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Kohlenhydrate: Zucker-, Stärke- und Kohlenhydratverdauung

Obst, Gemüse, Bohnen und Getreide sind alle Kohlenhydratquellen . Kohlenhydrate sind die einfachen und komplexen Zucker, die aus den Lebensmitteln gewonnen werden, die wir essen. Nicht alle Kohlenhydrate sind gleich. Einfache Kohlenhydrate umfassen Zucker wie Haushaltszucker oder Saccharose und Fruchtzucker oder Fructose. Komplexe Kohlenhydrate werden aufgrund ihres Nährwerts manchmal als „gute Kohlenhydrate“ bezeichnet. Komplexe Kohlenhydrate bestehen aus mehreren einfachen Zuckern, die miteinander verbunden sind und Stärken und Ballaststoffe enthalten. Kohlenhydrate sind ein wichtiger Bestandteil einer gesunden Ernährung und eine wertvolle Energiequelle, die für normale biologische Aktivitäten benötigt wird.

Kohlenhydrate sind eine der vier Hauptklassen organischer Verbindungen in lebenden  Zellen. Sie entstehen bei der  Photosynthese  und sind die Hauptenergiequellen für  Pflanzen  und  Tiere. Der Begriff Kohlenhydrat wird verwendet, wenn er sich auf ein Saccharid oder einen Zucker und seine Derivate bezieht . Kohlenhydrate können einfache Zucker oder Monosaccharide , Doppelzucker oder Disaccharide sein , die aus wenigen Zuckern oder Oligosacchariden bestehen oder aus vielen Zuckern oder Polysacchariden bestehen.

Organische Polymere

Kohlenhydrate sind nicht die einzigen Arten von  organischen Polymeren. Andere biologische Polymere umfassen:

  • Lipide :  Verschiedene Gruppen organischer Verbindungen, einschließlich Fette, Öle, Steroide und Wachse.
  • Proteine :  Organische Polymere aus  Aminosäuren  , die im Körper eine Vielzahl von Funktionen erfüllen. Einige bieten strukturelle Unterstützung, während andere als chemische Botenstoffe fungieren.
  • Nukleinsäuren :  biologische Polymere, einschließlich  DNA  und  RNA. die für die genetische Vererbung wichtig sind.

Monosaccharide

Molekül der Glucose. Hamster3d / Creatas Video / Getty Images

Ein Monosaccharid oder einfacher Zucker hat eine Formel, die ein Vielfaches von CH2O ist . Zum Beispiel hat Glucose (das häufigste Monosaccharid) eine Formel von C6H12O6 . Glucose ist typisch für die Struktur von Monosacchariden. Hydroxylgruppen (-OH) sind an alle Kohlenstoffe bis auf einen gebunden. Der Kohlenstoff ohne gebundene Hydroxylgruppe ist an einen Sauerstoff doppelt gebunden, um eine sogenannte Carbonylgruppe zu bilden.

Der Ort dieser Gruppe bestimmt, ob ein Zucker als Keton- oder Aldehydzucker bekannt ist oder nicht. Wenn die Gruppe nicht terminal ist, wird der Zucker als Keton bezeichnet. Wenn die Gruppe am Ende ist, wird sie als Aldehyd bezeichnet. Glukose ist eine wichtige Energiequelle in lebenden Organismen. Während der  Zellatmung erfolgt der Abbau von Glukose, um die gespeicherte Energie freizusetzen.

Disaccharide

Zucker oder Saccharose ist ein biologisches Polymer, das aus Glucose- und Fructosemonomeren besteht. David Freund / Stockbyte / Getty Images

Zwei Monosaccharide, die durch eine  glykosidische Bindung miteinander verbunden  sind, werden als Doppelzucker oder Disaccharid bezeichnet. Das häufigste Disaccharid ist Saccharose . Es besteht aus Glukose und Fruktose. Saccharose wird üblicherweise von Pflanzen verwendet, um Glucose von einem Teil der Pflanze zu einem anderen zu transportieren.

Disaccharide sind auch  Oligosaccharide . Ein Oligosaccharid besteht aus einer kleinen Anzahl von Monosaccharideinheiten (von etwa zwei bis 10), die miteinander verbunden sind. Oligosaccharide kommen in  Zellmembranen vor  und unterstützen andere Membranstrukturen, die als Glykolipide bezeichnet werden, bei der Zellerkennung.

Polysaccharide

Dieses Bild zeigt eine Zikade, die aus einem Nymphenfall oder einem aus Chitin gebildeten Larven-Exoskelett hervorgeht. Kevin Schafer / Fotobibliothek / Getty Images

Polysaccharide können aus Hunderten bis Tausenden von Monosacchariden zusammengesetzt sein. Diese Monosaccharide werden durch Dehydratisierungssynthese miteinander verbunden. Polysaccharide haben verschiedene Funktionen, einschließlich struktureller Unterstützung und Lagerung. Einige Beispiele für Polysaccharide umfassen Stärke, Glykogen, Cellulose und Chitin.

Stärke ist eine wichtige Form der in Pflanzen gespeicherten Glukose. Gemüse und Getreide sind gute Stärkequellen. Bei Tieren wird Glukose als Glykogen in Leber und Muskeln gespeichert  .

Cellulose ist ein faseriges Kohlenhydratpolymer, das die Zellwände von Pflanzen bildet. Es macht etwa ein Drittel aller pflanzlichen Stoffe aus und kann vom Menschen nicht verdaut werden.

Chitin ist ein zähes Polysaccharid, das in einigen Pilzarten vorkommt. Chitin bildet auch das Exoskelett von Arthropoden wie  Spinnen. Krebstieren und Insekten. Chitin schützt den weichen inneren Körper des Tieres und verhindert, dass es austrocknet. 

Kohlenhydratverdauung

Vorderansicht des menschlichen Verdauungssystems. Enzyklopädie Britannica / UIG / Getty Images

Kohlenhydrate in den Lebensmitteln, die wir essen, müssen verdaut werden, um die gespeicherte Energie zu extrahieren. Während die Nahrung durch das Verdauungssystem wandert , wird sie abgebaut, sodass Glukose vom Blut aufgenommen werden kann. Enzyme im Mund, im Dünndarm und in der Bauchspeicheldrüse helfen dabei, Kohlenhydrate in ihre Monosaccharidbestandteile zu zerlegen. Diese Substanzen werden dann in den Blutkreislauf aufgenommen.

Das Kreislaufsystem  transportiert Glukose im Blut zu Zellen und Geweben des Körpers. Durch die Freisetzung von Insulin durch die  Bauchspeicheldrüse können unsere Zellen Glukose aufnehmen, um durch Zellatmung Energie zu erzeugen . Überschüssige Glukose wird zur späteren Verwendung als Glykogen in Leber und Muskeln gespeichert. Ein Überfluss an Glukose kann auch als Fett im Fettgewebe gespeichert werden .

Verdauliche Kohlenhydrate umfassen Zucker und Stärke. Zu den nicht verdaulichen Kohlenhydraten gehören unlösliche Ballaststoffe. Diese Ballaststoffe werden über den Dickdarm aus dem Körper ausgeschieden.

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