Tag 573 – Zucker macht Spaß.

Ich las, malte und schrieb.

Frau Brüllens Artikel über Zucker regte mich zu diesem hier an. Bei Frau Brüllen haben wir gelernt, dass Bananen, Feigen und co. nicht zuckerfrei sind, und der Kuchen, den ich mit Bananen statt Haushaltszucker backe dementsprechend auch nicht. Warum es trotzdem für den Körper einen Unterschied macht, ob ich einen Apfel, einen Schokoriegel oder eine Scheibe Vollkornbrot esse, versuche ich mal hier zu erklären.

Die drei wichtigsten Einfachzucker

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Sieht kompliziert aus? Finde ich auch. Ist auch grade völlig wurscht, deshalb habe ich da mal was vorbereitet (ein Hoch auf Pixabay!).

Et voilà!

monosaccaride

Ja, ich bin sehr stolz auf die Milchstraße als Einfall für ein Bild für die Galactose. Und Äpfel haben übrigens nicht nur viel Gesamtzucker, sondern auch ein Fructose/Glucose-Verhältnis von ca. 2:1. Doch dazu später. Wichtig ist, dass wir uns jetzt schon mal merken, dass nur Einfachzucker (und ein wenig Maltose) ins Blut aufgenommen werden können. Unverdaute Mehrfachzucker kommen einfach wieder raus.

Aus diesen Einfachzuckern (Monosacchariden) (und einigen mehr und von denen gibt es auch wieder Unterformen und Stereoisomere und weiß nicht was noch alles, aber das soll uns jetzt mal alles ganz egal sein) sind die wichtigsten Zwei- und Mehrfachzucker, die wir so essenderweise zu uns nehmen, aufgebaut. Ich fange mal mit den Zweifachzuckern (Disacchariden) an.

Die drei wichtigsten Zweifachzucker

disaccharide

Dabei ist es jeweils wichtig, dass die Verbindung zwischen den Einfachzuckern an den richtigen „Ecken“ und in der richtigen Ausrichtung passiert. Grundsätzlich kann man da sagen, dass einige Ecken (die OH-Gruppen im ersten Bild) begünstigter sind, Verbindungen mit anderen Zuckern einzugehen, als andere, bei denen beispielsweise Gruppen „im Weg“ sind. Netterweise sind die Zucker aber auch etwas flexibel und außerdem helfen in der Natur bestimmte Enzyme dabei, die Zucker „zusammenzubauen“. Genauso wie es bestimmte Enzyme gibt, die die Di- und Polysaccharide (dazu auch später) wieder abbauen.

Enzyme: dein Freund und Helfer

Enzyme sind (Ausflug in den Bio-Grundkurs) Proteine, die irgendwas umsetzen. Dabei funktionieren sie wie Katalysatoren, das heißt, das Enzym selbst wird nicht verbraucht. Manche Enyzme brauchen Co-Faktoren um zu funktionieren und die meisten sind hochgradig substratspezifisch, das heißt, sie können nur eine einzige Reaktion an einem einzigen Stoff katalysieren. Das Beste an Enzymen ist aber, dass die katalysierte Reaktion so im Normalfall weniger Energie benötigt oder überhaupt erst in der Zelle möglich gemacht wird. Bleiben wir bei unseren Zuckern: Um die Zwei- oder Mehrfachzucker in ihre Einzelteile zu zerlegen, könnte man die „einfach“ in wässriger Lösung kochen. Dass das im Körper nicht geht, liegt auf der Hand. Deshalb haben wir im Speichel, im Magen und im Darm jede Menge Enzyme, die diese Spaltung der Zucker für uns erledigen. Hier mal dargestellt am Beispiel von Maltase, dem Maltose-abbauenden Enzym:

maltase

Für jeden Zweifachzucker, den ich da oben genannt habe, haben die meisten Menschen  ein Enzym, das ihn in seine Einzelteile spaltet, also

  • Maltose durch Maltase zu zwei Glucosemolekülen
  • Sucrose durch Sucrase (oder Isomaltase) zu Glucose und Fructose
  • Lactose durch Lactase zu Galactose und Glucose

Es gibt zu jeder dieser Reaktionen eine Krankheit, die auftritt, wenn das entsprechende Enzym nicht (ausreichend) gebildet wird (wie die Lactase bei der „berühmten“ Lactose-Intoleranz) oder nicht funktioniert (manche Sucrose-Intoleranz-Arten)*. Außerdem erwähnte ich ja bereits die Substratspezifität: Die Verbindung muss genau passen, sonst kann das Enzym nicht wirken.

Wenn wir also Obst essen (Sucrose), oder Bier (Maltose) oder Milch trinken (Lactose), werden die Zweifachzucker zu Einfachzuckern gespalten und dann ins Blut aufgenommen. Mehr Zucker (und vor allem solchen, bei dem wir erstmal gar nicht an Zucker denken) nehmen wir aber in Form noch längerer Zuckerketten (Polysacchariden) auf.

Mehrfachzucker und Ballaststoffe

Stärke ist, so Wikipedia, das wichtigste Kohlenhydrat in unserer Nahrung. Stärke ist eine laaaaange Kette aus Glucose-Molekülen, oder, anders gesagt, eine lange Kette aud Maltose (Glucose-Dimeren). Auch für Stärke (Amylose) haben wir abbauende Enzyme (Amylasen), auch und gerade im Speichel, weshalb man sein Essen wirklich gut kauen sollte: dann hat der Magen weniger zu tun mit dem Abbau der langkettigen Kohlenhydrate. Kartoffeln zum Beispiel bestehen fast nur aus Stärke und Wasser, Getreide und Hülsenfrüchte enthalten auch viel davon. Also alle „Sattmacher“ (warum die satt machen, dazu später). Außerdem kann man aber am Beispiel der Stärke schön die Ballaststoffe erklären. „Ballaststoffe“ sind für den Menschen unverdauliche Kohlenhydrate, Cellulose ist das Wichtigste davon. Obwohl die Cellulose auch, wie die Stärke, aus verketteten (und verzweigten, die Darstellung hier ist zugegebener Maßen sehr vereinfacht) Glucosemonomeren besteht, können wir sie nicht verdauen, weil wir (im Unterschied zu grasfressenden Tieren zum Beispiel) keine Enzyme haben, die die andere Verknüpfung auflösen können:

amylosecellulose

Und da sind wir endlich (ENDLICH!) beim Thema: Warum es eben doch einen Unterschied macht, ob ich ein Vollkornbrot oder einen Schokoriegel esse. Selbst bei der gleichen Zuckermenge.

Was passiert mit den Kohlehydraten beim Essen?

Nehmen wir als Beispiel wirklich mal eine Scheibe Vollkornbrot, beschmiert mit, hmmmmm, Agavendicksaft. Das Vollkornbrot besteht zu ca. 80 % aus Kohlehydraten, davon ist aber ca. 1/8 Zellulose und andere Ballaststoffe (im Typenmehl ist der Ballaststoffanteil ca. 1/20 der Gesamt-Kohlehydratmenge). Ansonsten sind im Vollkorn noch ein paar Fettsäuren und Mineralien und ein paar Proteine (letztere sind aber auch im gesiebten Mehl, Gluten ist das häufigste). Der Agavendicksaft besteht zu 70% aus Zucker, und zwar zu ca. 50% aus Fructose und zu 20% aus Glucose. Wegen des hohen Fructose-Anteils ist er süßer als Haushaltszucker und flüssig (Fructose ist sehr viel süßer als Glucose, hat einen niedrigeren Schmelzpunkt und nimmt schneller Wasser auf). Die Einfachzucker werden beim Agavendicksaft übrigens durch Erhitzen gewonnen, dabei wird das Polysaccharid Inulin in seine Fructose- und Glucose-Bestandteile zerlegt und der Saft außerdem haltbar gemacht. Esse ich jetzt das Brot passieren zunächst folgende Dinge:

  1. Beim Kauen wird alles mechanisch zerkleinert. Außerdem fangen die ersten Amylasen an, die Stärke im Brot zu kürzeren Ketten zu verarbeiten. Wenn ich lange genug auf dem Brot rumkaue (was ich nie tue, aber Sie ja vielleicht) fängt es sogar ohne den Agavendicksaft an, süßlich zu schmecken, weil genug kurzkettige Glucose-Verbindungen entstanden sind, auf die die Geschmacksnerven reagieren können.
  2. Im Magen angekommen, wird vor allem die Stärke weiter abgebaut. (Und die Proteine, aber die interessieren uns jetzt grade mal nicht.)
  3. Die Ballaststoffe machen erstmal gar nichts, außer durch die Magenbewegungen mit bewegt zu werden, dadurch ein bisschen zur Durchmischung des Mageninhalts beizutragen und den Magen physisch zu füllen, sodass bestimmte Nervenzellen in der Magenwand das Ausschütten bestimmter Hormone anordnen, die wir als „Sättigungsgefühl“ umschreiben können.
  4. Die kurzen Polysaccharide erreichen irgendwann den Dünndarm, wo sie weiter zu Monosacchariden verdaut (s.o. Maltase, Lactase, Sucrase) und resorbiert werden:
  5. Die Glucose und die Fructose aus dem Agavensicksaft werden direkt über Membrantransporter (also tunnelförmige Proteine, die die Zucker erkennen und durch die Zellwand des Magens schleusen) ins Blut befördert. Dasselbe passiert mit den Glucosemonomeren aus der abgebauten Stärke und eventueller Fructose und Glucose aus Sucrose-Abbau.
    1. Die Glucose im Blut führt zur Ausschüttung von Insulin. Dieses wiederum bewirkt eine erhöhte Aufnahme von Glucose in Muskel-, Leber- und Fettzellen, wo es umgebaut und gespeichert (als Fett oder als Glycogen) wird, bis zur weiteren Verwendung als hauptsächlicher Brennstoff für so ziemlich alle Prozesse im Körper. Vor allem das Gehirn ist auf eine konstante Zufuhr von Glucose angewiesen, weshalb die Leber auch in der Lage ist, in Hungerphasen (bei hohem Glucagon- und niedrigem Insulin-Spiegel) wieder Glucose aus Glycogen herzustellen, damit der Blutzucker nie unter einen kritischen Wert fällt.
    2. Gleichzeitig wird durch die Glucose im Blut die Ausschüttung von Glucagon zurückgefahren. Hohe Insulin- und niedrige Glucagonspiegel tragen außerdem zum Sättigungsgefühl bei.
    3. Die Fructose hingegen führt nicht zur Ausschüttung von Insulin oder Hemmung der Glucagon-Ausschüttung. Überhaupt kann der Körper wenig mit Fructose anfangen, das meiste landet in der Leber. Da wird ein Teil (max. 50%) zu Glucose umgebaut, ein Teil (ca. 25%) zu Lactat (das könnte theoretisch das Gehirn verwenden, aber nur, wenn es direkt im Gehirn aus Glucose gewonnen wird (1)), ein Teil (15%-18%) zu Glycogen, < 1% zu Triglyceriden und aus dem Rest wird vermutlich Fett (2). Lange dachte man wegen der fehlenden Insulin-Antwort, dass Fructose die ideale Alternative zu Glucose oder Sucrose sei, weil sie dann ja quasi nicht dick machen könne, das Insulin ist schließlich nötig um Zucker in Fett umzubauen. Inzwischen gibt es aber sehr viele Hinweise darauf, dass das so nicht stimmt. Fructose wurde in den letzten Jahren mit so ziemlich allen Zivilisationskrankheiten (Typ II Diabetes, Übergewicht, Herz-Kreislauf-Krankheiten, …) assoziiert, genauso wie Glucose eben auch. Und Sucrose eh. Möglicherweise liegt es daran, dass Fructose eben fast immer gepaart mit Glucose daherkommt und die durch Glucose angestoßenen Stoffwechselprozesse quasi als Trittbrettfahrer noch verstärkt, aber das weiß man alles noch nicht so genau. „More studies are necessary…“
  6. Alles was nicht im Dünndarm aus der Nahrung herausgefiltert wird, landet im Dickdarm. Da wird alles weiter kräftig verdaut, es wird Wasser entzogen und die Darmflora ergötzt sich an den Ballaststoffen, kaut hier mal ein Glucosemolekül ab und da… Überhaupt schlägt im Dickdarm die große Stunde der Ballaststoffe: sie bilden quasi die Grundmasse des Stuhls und sorgen für eine gesunde Konsistenz des Ganzen. Zuviel Fructose ist übrigens auch hier wieder nicht gut: weil sie so viel Wasser bindet kann sie den Stuhl zu weich machen und außerdem mögen ein paar der Darmbakterien sehr gerne Fructose, machen daraus aber Ethanol und Gas. Das Gas muss irgendwie raus, damit macht sich Mensch dann unter Umständen nicht so viele Freunde. Derselbe Effekt tritt bei Menschen mit Lactoseintoleranz auf, wenn zu viel Lactose für die hungrigen Bakterien zur Verfügung steht.
  7. Wie Michel sagen würde: „Ich muss immer immer immer aufs Klo! Orrrrr!!!“

Fazit? Nö.

Ich bin keine Ernährungsberaterin. Diesen Artikel schrieb ich mit einer großen Portion Studienwissen und der unschätzbaren Hilfe von Wikipedia. Ich mag Nutella und Honig und Rübenkraut und Weißmehl. Ich kaufe Vollkornnudeln und Vollkornknäckebrot und Vollkornbrot, wenn ich mal Brot kaufe. Wir essen viel Gemüse, Michel nicht so, aber tjanun. Ich mag auch Smoothies. Und Trockenobst! Und Schokolade. Mein Fazit wäre vielleicht am ehesten: glauben sie nix, was ihnen irgendwer als allein selig machend verkaufen will. Der Körper ist komplex. Manches weiß man, manches sagt einem der gesunde Menschenverstand, manches würde die Evolution vielleicht in ein paar hundert Jahren einfach ausbügeln, vieles weiß man nicht. Wenn Sie den Teelöffel Zucker im Tee durch Agavendicksaft ersetzen, wissen Sie jetzt, dass das wenig Sinn macht. Wenn Sie die Limo zum Abendbrot ab jetzt durch einen Apfel ersetzen, hat der vielleicht nominell genauso viel Zucker, aber eben noch tausendundeinen anderen Bestandteil, den die Limo nicht hat – gute und schlechte.

Und seien Sie nett zu ihrer Darmflora.

___

  • Überhaupt wollen Sie gar nicht wissen, wie komplex und vor allem fehleranfällig schon eine einzelne Zelle ist. Ich wüsste das auch am liebsten nicht.

 

Quellen (außer Wikipedia):

(1) L.H. Bergersen, „Is lactate food for neurons? Comparison of monocarboxylate transporter subtypes in brain and muscle“, Neuroscience 145, 2007

(2) L. Tappy, K.A. Lê, „Metabolic Effects of Fructose and the Worldwide Increase in Obesity“,

13 Gedanken zu “Tag 573 – Zucker macht Spaß.

  1. Katja schreibt:

    Sehr interessant, anschaulich und kurzweilig!
    Ich habe neulich bemerkt, dass mir der Kaffee süßer schmeckt, wenn ich Rohrzucker benutze, als bei weißem Zucker. Ist das Einbildung oder hast Du dafür auch eine Erklärung?

    Gefällt 1 Person

  2. herrpiefke schreibt:

    Das ist ganz wunderbar erklärt und anschaulich dargestellt. Und lustig 😀 Vielen vielen Dank für die tollen Comics, vielen Dank für die Mühe! Ich stimme voll und ganz zu, es ist Quark, sich selbst vor zu machen, man ernähre sich zuckerfrei. Zuckerarm kann man hinkriegen. Und welchen Zucker man sich reinschiebt kann man sich dann überlegen 🙂

    Ich greife jetzt zu einer Banane und träume dabei von Lakritzschnecken…

    Gefällt 2 Personen

  3. herrpiefke schreibt:

    P.S.: Dieser Kommentar kann gelöscht werden, nur ein paar Tippfehler, die mir aufgefallen sind:

    1. Ja, ich bin sehr stolz auf die Milchstraße als Einfall für ein Bild für die Galactose. Und Äpfel haben übrigens nicht nur viel Gesamtzucker, sondern auch ein Fructose/Glucose-Verhältnis von ca. 2:1. Doch dazu später.) <<—— eine Klammer fehlt

    2. Mehr Zucker (und vor allem solchen, bei dem wir erstmal gar nicht an Zucker denken) nehmen wi <<—— extra Leerzeichen zwischen Zucker und (

    3. , könnte man die ‚einfach‘ in wässriger Lösung kochen. <<—- ' anstatt von " wie sonst im Text

    4. irgendwo hatte ich bei ersten Lesen noch ein typo in einem "und" gesehen, aber ich finde es nicht wieder, evtl haben Sie es schon korrigiert, liebe Frau Rabe?

    Nochmal, ich ziehe meinen Hut, ein irre guter Text! Auch den Hinweis auf die Zivilistationskrankheiten finde ich irre gelungen 😀

    Einen schönen Tag noch und hoffentlich gute Erholung vom Tippen, irgendwo irgendwann 😉

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  4. Georg schreibt:

    Vielen Dank für diesen wunderbaren Text! Ich habe einiges gelernt. Mit diesen anschaulichen Illustrationen wird es sogar für jemanden, der in Chemie/Biologie nicht so wahnsinnig fit ist, gut verständlich.

    Gefällt 1 Person

  5. Lacona schreibt:

    Wunderbar erklärt! Vielen Dank dafür.
    Nur zwei Anmerkungen hätte ich dazu. Meines Wissens nach: werden Nährstoffe im Dünndarm resorbiert, dort wohnen auch die dafür nötigen Enzyme. Und die Fructose wird in der Leber ganz normal verstoffwechselt. Die Zerfallsprodukte gehen dann entweder über die Glycolyse den Weg der „normalen“ Zuckerverstoffwechslung oder werden als Trigyceride (=Fett) gespeichert.
    Wenn es da andere Forschungsergebnisse dazu gibt, immer her damit, ich lerne gerne dazu.

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