Glukose und der Stoffwechsel
Inhaltsverzeichnis
- Wie der Glukosestoffwechsel funktioniert
- Hormonelle Regulation
- Die Rolle des Gehirns
- Glykogen & Zuckerstoffwechsel
- Enzyme – Partner von Insulin
- Die Bauchspeicheldrüse (Pankreas)
- Leber & Insulinresistenz
- Zuckerstoffwechselstörungen
- Metabolische Gesundheit
- In der Schwangerschaft
- Die Energielieferanten
Als Glukosestoffwechsel wird die Verarbeitung von Glukose zur Energiegewinnung sowie deren Speicherung in Form von Glykogen zusammengefasst. Damit jedoch der Zucker schnell in die Zellen gebracht und bei Bedarf gelagert oder aus den Depots wieder abgebaut werden kann, bedarf es aber mehrere Hormone, die den Glukosestoffwechsel steuern.
Wie der Glukosestoffwechsel funktioniert
Mehrere Hormone steuern den komplexen Zuckerstoffwechsel. Die zur Energieerzeugung benötigte Glukose kann dann entweder sofort verarbeitet oder mit Hilfe von Insulin als Glykogen gespeichert werden, aus welchem die Glukose bei Bedarf durch Glukagon wieder mobilisiert wird. Sowohl die Spaltung als auch die Speicherung von Glukose werden durch Enzyme und Hormone reguliert.
Hormonelle Regulation
Der Blutzuckerspiegel wird durch das Wechselspiel von Botenstoffen hormonell gesteuert. Das in der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) gebildete Insulin senkt den Blutzuckerspiegel, Glukagon erhöht diesen. Darüber hinaus bewirken Adrenalin und Cortisol einen Anstieg des Blutzuckerspiegels. Das Peptidhormon Insulin ist ein „Speicherhormon“, denn nicht nur der Glukosestoffwechsel wird durch selbiges beeinflusst. Auch die Resorption von Aminosäuren wird stimuliert und damit der Aufbau von Körpereiweiß (Protein) gefördert. Außerdem trägt Insulin dazu bei, dass Fettsäuren im Fettgewebe gespeichert werden und die Freisetzung von Fettsäuren zur Energiebereitstellung gehemmt wird. Man kann sagen, dass das Insulin das stärkste anabole (=aufbauende) Hormon in unserem Körper ist.
Die Rolle des Gehirns
Bestimmte Areale unseres Gehirns, wie der Hypothalamus (Regulationszentrum für alle vegetativen und endokrinen Vorgänge), scheinen eine wichtige Rolle bei der Regulation des Blutzuckerspiegels zu spielen. Störungen in diesem neuronalen System könnten ebenso wie Fehlfunktionen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) an der Entstehung von Diabetes mellitus Typ 2 beteiligt sein. Die Regulation des Blutzuckers hängt von einer Partnerschaft zwischen den insulinproduzierenden Zellen der Bauchspeicheldrüse (Langerhans´sche Inseln) und den neuronalen Schaltkreisen im Hypothalamus sowie anderen Hirnregionen ab. So trägt das Gehirn entscheidend dazu bei, den Glukosestoffwechsel im Gleichgewicht zu halten. Und zwar sowohl über vom Hormon Insulin abhängige Mechanismen als auch mit Hilfe von Prozessen, an denen Insulin nicht oder nur indirekt beteiligt ist.
Glykogen & Zuckerstoffwechsel
Glykogen ist die Speicherform des Zuckers im Gewebe. Wird mit der Nahrung Zucker aufgenommen und gelangt als Glukose ins Blut, sorgt das Insulin dafür, dass der nicht unmittelbar benötigte Zucker als Glykogen im Gewebe gespeichert wird. Benötigt der Körper Zucker bzw. Glukose als Energielieferant, sorgen andere Hormone (Glukagon und Adrenalin) dafür, dass aus den Glykogen-Vorräten Glukose gebildet und ins Blut abgegeben wird. Die Glykogen-Speicher befinden sich vor allem in der Leber und der Muskulatur. Die Leber speichert es für die Blutzuckerregulation und Energiebereitstellung aller Körperzellen, insbesondere für die praktisch ausschließlich von Glukose abhängigen Zellen des Gehirns. Die Muskulatur speichert Glykogen für den eigenen Bedarf und in Abhängigkeit von Ernährung und Trainingszustand können bis zu 500 Gramm Glykogen in die Muskelzellen eingelagert werden. Die Glykogen-Speicher der Muskulatur können ausschließlich dem Muskel, in dem sie gespeichert sind Energie zuführen. Die muskulären Glykogen-Speicher können keine Glukose in den Blutkreislauf abgeben.
Enzyme – Partner von Insulin
Zuckerspaltende Enzyme (Amylasen) werden in der Bauchspeicheldrüse produziert, wie auch das Hormon Insulin. Dieser örtliche Zusammenhang lässt einen biochemischen Zusammenhang zwischen beiden Stoffgruppen erahnen. Auch das Fehlen Eiweiß spaltender Enzyme (Proteasen) kann zu einem Insulinmangel oder zu dessen Unwirksamkeit beitragen. Enzyme können die Verdauung unterstützen und zur normalen Aufnahme sowie Verwertung von Nährstoffen beitragen. Im Rahmen metabolischer Defizite kommt es nicht nur zur Beeinträchtigung im Zuckerstoffwechsel, häufig sind diese auch mit Problemen im Metabolismus von Fett und Eiweiß assoziiert. Daher sind alle drei Schlüsselenzyme (Lipase, Protease und Amylase) von Bedeutung. Der gezielte Verzehr enzymreichen Lebensmitteln wie Ananas oder Papaya kann helfen, den Blutzuckerspiegel auszugleichen. Damit wird gleichzeitig die körpereigene Enzymproduktion unterstützt.
Die Bauchspeicheldrüse (Pankreas)
Der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) kommt eine bedeutsame Rolle im menschlichen Stoffwechsel zu. Zum einen stellt sie Verdauungsenzyme (z.B. Amylase, Lipase) her, die dabei helfen, Eiweiß, Fett und Kohlenhydrate aufzuspalten, so dass sie von der Darmwand aufgenommen werden und ins Blut übertreten können. über den Bauchspeicheldrüsengang in den Zwölffingerdarm abgegeben werden. Das Pankreas ist damit eine wichtige Verdauungsdrüse. Die zweite Aufgabe der Bauchspeicheldrüse ist die Produktion von Hormonen, insbesondere von Insulin und Glukagon, welche in den sogenannten Langerhans’schen Inseln gebildet werden. Die Hormone werden von dort aus ins Blut abgegeben.
Leber & Insulinresistenz
Die Entstehung von Diabetes Typ 2 und die Leber hängen enger zusammen, als Wissenschaftler bisher vermuteten. Bei 60 bis 80 % der Patienten mit chronischen Lebererkrankungen lässt sich eine Insulinresistenz nachweisen, bei 20 bis 60 % ein Diabetes Typ 2 („Zuckerkrankheit“). Bei Leberzirrhose kommt es meist einer Glukoseintoleranz oder einem durch die Leber bedingten Diabetes, der dem Typ-2-Diabetes ähnelt. Eine bestehende Fettleber, die übrigens auch durch Fastfood und übermäßigen Alkoholkonsum begünstigt wird, kann zur Entstehung von Diabetes mellitus beitragen. Umgekehrt haben Menschen mit Diabetes ein um 70% erhöhtes Risiko, an einer Leberfunktionsstörung zu erkranken. Vor allem die sogenannte nicht-alkoholische Fettleber und Leberkrebs treten bei Diabetikern deutlich häufiger auf.
Zuckerstoffwechselstörungen
Im Normalfall liegt der Nüchtern-Blutzuckerwert im Blutplasma unter 110 mg/dl, nach dem Essen unter 140 mg/dl. Überschreitet der Nüchtern-Blutzuckerwert 126 mg/dl oder der Zuckerwert zwei Stunden nach dem Essen 200 mg/dl, spricht man von einer diabetischen Erkrankung. Bei Nüchtern-Blutzuckerwerten zwischen 110 und 126 mg/dl sowie bei einem Wert zwei Stunden nach dem Essen von 140 – 200 mg/dl besteht eine sogenannte gestörte Glukosetoleranz. Hier spricht der Organismus nicht mehr ausreichend auf Insulin an, das normalerweise den Blutzuckerspiegel senkt – dies nennt man Insulinresistenz. Häufigste Ursache für eine gestörte Glucosetoleranz ist eine kalorienreiche Ernährung, wenig Bewegung und daraus resultierendes Übergewicht. Einem Typ-2-Diabetes geht eine lange Phase mit gestörter Glukosetoleranz voraus. In dieser Frühphase, die häufig ohne erkennbare Symptome verläuft, lässt sich das Schicksal Diabetes in vielen Fällen noch abwenden: durch eine Umstellung der Lebensgewohnheiten werden Sie nicht zum Diabetiker!
Metabolische Gesundheit
Übergewicht ist Auslöser vieler metabolischer Erkrankungen und immer mehr Menschen sind übergewichtig. Das metabolische Syndrom fasst verschiedene Faktoren zusammen, die häufig zu Herz-Kreislauf Erkrankungen führen. Zu diesen Faktoren zählen starkes Übergewicht (Adipositas), ein gestörter Fett- und Cholesterinhaushalt, Bluthochdruck und ein erhöhter Blutzuckerspiegel durch zu geringe Insulinwirkung. Diese vier Risikofaktoren werden durch den westlichen Lebensstil begünstigt und spielen bei der Entstehung von Gefäßerkrankungen eine wichtige Rolle. Der Hauptgrund dafür, dass das metabolische Syndrom in unserer Gesellschaft immer mehr zunimmt, sind ungesunde Lebens- und Ernährungsgewohnheiten. Neben Übergewicht durch übermäßige Kalorienzufuhr und mangelnde körperliche Bewegung tragen auch Rauchen, Stress und ein erhöhter Alkoholkonsum zu dessen Entstehung bei. Durch eine Umstellung der Lebensgewohnheiten - Gewichtsreduktion, fettarme, ballaststoffreiche Ernährung und moderater Sport – kann einer gestörten Glucosetoleranz entgegengewirkt werden.
In der Schwangerschaft
Jede Schwangerschaft stellt eine erhebliche Belastung für den mütterlichen Stoffwechsel dar. Die hormonelle Umstellung des Organismus während einer Schwangerschaft führt zum Anstieg zahlreicher Hormone im Blut (z.B. Östrogen), die für die Entwicklung und das Wachstum des Kindes von Bedeutung sind. Immer mehr Schwangere leiden unter einem Schwangerschaftsdiabetes. Die Ursache sehen Experten weniger in der erhöhten Aufmerksamkeit der Ärzte, die häufiger einen Glukosebelastungstest durchführen, als in einem Anstieg des Lebensalters und der üblichen Risikofaktoren. Schwangerschaftsdiabetes ist daher nicht nur die Folge von hormonellen Veränderungen, die während der Schwangerschaft auftreten. Es gibt deshalb gute Gründe, Frauen zu motivieren, bereits vor einer Schwangerschaft die Risikofaktoren Übergewicht, ungesunde Ernährung, Bewegungsmangel und Rauchen zu meiden.
Die Energielieferanten
Hauptenergielieferanten sind Kohlenhydrate, die aus der Nahrung aufgenommen werden. Der menschliche Organismus verbraucht 24 Stunden am Tag Energie, sei es für die Atmung, den Herzschlag oder die Verdauung. Ein Teil der im Blut befindlichen Glucose wird in sämtliche Körperzellen transportiert, wo diese in Energie umgewandelt wird. Gerade nicht benötigte Glucose wird in der Leber und den Muskelzellen als Glykogen gespeichert. Sind die Speicher gefüllt, wird überschüssige Glucose in Fett umgewandelt und in den Fettdepots im Körper gespeichert. Einfachzucker (z.B. Fruktose) werden übrigens sehr schnell resorbiert und lassen den Blutzuckerspiegel rasch ansteigen. Mehrfachzucker (z.B. aus Gemüse) werden langsamer aufgespalten und starke Blutzuckerschwankungen bleiben aus.
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