Abschnitt 1 - Lektion 3: Biochemie 1: Glykolyse - Kohlenhydratstoffwechsel
Kohlenhydratverdauung: Testen Sie Ihr Wissen!
Was wissen Sie über die Kohlenhydratverdauung?
Nutzen Sie das folgende Arbeitsblatt.
Ausgangsmaterialien der Siemens Stiftung (https://medienportal.siemens-stiftung.org/home)
Biochemie 1: Glykolyse
In der vorherigen Lektion haben wir uns mit der Energiegewinnung im menschlichen Köper beschäftigt. Nun schauen wir uns an, wie es zu dieser Energiegewinnung aus Kohlenhydraten kommt.
Die Verwertung von Kohlenhydraten zur Energiegewinnung nennt man Glykolyse. Dabei werden Einfachzucker (Monosaccharide) wie Glukose in mehreren Schritten zu ATP, der Energiewährung unseres Körpers abgebaut. Sie findet im Zytosol statt.
Läuft die Glykolyse mit Sauerstoff ab (aerob), wird aus Pyruvat, dem Endprodukt der Glykolyse, Acetyl-CoA gebildet. Unter anaeroben Bedingungen (ohne Sauerstoff) entsteht Laktat (Salz der Milchsäure). Laktat ist insbesondere für das Wachstum von Krebszellen von Bedeutung und somit ein Abfallprodukt des Kohlenhydratstoffwechsels, welches wir möglichst nicht in großer Menge in unserem Körper, genauer gesagt im Extrazellulärraum haben wollen.
Es lässt sich also festhalten, dass Ketone rückstandsloser und ohne ein belastendes Endprodukt verstoffwechselt werden. Außerdem entstehen bei der Energiegewinnung aus Glukose freie Radikale, die nicht grundsätzlich schlecht sind, aber in zu großen Mengen zu oxidativen Stess führen können. Dieser kann wiederum die Energiegewinnung und Leistungsfähigkeit der Zellen beeinträchtigen. Ketonkörper können freie Radikale binden und sorgen auch dafür, dass bei der Energiegewinnung weniger freie Radikale entstehen.
Sobald wir über unsere Nahrung Zucker aufnehmen, sollte dieser als Glukose in die Zellen aufgenommen werden, damit er zur Energiegewinnung zur Verfügung steht. Hierfür ist das Hormon Insulin notwendig. Insulin wird in der Bauchspeicheldrüse gebildet. Je mehr Zucker wir essen, umso mehr Insulin muss bereitgestellt werden. Wenn wir nun immer mehr und mehr Zucker essen, wird immer mehr und mehr Insulin produziert und bereitgestellt. Auch wenn wir bereits eine Insulinresistenz haben, produziert die Bauchspeicheldrüse immer mehr und mehr Insulin, um diese Resistenz auszugleichen. Insulinresistenz bedeutet, dass wenn das Insulin als Türöffner an die Tür der Zelle klopft, damit die Zelle den Zucker hineinlässt, die Zelle schlicht taub ist und die Tür nicht öffnet. Somit kann trotz des Insulins der Zucker nicht in die Zelle und verbleibt im Extrazellulärraum und stellt sich für uns als erhöhter Blutzucker dar.
Somit kann also der Blutzucker erhöht sein, obwohl ausreichend Insulin vorhanden wäre.
Es ergeben sich langfristig 3 negative Konsequenzen
- In unserem Körper wird eine große Menge des Hormons Insulin ausgeschüttet.
- Im Falle einer (beginnenden) Insulinresistenz haben wir jede Menge Glukose im Blut (Blutzucker), da sie nicht in die Zellen hinein kann. Sie wird schließlich in der Leber in Fett umgebaut und in die Fettzellen eingelagert. Gewichtszunahme, Fettleber etc. sind die Folgen.
- Bei Insulinresistenz "verhungern" unsere Zellen, da die Glukose nicht oder nicht in ausreichender Menge als Energielieferant in die Zellen hineingelangen kann.
Überblick Kohlenhydratverdauung
Das folgende Video gibt nochmals einen Überblick über den Aufbau und die Verdauung von Kohlenhydraten.
Ausgangsmaterialien des Landesbildungsservers Baden-Württemberg (www.schule-bw.de) am Institut für Bildungsanalysen Baden-Württemberg (IBBW) (https://ibbw.kultus-bw.de).
Glukoneogenese
Glukoneogense bezeichnet den Vorgang der Neubildung von Glukose aus Nicht-Kohlenhydraten, wie Pyruvat, Laktat (Cori-Zyklus), Glycerin oder Aminosäuren (Alanin und Glyzin). Sie findet in der Leber statt und bei längerem Hungern auch in der Nebennierenrinde. Die Glukoneogenese wird benötigt zur Versorgung der roten bzw. weißen Blutkörperchen, des Gehirns und des Nierenmarks, da diese auf Glukose angewiesen sind.
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Ausgangsmaterialien des Landesbildungsservers Baden-Württemberg (www.schule-bw.de) am Institut für Bildungsanalysen Baden-Württemberg (IBBW) (https://ibbw.kultus-bw.de).
