer T, 2018, Zuckerkonsum in Deutschland. Aktuel Ernaehr Med 2018: 43 Suppl 01 : S6-S11
  7. 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
  8. Dr. Rainer Wild Stiftung, 2021, Zucker – Fette – Proteine, Makronährstoffe im interdisziplinären Diskurs, Heidelberg
  9. 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
  10. G. Wolfram, 1975, Einfluss von Kohlenhydraten auf den Fettstoffwechsel – chronische Wirkungen, Nutrition and Metabolism Vol. 18, Supplement 1: Zucker und Zuckeraustauschstoffe, 102-107
  11. 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