Inhalte des Arbeitsblatts
Übersicht aller Aufgaben und Lesetexte aus diesem Materialpaket.
Infoblatt / Fachtext
1. Kohlenhydrate – Mehr als nur Zucker
Kohlenhydrate sind eine der drei Hauptnährstoffklassen neben Fetten und Proteinen und die primäre Energiequelle für unseren Körper, insbesondere für das Gehirn und die Muskeln. Sie kommen in vielen Lebensmitteln vor, von Obst und Süßigkeiten bis hin zu Brot und Nudeln. Chemisch gesehen bestehen sie aus Kohlenstoff-, Wasserstoff- und Sauerstoffatomen. Je nach ihrer Struktur und der Anzahl der Zuckerbausteine, aus denen sie bestehen, haben sie sehr unterschiedliche Eigenschaften und Wirkungen auf unseren Organismus.
2. Klassifizierung von Kohlenhydraten
Man unterscheidet Kohlenhydrate nach der Anzahl ihrer Zuckerbausteine (Saccharid-Einheiten). Diese Struktur bestimmt maßgeblich ihre Eigenschaften wie Löslichkeit, Süßkraft und wie schnell sie vom Körper als Energiequelle genutzt werden können. | Eigenschaft | Monosaccharide (Einfachzucker) | Disaccharide (Zweifachzucker) | Polysaccharide (Vielfachzucker) | |---|---|---|---| | **Aufbau** | 1 Zuckermolekül | 2 verbundene Zuckermoleküle | Hunderte bis Tausende Zuckermoleküle | | **Beispiele** | Glucose (Traubenzucker), Fructose (Fruchtzucker) | Saccharose (Haushaltszucker), Lactose (Milchzucker) | Stärke (in Pflanzen), Glykogen (in Tieren), Cellulose (in Pflanzen) | | **Geschmack** | süß | süß | geschmacksneutral | | **Wasserlöslichkeit** | gut | gut | schlecht oder unlöslich | | **Verdauung** | keine Verdauung nötig, direkte Aufnahme | müssen in Monosaccharide gespalten werden | müssen schrittweise in Monosaccharide zerlegt werden |
3. Verdauung und Resorption
Damit der Körper die Energie aus Kohlenhydraten nutzen kann, müssen diese in ihre kleinsten Bausteine, die Monosaccharide, zerlegt werden. Nur diese können über die Dünndarmwand ins Blut aufgenommen (resorbiert) werden. * **Mund:** Die Verdauung von Polysacchariden wie Stärke beginnt bereits hier. Das Enzym **Speichel-Amylase** spaltet die langen Stärkeketten in kleinere Bruchstücke. * **Magen:** Im sauren Milieu des Magens wird die Amylase inaktiviert, hier findet keine Kohlenhydratverdauung statt. * **Dünndarm:** Dies ist der Hauptort der Kohlenhydratverdauung und -resorption. Die Bauchspeicheldrüse gibt **Pankreas-Amylase** in den Zwölffingerdarm ab, welche die restliche Stärke in Disaccharide (Maltose) spaltet. Weitere Enzyme in der Dünndarmwand (z.B. Maltase, Sucrase, Lactase) spalten die Disaccharide in Monosaccharide (Glucose, Fructose, Galactose). * **Resorption:** Die Monosaccharide werden aktiv durch die Zellen der Dünndarmwand in die Blutkapillaren der Darmzotten transportiert und gelangen über die Pfortader zur Leber. Unverdauliche Polysaccharide wie Cellulose (Ballaststoffe) passieren den Dünndarm und werden im Dickdarm von Bakterien teilweise zersetzt.
4. Blutzuckerregulation und Glykämischer Index
Nach der Resorption steigt die Konzentration von Glucose im Blut an – der Blutzuckerspiegel erhöht sich. Daraufhin schüttet die Bauchspeicheldrüse das Hormon **Insulin** aus. Insulin wirkt wie ein Schlüssel, der den Körperzellen (v.a. Muskel- und Fettzellen) den Befehl gibt, Glucose aus dem Blut aufzunehmen. Überschüssige Glucose wird unter Insulineinfluss in der Leber und Muskulatur in die Speicherform **Glykogen** umgewandelt. Sinkt der Blutzuckerspiegel stark ab, wird das Hormon **Glucagon** freigesetzt, welches den Abbau von Glykogen zu Glucose anregt. Der **Glykämische Index (GI)** ist ein Maß dafür, wie schnell und wie stark ein kohlenhydrathaltiges Lebensmittel den Blutzuckerspiegel ansteigen lässt. Einfachzucker (z.B. in Limonade) haben einen hohen GI, da sie schnell ins Blut gelangen. Komplexe Kohlenhydrate (z.B. in Vollkornbrot) haben einen niedrigen GI, da sie erst langsam verdaut werden müssen. Dies führt zu einem flacheren, länger anhaltenden Blutzuckeranstieg und einer nachhaltigeren Energieversorgung.
Aufgabenstellung (8 Aufgaben)
- Kreuze ALLE zutreffenden Eigenschaften von Monosacchariden an.
- Sie sind die Grundbausteine aller komplexeren Kohlenhydrate.
- Sie sind gut in Wasser löslich.
- Sie müssen vor der Resorption im Dünndarm nicht mehr enzymatisch gespalten werden.
- Sie sind langkettige Polymere aus hunderten von Zuckereinheiten.
- Ihre Verdauung beginnt bereits im Mund durch das Enzym Amylase.
- Entscheide, ob folgende Aussage richtig oder falsch ist: Stärke und Cellulose sind beides Polysaccharide aus Glucose-Einheiten, unterscheiden sich aber in der Art der glykosidischen Bindung, weshalb Cellulose für den Menschen unverdaulich ist.
- Die Verdauung von Stärke beginnt bereits im Mund durch das Enzym ___, wird aber hauptsächlich im Dünndarm durch die ___ aus der Bauchspeicheldrüse fortgesetzt.
- Ordne die folgenden Kohlenhydrate der korrekten Kategorie zu.
- Glucose
- Saccharose
- Stärke
- Fructose
- Lactose
- Glykogen
- Ordne jedem Ort bzw. Enzym seine primäre Funktion bei der Kohlenhydratverdauung und -verwertung zu.
- Speichel-Amylase
- Dünndarmepithel
- Leber
- Dickdarm
- Finde in jeder Aussage den Fehler und schreibe die korrigierte Fassung auf die Linie.
- Insulin wird bei niedrigem Blutzuckerspiegel ausgeschüttet, um diesen zu erhöhen.
- Alle Kohlenhydrate werden gleich schnell verdaut und führen zum gleichen Blutzuckeranstieg.
- Die Resorption der Monosaccharide findet hauptsächlich im Magen statt.
- Beurteile die Aussage: ‚Zucker ist Zucker – es ist egal, ob man Traubenzucker oder Vollkornbrot isst, um Energie zu gewinnen.‘ Begründe deine Antwort unter Einbeziehung der Prozesse der Verdauung und Resorption sowie deren Auswirkung auf den Blutzuckerspiegel.
- Acarbose ist ein Wirkstoff, der in der Therapie von Diabetes mellitus Typ 2 eingesetzt wird. Er hemmt kompetitiv das Enzym α-Glucosidase im Dünndarm, welches für die Spaltung von Disacchariden zuständig ist. Erläutere den Wirkmechanismus von Acarbose und dessen physiologische Auswirkung auf den Blutzuckerspiegel nach einer stärkehaltigen Mahlzeit.