Kohlenhydrate - inkl. Verdauung & Resorption PDF

Bachelor in Gesundheitswissenschaften und Technologie an der ETH, FS 2024 Ernährung - Kohlenhydrate Wolfgang Langhans Professor emeritus Labor für Physiologie und Verhalten D-HEST, ETH Zürich  Ernährung - Kohlenhydrate  Allgemeines  Formen und Vorkommen  Funktion  Zucker...

Bachelor in Gesundheitswissenschaften und Technologie an der ETH, FS 2024 Ernährung - Kohlenhydrate Wolfgang Langhans Professor emeritus Labor für Physiologie und Verhalten D-HEST, ETH Zürich  Ernährung - Kohlenhydrate  Allgemeines  Formen und Vorkommen  Funktion  Zucker  Verdauung  Absorption  Glukosehomöostase/Kohlenhydratstoffwechsel in der Leber Langhans - Kohlenhydrate | 15.04.2024 | 2  Kohlenhydrate - Allgemeines  Wichtigste Energiequelle; fast ausschliesslich in pflanzlichen Nahrungsmitteln  Unterschiedlich lange Ketten von aneinander gehängten Monosacchariden  Monosaccharide sind: z.B. Glukose (= Traubenzucker), Fruktose (= Fruchtzucker), Galaktose.  Disaccharide: 2 Monosaccharide: z.B. Saccharose = Glukose + Fruktose (= Haushaltzucker), Laktose = Glukose + Galaktose (= Milchzucker) und Maltose = Glukose + Glukose  Oligosaccharide: 3-9 Monosaccharide: z.B. Raffinose (Glukose, Fruktose, Galaktose), Dextrin (Glukose)  Polysaccharide: 10 oder mehr Monosacchariden: z.B. Stärke (aus Glukose aufgebaut) oder Nahrungsfasern (Cellulose, ebenfalls aus Glucose aufgebaut). Langhans - Kohlenhydrate | 15.04.2024 | 3 Biologisch relevante Di- und Oligosaccharide Langhans - Kohlenhydrate | 15.04.2024 | 4  Biologisch relevante Polysaccharide - Homoglykane Homoglykane: Polysaccharide, die aus gleichartigen Monosacchariden bestehen und glykosidisch verknüpft sind. Heteroglykane: aus mehr als einer Art monomerer Einfachzucker aufgebaut. Langhans - Kohlenhydrate | 15.04.2024 | 5  Αlpha- und Beta-Glykosidische Bindung Maltose Cellobiose Amylose Cellulose (durch körpereigene (durch körpereigene Enzyme spaltbar) Enzyme NICHT spaltbar) Langhans - Kohlenhydrate | 15.04.2024 | 6 Nahrungsfasern – Non-digestible carbohydrates (NDC) – Dietary fiber  Nicht verdauliche Kohlenhydrate ═ Nahrungsfasern (oder Ballaststoffe). Alle pflanzlicher Herkunft, können von den menschlichen Verdauungsenzymen im Dünndarm nicht abgebaut werden und gelangen unverdaut in den Dickdarm.  Dort von der Darmflora ganz oder teilweise fermentiert. Es gibt wasserlösliche und nicht wasserlösliche Nahrungsfasern; die löslichen sind quellend und haben einen positiven Einfluss auf den Stoffwechsel (Blutglucose- und Insulinspiegel, Fettstoffwechsel).  Gute Nahrungsfaserquellen sind Getreideprodukte (Vollkornprodukte), Gemüse, Obst und Hülsenfrüchte (z.B. Linsen und Erbsen). Langhans - Kohlenhydrate | 15.04.2024 | 7  Zwei Gruppen von Nahrungsfasern Lösliche Nahrungsfasern Unlösliche Nahrungsfasern  Pektin, resistente Stärke, Inulin,  Cellulose, Hemicellulose, Lignin Oligofructose, Pflanzengummis, Schleimstoffe, Betaglukane, Gelstoffe  Quellen in Kontakt mit Wasser stark auf (hohe Wasserbindungskapazität)  Bilden in Kontakt mit Wasser eine gelartige Verbindung, haben aber nur eine geringe  Werden von den Dickdarmbakterien kaum Wasserbindungskapazität abgebaut und grösstenteils mit dem Stuhl unverdaut wieder ausgeschieden  Werden von den Dickdarmbakterien weitgehend abgebaut, z.B. zu kurzkettigen Fettsäuren Langhans - Kohlenhydrate | 15.04.2024 | 8  Nahrungsfasern - Funktionen Lösliche Nahrungsfasern Unlösliche Nahrungsfasern  Senkung des Cholesterinspiegels  Verzögern die Magenentleerung.  Verzögerte Aufnahme von  Beeinflussen die Stuhlkonsistenz, Kohlenhydraten erhöhen Stuhlmasse.  Inulin und Oligofructose haben eine präbiotische Wirkung, indem sie das Wachstum probiotisch aktiver Darmbakterien fördern. Langhans - Kohlenhydrate | 15.04.2024 | 9  Lösliche Nahrungsfasern und Senkung von TG und LDL - Mechanismen Reduktion von Blutglukose und (Bakr and Farag, ACS Omega 2023, 8, 24680−24694) Insulin → reduzierte Neusynthese von Cholesterin Erhöhung der Expression von Bindung von Gallensäuren LDL-Rezeptoren in der Leber und Reduktion der Resorption → vermehrte Aufnahme von → vermehrte Neusynthese LDL von Gallensäuren Schliesslich scheinen sie Cholesterinsynthese auch über die flüchtigen Fettsäuren von Darmbakterien zu beeinflussen. Langhans - Kohlenhydrate | 15.04.2024 | 10  Nahrungsfasergehalte einiger Lebensmittel Gesundheitliche Effekte von Ballaststoffen (deutsche-apotheker-zeitung.de) Langhans - Kohlenhydrate | 15.04.2024 | 11 Zucker = Sacharose C12H22O11 Disaccharid aus Glukose und Fruktose http://www.chm.bris.ac.uk/motm/glucose/glucoseh.htm Langhans - Kohlenhydrate | 15.04.2024 | 12 Affektive Reaktionen auf Geschmacksstimuli bei Neugeborenen Süsses wird gerne Bitteres wird abgelehnt. angenommen. Süsse Speisen Bittere Nahrungsmittel (z.B. (z.B. Kuchen, Plätzchen) manche Gemüse, sind wenig schmecken den meisten attraktiv und werden oft gemieden. (Steiner et al. Neurosci. Biobehav. Rev. 25:53-74, 2001) https://www.youtube.com/watch?v=olrarFTzBRo Langhans - Kohlenhydrate | 15.04.2024 | 13  Warum…? - Zum Teil ist es einfach die Physiologie…  D-Glukose bevorzugtes energieliefernde Substrat für Neurone ⇨ Motivation, Blutglukosespiegel nicht absinken zu lassen  Niedrige Speicherkapazität für Glukose ⇨ Notwendigkeit kontinuierlich Kohlenhydrate (und Zucker) aufzunehmen.  Süssrezeptoren in der Mundhöhle ⇨ verbunden mit den Belohnungsschaltkreisen im Gehirn ⇨ fördern Aufnahme  Physiologisch «nützlich» ⇨ stark ausgeprägter Belohnungseffekt. https://www.ambitiouskitchen.com/chocolate-strawberry-cake/ Langhans - Kohlenhydrate | 15.04.2024 | 14 Anstieg des Zuckerverzehrs – Die Fruktose ist das Problem! Warum ist Zucker so schädlich? – Deine Ernährung (deine-ernaehrung.de) Langhans - Kohlenhydrate | 15.04.2024 | 15 Fruktose und Saccharose stimulieren die De novo-Lipogenese in der Leber (Geidl-Flück et al J. Hepatol. 75:46–54, 2021) Langhans - Kohlenhydrate | 15.04.2024 | 16  Ernährung - Kohlenhydrate  Allgemeines  Formen und Vorkommen  Funktion  Zucker  Verdauung  Absorption  Glukosehomöostase/Kohlenhydratstoffwechsel in der Leber Langhans - Kohlenhydrate | 15.04.2024 | 17  Kohlenhydratverdauung Amylose Amylose Amylase  3 wesentlichen Kohlenhydratquellen: Saccharose, Laktose und Stärke. Stärke (grosse Polysaccharide) in fast allen nicht tierischen Lebensmitteln (bes. Kartoffeln, Getreiden).  Weitere Kohlenhydrate, in geringem Umfang aufgenommen: Amylose, Glykogen, Pektine, -1-4-glycosidic linkage Dextrine und geringe Mengen von Kohlenhydraten, die sonst noch in Fleisch enthalten sind. Amylopectin Amylopectin  Nahrung enthält auch Zellulose (Glukosemoleküle -1-4-glycosidic linkage β-glykosidisch verbunden), aber wir besitzen keine Enzyme, die Zellulose verdauen können. Amylase spaltet nur 1-4 glykosidische Bindung! -1-6-glycosidic linkage Amylopektinverdauung führt deshalb auch zu Di-, Tri und Oligosacchariden, die an der Bürstensaummebran des Dünndarms weiter verdaut werden. Starch = amylose + amylopectin Langhans - Kohlenhydrate | 15.04.2024 | 18  Verdauung von Kohlenhydraten (Pape, Kurtz, Silbernagl, Physiologie, Thieme)  Enzyme in Bürstensaummebran der Enterozyten, (Maltase, Isomaltase, Saccharase, Laktase), d.h., Disaccharide, die Darmlumen mit der Bürstensaummembran in Kontakt kommen, werden hydrolysiert.  Die Endprodukte der Kohlenhydratverdauung daher Glukose, Fruktose und Galaktose; alle wasserlöslich und werden unmittelbar transepithelial ins Pfortaderblut resorbiert. Bürstensaum-  In normaler Diät (mehr Stärke als Zucker), membran Glukose >80% der Endprodukte der Kohlenhydratverdauung. Galaktose und Fruktose kommen jeweils auf etwa 10%. Langhans - Kohlenhydrate | 15.04.2024 | 19 Laktoseintoleranz durch Laktasemangel https://www.netdoktor.de/krankheiten/laktoseintoleranz/ Langhans - Kohlenhydrate | 15.04.2024 | 20  Fermentation der Nahrungsfasern (NDC) im Dickdarm Kurzkettige/flüchtige Fettsäuren = SCFA  Ca. 1.5 L Chymus/Tag in den Dickdarm (Acetat, Propionat und Butyrat)  Das meiste Wasser wird im Colon absorbiert →