05 Kohlenhydrate Flashcards
Chemische Grundlagen der Kohlenhydrate:
Kohlenhydrate sind…
Ringschluss:
Glukose:
Fruktose:
Strukturformen:
Oligosaccharide:
Verbindung:
Arten:
Reduzierendes Disaccharid?
Saccharose:
Laktose:
Maltose:
Kohlenhydrate sind hydroxylierte Aldehyde und Ketone.
Intramolekularer Ringschluss durch Halbacetal/ketalbildung
Glukose = Aldohexose = Pyranose Fruktose = Ketohexose = Furanose
Struktur D(-)-Ribose D(+)-Xylose D(+)- Glukose D(+)-Mannose D(+)-Galaktose D(-)-Fruktose
Oligosaccharide:
Bestehen aus 3-10 Monosacchariden, die in linearer oder verzweigter Struktur angeordnet sind z.B. Raffinose, Galaktooligosaccharide (GOS)
Verbindung: 1,2-ß-glycosidisch
Arten: Fruktooligosaccharide (FOS); Galaktooligosaccharide (GOS); Raffinose-Familie: Raffinose, Stachyose, Verbascose (@-Bindungen, nicht aufschlussbar)
Reduzierendes Disaccharid?
Saccharose: nein
Laktose: ja
Maltose: ja
Stoffwechsel der Kohlenhydrate - Verdauung + Resorption
Abhängig von glykosidischer Bindung.
@-Verknüpfung:
Stärke/Maltose (Glukose-@-1,4 Glukose) ja
Saccharose (Glukose-@-1,2 Fruktose) ja
ß-Verknüpfung:
Laktose (Galaktose-ß-1,4 Glukose) tweilweise
alle anderen Mehrfachzucker (Ballststoffe) nein
KH-spaltende Enzyme im Bürstensaum:
@-Amylase im Speichel
Pankreasamylase
Bürstensaum Lumen: Laktase, Maltase, Saccharase
*Maltose wird zu 80% von der Saccharase-Isomaltase gespalten
Na+ Cotransport-Carrier (energieabhängig; Na+/K+ Pumpe; sek. aktiv) SGLT1: Galaktose + Glukose
GLUT5: Fruktose
Stoffwechsel der Kohlenhydrate - Speicherung
a
Stoffwechsel der Kohlenhydrate - Abbau
Fruktose (Leber):
1) mangelnde Aufnahme von Fruktose in extrahepatischen Geweben = Affinität von Glukose ist höher
2) Hexokinase = 20fache hähere Affinität der Glukose (20fach langsamer)
3) Phosphofructokinase-1 wird in der Leber nicht benötigt = schneller
Stoffwechsel nur in der Leber
Energieadequate Ernährung:
Aldolase B → Glycerinaldehydkinase → (Glyzeral-3-Phosphat) Energiegewinnung
Hyperkalorische Ernährung:
Aldolase B → Glycerinaldehydkinase → (Glu-6-Phoshat) → Glykogen
Füllung der Speicher.
… → Dihydroxyacetonphosphat → VLDL Leberfett
Muskulatur besitzt keine Glukose-6-Phosphorylase und kann somit keine Glukose ans Blut abgeben.
Cori-Zyklus zur Gewinnung von Glukose:
Bei zu wenig Sauerstoff im Skelettmuskel wird Glukose zu Laktat verstoffwechselt, zur Leber transportiert und unter Energieverbrauch mit Fettsäureabbau zu Glukose umgewandelt.
Stoffwechsel der Kohlenhydrate - Blutglukoseregulation
Steuerung der Insulinsekretion.
Einflüsse durch:
- Blutglukose-Konzentration = Hauptkontrolle
- BlutAS-Konzentreation
- Gastrointestinale Hormone
Sympathische Stimulation (und Adrenalin): hemmt
Parasympathische Stimulation: induziert
Insel-ß-Zellen → Insulinsekretion
Erhöhung: Proteinsynthese; Energiespeicherung
Erniedrigung: Blutglukose; Blutfettsäuren; BlutAS
5 Phasen der Glukosehomöostase
Herkunft der Blutglukose: exogen; Glykogen; Glukoneogenese
Ab 20 Tagen ist der Verbrauch (von Ketokörper) sehr niedrig.
Empfehlungen für den KH-Verzehr und tatsächlicher Verzehr
Erwachsene und Kinder: > 50% der Energiezufuhr
Ballaststoffe g/Tag: >30%
Nicht unter 25% = Vermeidung Glukoneogenese aus AS
In jeder Altersgruppe werden kaum die empfehlende Menge erreicht.
Zufuhr freier Zucker sollte maximal 10 % der Gesamtenergie ausmachen
= dies schließt zugesetzte Mono- und Disaccharide ein als auch natürlich vorkommende Zucker aus Honig, Sirupen, Fruchtsäften und Fruchtsaftkonzentraten
Fruktoseproblematik
Fruktosemalabsoption:
• niedrige Aufnahmekapazität des GLUT-5-Transporter, schnell sättigbar:
- > osmotisch wirksame Fruktose verbleibt im Darm
- > Blähungen, Durchfälle, Bauchschmerzen
• Belastungstests von 25 g Fruktose führen bei etwa der Hälfte der Erwachsenen zur Symptomen, 35-50 g bei nahezu allen Probanden zu Symptomen
->meistens dosisabhängige Überlastung des Haupttransporters
GLUT-5 (primäre Form)
- Einflüsse: verabreichte Dosis, Nährstoffzusammensetzung, Darmflora, Grunderkrankungen (sekundäre Form)
- Steigerung der Aufnahmekapazität von GLUT-5 durch Glukose (stimuliert GLUT 2 und GLUT 5) oder Aminosäuren
- Sorbit, Xylit , Mannit , Maltit blockieren möglicherweise den GLUT-5 und sollten daher bei FM gemieden werden
Angeborene/heriditäre Fruktoseintoleranz HFI
Mutation Aldolase B:
Fruktose-1-Phosphat erhöht:
hemmt ENzyme der Glykolyse, der Glukoneogenese und des Glykogenstoffwechsels -> Hypoglycämien
Hoher Fruktosekonsum steigert das Risiko für hohe Harnsäurewerte.
Einflussgrößen auf die glykämische Wirkung von Kohlenhydraten
Einflussgrößen auf die postprandiale Hyperglykämie
Kohlenhydratmenge und -art Verarbeitung Zusammensetzung und Beschaffenheit der Nahrung (Energie- und Fettgehalt, Konsistenz) -> Magenentleerungszeit Ballaststoffgehalt Lagerung/Reife Individuelle Faktoren
Glykämischer Index
Hoch: über 70
Niedrig: unter 55
Definition:
Maß für die Blutglukosewirksamkeit nach Zufuhr von 50 g verwertbaren
Kohlenhydraten mit einem Testlebensmittel.
= Prozent bezogen auf die Fläche unter der Blutglukosekurve einer der Referenzsubstanz Glukose (bzw. Weißbrot)
Die Verwendung von Glukose als Referenzsubstanz führt zu niedrigeren GI-Werten als die Verwendung von Weißbrot, da die glykämische Antwort auf Glukose um den Faktor 1,43 über der von Weißbrot liegt.
Kohlenhydrate von Lebensmittel mit niedrigem GI weisen eine hohe ernährungsphysiologische Qualität auf.
Glykämische Last
(GI-Wert Glukose/ 100) x (Menge an verzehrten KH)
GL-Werte < 10 gelten als niedrig
Kritikpunkte des GIs zu unterschiedlichen Referenzsubstanzen und der einheitlichen Portionsgröße von 50 g werden durch die Glykämische Last beseitigt.
Süßstoffe, Zuckeralkohole und Zuckeralternativen - Energiegehalt
Tabelle
Glukose: 399 kcal/100g
Kokosblütenzucker: 390 kcal/100g
Roh- bzw. Vollrohrzucker: 386 kcal/100g
Obstdicksaft: 261-353 kcal/100g
Mazextrakt: 300 kcal/100g Süßkraft ca. 0,5 (mehr Maltose und Oligosaccharide)
Süßstoffe, Zuckeralkohole und Zuckeralternativen - Einsatzgebiete
Süßstoffe
• synthetische oder natürliche Ausgangsstoffe
• süße Ersatzstoffe für Zucker, wesentlich stärkere Süßkraft als Zucker
• keinen oder einen sehr geringen physiologischen Brennwert
• unterschiedliche küchentechnische/geschmackliche Qualität (->Mischung)
• keine kariogene Wirkung
Zuckeralkohole (Zuckeraustauschstoffe)
• süß schmeckende, reduzierte Kohlenhydrate (Carbonylgruppe zu Hydroxylgruppe)
• geringerer Energiegehalt als Kohlenhydrate (-> Resorption nur 20-50%)
• Süßkraft geringer als bei Zucker
• Verstoffwechslung erfolgt insulin-unabhängig
• nicht kariogen
• können Verdauungsprobleme verursachen -> Kennzeichnungspflicht
• liefern Masse, im Gegensatz zu Süßstoffen (-> Herstellung von Bonbons)
• Verwendung auch als Zusatzstoffe in Lebensmitteln (Feuchthaltung, Füllstoff u.a.)
z.B. in Getränke, diätetische Nahrungsmittel, Bonbons, Kaugummis, Zahnpasta etc.
Advatam hat die höchste Süßkraft (37000x mehr als Saccharose) acceptable daily intake 5mg/kg KG
Süßstoffe, Zuckeralkohole und Zuckeralternativen - Nebenwirkungen/potentielle negative Effekte
Epidemiologische Studien zeigen eine Assoziation zwischen Süßstoffkonsum und Übergewicht auf.
= Randomisierte Kontrollstudien mit süßstoffhaltigen Getränken zeigen keine
Gewichtserhöhung bzw. sogar eine Gewichtsreduzierung
Übergewichtige Probanden weisen nach Gabe eines sucralosehaltigen Getränks Zeichen einer Insulinresistenz auf, gemessen im oralen Glukosetoleranztest.
Veränderungen des Mikrobioms (geringere Diversifizierung) nach Süßstoffkonsum im Tiermodell, die eine Glukoseintoleranz begünstigt.
Potential von manchen Süßstoffen, in vitro an die gleichen Geschmacksrezeptoren zu binden, die auch durch herkömmlichen Zucker aktiviert werden und damit eine Inkretinsekretion hervorrufen.
= Studien zeigen keinen Effekt von Süßstoffen auf den Blutglukosespiegel/
Insulinsensitivität
Ballaststoffe - Einteilung
Löslichkeit
Löslich: einige Hemizellulose Pektin Giar Betaglukan
Nicht löslich:
einige Hemizellulose
Zellulose
Lignin
Ballaststoffe - Vorkommen
Brot und Obst sind die Hauptquellen in DE.
