Kohlenhydrate

Allgemeines

Kohlenhydrate sind Produkte der pflanzlichen Photosynthese und stellen einen großen Anteil an verwertbaren Stoffen in der Nahrung. Sie spielen eine zentrale Rolle als Energieträger, Stützsubstanzen und in biologischen Signal- und Erkennungsprozesse.

Unterteilung nach Funktion:

  • Nicht-Strukturkohlenhydrate: Dienen der Energiegewinnung und Speicherung
  • Strukturkohlenhydrate: Stützsubstanzen

Chemisch unterteilt werden die Kohlenhydrate in (mit wichtigen Beispielen):

  • Einfachzucker oder Monosaccharide
    • Glucose oder Traubenzucker, seltener Dextrose
    • Fructose oder Fruchtzucker
    • Ribose: Teil der Ribonukleinsäure (RNA)
    • Desoxyribose: Teil der Desoxyribonukleinsäure (DNA)
    • Galactose oder Schleimzucker
  • Zweifachzucker oder Disaccharide
    • Saccharose oder Rübenzucker, Rohrzucker (Glucose + Fructose)
    • Lactose oder Milchzucker (Glucose + Galactose)
    • Maltose oder Malzzucker (Glucose + Glucose)
  • Dreifachzucker oder Trisaccharide
  • Vielfachzucker oder Polysaccaride
    • Stärke
      • Amylose
      • Amylopektin
    • Cellulose
    • Glykogen: Energiespeicher in Muskeln und Leber
    • Chitin: Stützsubstanz des Exoskeletts der Gliedertiere
    • Fruktane: Weiteres Speicherkohlenhydrat in Pflanzen
    • Pektine
  • Cyclodextrine

Abbildung 1: Vereinfachte Darstellung von Kohlenhydrate. Einfachzucker (Monosaccharide), Zweifachzucker (Disaccharide) und Vielfachzucker (Polysaccharide).

Monosaccharide und Oligosaccharide sind wasserlöslich, haben einen süßen Geschmack und werden im engeren Sinne als Zucker bezeichnet. Die Polysaccharide sind hingegen oftmals schlecht oder gar nicht in Wasser löslich und geschmacksneutral.

Verdau und Verwertung

Kohlenhydrate liefern den Hauptteil der Energie für den Organismus. Da sie anaerob (ohne Sauerstoff) Energie liefern sind sie im Gegensatz zu Fetten relativ schnell verwertbar.

Die wesentlichen Bausteine sind Glucose, Galaktose und Fruktose (Meyer & Zentek 2010).

  • Glucose: Wird in der Leber zu dem körpereigenen Speicherkohlenhydrat Glycogen umgebaut oder direkt zu den verbrauchenden Geweben transportiert. Hier kann es gespeichert oder verbrannt werden
  • Fruktose: Wird in der Leber metabolisiert
  • Galaktose: Wird überwiegend in der Leber als Glycogen gespeichert

Eine besondere Bedeutung kommt Glucose zu. Jede Körperzelle kann Glucose durch die Zellmembran aufnehmen und wieder abgeben. In verschiedenen Organen können die Zellen entweder durch Verstoffwechselung die chemische Energie für Muskelarbeit, anabole Prozesse oder Gehirnaktivität bereitstellen oder in Form von Glucoseketten als Glycogen speichern. Glucose gewährleistet im Wesentlichen die akute Energieversorgung des Organismus. Die Konzentration von Glucose im Blut wird als Blutzuckerspiegel bezeichnet. Glucose wird aus Dünndarm ins Blut überführt, weshalb nach einer Nahrungsaufnahme der Blutzuckerspiegel ansteigt. Insulin sorgt dafür dass Muskel- und Lebergewebe bei einem Anstieg des Blutzuckerspiegels verstärkt Glucose aus dem Blut aufgenommen und als Glycogen gespeichert wird.

Kohlenhydrate liegen in der Nahrung in verschiedener Form vor. Je nach Länge der Ketten geschieht die Verdauung unterschiedlich schnell und auf unterschiedliche Weise. Einige Kohlenhydrate können gar nicht verdaut werden, andere können nur von bestimmten Tierarten genutzt werden, in der Regel mit Hilfe von diversen Mikroorganismen im Verdauungstrakt.

Abbildung 2: Abbau von Kohlenhydraten am Beispiel vom Pferd (nach Plumhoff 2004). Einige Kohlenhydrate können von den eigenen Verdauungsenzymen abgebaut werden, andere werden mit Hilfe von Mikroorganismen verwertet.

Durch eine Behandlung mit Hitze können Kohlenhydrate leichter verdaulich gemacht werden. Durch die Hitze werden Zellwände und Schalen aufgebrochen, ebenso werden die Angriffsflächen für Enzyme erhöht. Antinutrative Stoffe, welche die Verdauung und Aufnahme von Nährstoffen behindern, werden teilweise durch Hitze inaktiviert.

Quellen

Meyer H., Zentek J. : Ernährung des Hundes. Grundlagen – Fütterung – Diätetik. 5. Auflage. Parey Verlag, Stuttgart 2005, ISBN 3-8304-4151-7, S. 11

Plumhoff M. (2004): Bildung (Menge und Dynamik) von Fermentationsprodukten von Futtermitteln mit unterschiedlic hen Gehalten an fermentierbaren Kohlenhydraten in einem in-vitro System mit Faeces von Pferden. Tierärztliche Hochschule Hannover. Dis.