Für den menschlichen Organismus sind Kohlenhydrate eine wichtige Energiequelle in Form von Glucose, zusätzlich eine wichtige Energiereserve in Form von Glycogen in der Leber und nicht zuletzt Stützsubstanz für Knochen- und Knorpel.
Wichtigster Energielieferant sind Kohlenhydrate vor allem für Gehirn-, Blut- und Nervenzellen, da sie ihre Energie fast ausschließlich aus Glucose gewinnen. Allein das Gehirn benötigt täglich ca. 140g Glucose, um den eigenen Energiebedarf zu decken. Um kurzzeitige Hungerperioden überbrücken zu können, speichert die Leber ca. 150g Glycogen. Die Muskeln speichern nochmals ca. 300g Glycogen, so daß für kurze Zeit der Energiebedarf des Körpers gedeckt werden kann. Diese Reserve reicht dem Körper aber nur 6-12h, um seinen Energiebedarf zu decken.
Kohlenhydrate dienen aber nicht nur der Energielieferung, sie sind auch für viele Stoffwechselvorgänge wichtig. So sind Kohlenhydrate auch bei einer kalorienreduzierten Diät wichtig. Ist der Kohlenhydratanteil in der Nahrung zu gering, beginnt der Körper Fette und Proteine abzubauen. Der Fettabbau ist wünschenswert, jedoch werden die Fettsäuren ohne ausreichende Kohlenhydratzufuhr nicht vollständig abgebaut. Die entstehenden Abbauprodukte sind für den Körper eher schädlich als nützlich. Durch den überhöhten Fettabbau steigt die Anzahl der freien Fettsäuren im Blut an, zusätzlich erhöht sich der Gehalt an Choleterin im Serum, so daß die Wahrscheinlichkeit an Arteriossklerose zu erkranken stark ansteigt.
Durch einen vermehrten Proteinabbau entsteht viel Harnsäure, eine der Hauptursachen für Gicht. Außerdem werden viele stickstoffhaltige Produkte gebildet, die über die Niere ausgeschieden werden müssen. Durch die erhöhte Nierenleistung kann es eventuell zu Nierenschäden kommen.
Durch den Abbau von Fett und Proteinen wird viel Wasser und auch Elektrolyte ausgeschieden. Dies kann zu einer ungünstigen Blutdrucksenkung führen. Kohlenhydrate bestehen aus Kohlenstoff (C), Wasserstoff (H) und Sauerstoff (O). Ihre einfachste allgemeine Formel lautet CnH2nOn
Zu den Kohlenhydraten zählen die Monosaccharide (Einfachzucker) und ihre Polymere die Oligosaccharide (Mehrfachzucker) und die Polysaccharide (Vielfachzucker).
Monosaccharide
Zu den ernährungsphysiologisch bedeusamen Monosacchariden gehören Glucose (Traubenzucker), Fructose (Fruchtzucker) und Galaktose (Bestandteil des Milchzuckers).
Disaccaride
Aus den oben genannten Einfachzuckern werden durch verknüpfen zweier Moleküle die Disaccharide (Zweifachzucker).Wichtige Disaccharide sind Saccharose (Haushaltszucker, Rohrzucker), bestehend aus Glucose und Fructose. Lactose (Milchzucker), der aus Glucose und Galaktose besteht. Daneben ist noch die Maltose (Malzzucker) wichtig, die aus zwei Glucosemolekülen besteht.
Oligosaccharide
Oligosaccharide sind Mehrfachzucker, die aus 3 bis 20 Monosaccharidmolekülen bestehen. Sie kommen vor allem in Pflanzen vor. Im tierischen Organismus kommen freie Oligosaccharide kaum vor. In gebundener Form sind sie als Glycoproteine (Proteine verknüpft mit Oligosacchariden) und als Gangliosiden ( spezielle Fette verknüpft mit Oligosacchariden) weit verbreitet.
Polysccharide
Polysaccharide sind Vielfachzucker die aus bis zu 100 000 Monosacchariden bestehen können. Polysaccharide die nur aus einer Art Monosaccharid bestehen, nennt man Homoglycane. Polysaccharide die aus verschiedenen (meist 2 oder 3) Monosacchariden bestehen, heißen Heteroglycane.
Polysaccharide kann man nach ihren Funktionen in drei Gruppen einteilen:
- 1. Struktur-Polysaccharide:
Cellulose, ein Homoglycan das aus bis zu 10 000 Glucosemolekülen besteht, kommt in allen Pflanzen vor, Cellulose ist die häufigste organische Substanz in der Natur - 2. Wasserbindende Polysaccharide:
Pektin, ein Homoglycan aus Galaktosemolekülen - 3. Reserve-Polysaccharide:
Stärke, ein Homoglycan daß sich aus zwei Makromolekülen der Amylase (ca. 40%) und dem Amylopektin (ca. 60%) zusammensetzt
Amylase besteht aus 250 – 300 Glucosemolekülen, die linear angeordnet sind
Amylopektin besteht aus bis zu 100 000 Glucosemolekülen, die verzweigten Aufbau aufweisen
Glycogen, ein Homoglycan aus bis zu 50 000 Glucosemolekülen, mit einem verzweigten Aufbau
Ballaststoffe
Ballaststoffe sind Bestandteile pflanzlicher Lebensmittel, die von den Enzymen des menschlichen Organismus nicht abgebaut werden können. Sie sind für den Körper kaum verwertbare Polysaccharide.
Die Ballaststoffe werden in lösliche und den unlösliche eingeteilt. Zu den löslichen gehört zum Beispiel das Pektin. Es bildet mit Wasser zusammen eine Art Gel, diese Eigenschaft ist für die Verdauung sehr wichtig. Zu den unlöslichen Ballaststoffen gehört zum Beispiel die Cellulose oder das Lignin. Diese beiden Substanzen kommen vor allem in den pflanzlichen Zellwänden vor. Sie bilden vor allem Füllstoffe für die Verdauung.
Ballaststoffe sind ein wichtiger Bestandteil unserer Nahrung. Täglich sollten mindestens 30 g Ballaststoffe gegessen werden. In Deutschland liegt der tatsächliche Verzehr bei Männern bei 20 g und bei Frauen bei 17 g pro Tag.
Eine ausreichende Ballaststoffzufuhr wäre wünschenswert, da diese Stoffe viele positive Eigenschaften auf unseren Organismus haben. Sie vergrößern unmittelbar nach der Verdauung das Stuhlvolumen. Eine ausreichende Zufuhr wirkt positiv auf Verstopfung, bei Reizdarm und bei Divertikulose (Ausstülpungen der Darmschleimhaut). Ballaststoffe können die Darmkrebsentstehung verhindern bzw. verzögern. Sie wirken auch unterstützend bei einer kalorienreduzierten Diät. Der Speisebrei wird durch die löslichen Ballaststoffe verdickt und somit langsamer resorbiert. Dies führt durch verschiedene Mechanismen zu einer verlangsamten Fetteinlagerung im Körper. Durch Ballaststoffe kann der Cholesteringehalt des Körpers gesenkt werden.
Vor einer übermäßigen Ballaststoffzufuhr wird oft gewarnt, da Ballaststoffe in der Lage sind Mineralstoffe, Spurenelemente und Vitamine zu binden, die über den Faezes dann ausgeschieden werden. Ballaststoffreiche Lebensmittel enthalten aber auch viele von diesen lebensnotwendigen Stoffe, so daß insgesamt mehr wichtige Stoffe aufgenommen werden, als über die Ballaststoffe wieder ausgeschieden werden. Ballaststoffreiche Lebensmittel sind vor allem Obst, Gemüse, Vollkornprodukte und Hülsenfrüchte.