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Kohlenhydrate: Sind sie wirklich notwendig?

Kohlenhydrate sind ein Makronährstoff, der dem Körper Energie liefert. Ob sie in der Ernährung essenziell sind, ist nach wie vor ein sehr umstrittenes Thema. In diesem Beitrag definieren wir den Begriff “Kohlenhydrate“, erörtern, ob sie in der Ernährung unverzichtbar sind, und erklären, was passiert, wenn Menschen sie einschränken.

Um die Frage zu klären, ob Kohlenhydrate essenziell sind, ist es wichtig, die Rolle der Kohlenhydrate – insbesondere der Glukose – im Körper und in der Ernährung zu untersuchen.

Was sind Kohlenhydrate?

Kohlenhydrate sind neben Proteinen und Fetten eine der drei Hauptgruppen von Makronährstoffen. Sie liefern dem Körper Energie, der sie in Glukose aufspaltet.

Es gibt drei Arten von Kohlenhydraten: Stärke, Einfachzucker und Ballaststoffe. Der Begriff Kohlenhydrate wird jedoch oft fälschlicherweise nur für stärkehaltige Lebensmittel verwendet.

Wird dieser Begriff nur für stärkehaltige Lebensmittel wie Brot, Reis und Kartoffeln verwendet, kann dies zu einem unvollständigen Verständnis der Rolle von Kohlenhydraten in der Ernährung und im Körper führen.

Außerdem sind Kohlenhydrate in einer Vielzahl von Lebensmitteln enthalten. Hier sind einige Quellen von Kohlenhydraten in der Nahrung:

Lebensmittelgruppe: Getreide

Kohlenhydrate pro Portion, in Gramm: 15  

Beispiele: Quinoa, Süßkartoffel und Reis

Lebensmittelgruppe: Hülsenfrüchte

Kohlenhydrate pro Portion, in Gramm: 17  

Beispiele: Pinto-Bohnen, schwarze Bohnen und Linsen-Erbsen

Lebensmittelgruppe: Milchprodukte

Kohlenhydrate pro Portion, in Gramm: 11  

Beispiele: Kuhmilch, Joghurt, Käse

Lebensmittelgruppe: Früchte

Kohlenhydrate pro Portion, in Gramm: 15

Beispiele: Kirschen, Himbeeren und Steinobst

Lebensmittelgruppe: Gemüse

Kohlenhydrate pro Portion, in Gramm: 5

Beispiele: Rosenkohl, Pak Choy und Weißkohl

Diese Zahlen zeigen, dass nicht-stärkehaltige Gemüsesorten im Vergleich zu Getreide, Hülsenfrüchten und Obst etwa ein Drittel der Kohlenhydratmenge liefern. Sie sind jedoch nicht völlig frei von Kohlenhydraten.

Da kohlenhydrathaltige Lebensmittel auch wichtige Mikronährstoffe liefern – wie B-Vitamine für die Energiegewinnung und sekundäre Pflanzenstoffe zur Krankheitsbekämpfung – bleiben diese Lebensmittel in der Ernährung wichtig.

Die Vielfalt der Kohlenhydratquellen in der Nahrung bedeutet jedoch, dass eine höhere Zufuhr speziell von stärkehaltigen Lebensmitteln nicht unbedingt erforderlich ist.

Kohlenhydrate im Körper

Der Körper zerlegt Kohlenhydrate in ihre wichtigste energieerzeugende Form – Glukose.

Glukose durchläuft dann eine Reihe von Enzymreaktionen, die in einem als Glykolyse bezeichneten Prozess die energieerzeugenden Substrate Pyruvat und Laktat erzeugen.

Unter normalen Stoffwechselbedingungen und bei normaler Sauerstoffverfügbarkeit ist Pyruvat die wichtigste Vorstufe zur Energieerzeugung in den Mitochondrien der Zelle, und der Körper produziert ständig kleine Mengen an Laktat über das Laktat-Shuttle.

Wenn jedoch eine Sauerstoffschuld entsteht – wie bei intensiver körperlicher Betätigung – wird Laktat in Form von Milchsäure zum primären Substrat, das der Körper zur Energieversorgung der Muskelzellen verwendet.

In den Mitochondrien entsteht bei der Weiterverarbeitung von Pyruvat Acetyl-Coenzym A (Acetyl-CoA), eine Zweikohlenstoffverbindung, die sich mit dem aus Kohlenhydraten gewonnenen Oxalacetat zu Citrat verbindet und den Tricarbonsäurezyklus (TCA) in Gang setzt.

Aminosäuren und Fettsäuren produzieren ebenfalls etwas Acetyl-CoA.

Der TCA-Zyklus, der auch als Krebs-Zyklus bezeichnet wird, erzeugt Kohlendioxid und Adenosintriphosphat (ATP) – ein Signalmolekül und die “Energie“, die die Muskeln zur Kontraktion befähigt.

Jedes Glukosemolekül durchläuft zwei Runden des TCA-Zyklus, wobei ATP und Kohlendioxid entstehen. Dieses Gas gelangt in das Blut und verlässt die Lunge beim Ausatmen.

Was passiert, wenn man Kohlenhydrate einschränkt?

Für die Aufrechterhaltung des Oxalacetatspiegels und das ordnungsgemäße Funktionieren des TCA-Zyklus ist eine ständige Zufuhr von Glukose erforderlich.

Wenn die Kohlenhydrate in der Nahrung eingeschränkt werden, wird der TCA-Zyklus beeinträchtigt, und die Ketonproduktion wird zur Deckung des Energiebedarfs vorrangig.

Der Körper ist dann auf ketogene Aminosäuren und Fettsäuren angewiesen, um Acetyl-CoA zu produzieren. Anstatt in den TCA-Zyklus zu gelangen, werden die Acetyl-CoA-Substrate jedoch zu den Ketonkörpern Acetoacetat und Beta-Hydroxybutyrat verstoffwechselt.

Die Produktion von Ketonkörpern findet in der Leber statt, aber diese Moleküle gelangen in den Blutkreislauf und wandern zum Gehirn, zum Herzen, zu den Nieren und zur Skelettmuskulatur, um Energie zu liefern.

Dieser alternative Stoffwechselweg für die Energieerzeugung im Körper hat viele kohlenhydratarme Diäten als Ansatz zur Verringerung des Risikos chronischer Krankheiten motiviert, das mit der übermäßigen Aufnahme von Kohlenhydraten, insbesondere von raffinierten Kohlenhydraten und zugesetztem Zucker, verbunden ist.

Zwei der Personengruppen, die am ehesten zu einer kohlenhydratarmen Ernährung neigen, sind Sportler und Menschen, die abnehmen wollen.

Athleten

Die Keto-Adaption, d. h. die Umstellung des Stoffwechsels auf die Verwendung von Fett als vorherrschende Energiequelle bei eingeschränkter Kohlenhydratzufuhr, kann nur 5-6 Tage dauern.

Eine Studie aus dem Jahr 2018 mit Gewichthebern hat gezeigt, dass eine kohlenhydratarme ketogene Diät das Körperfett reduziert, ohne die Muskelmasse und die Leistung beim Kraftdreikampf zu beeinträchtigen.

Viele Studien an Ausdauersportlern haben jedoch gezeigt, dass dieser Ernährungsansatz die Spitzenleistung senkt und die Trainingsleistung beeinträchtigt.

Für diese Gruppe ist die Keto-Adaption daher möglicherweise nicht die optimale Ernährungsweise. Um dies zu bestätigen, sind jedoch weitere Langzeitstudien erforderlich.

Mehrere wissenschaftliche Studien plädieren sogar für eine kohlenhydratreiche Ernährung bei Ausdauer- und Leistungssportlern.

Gewichtsabnahme

Wenn es angebracht ist, verbessert eine Gewichtsabnahme die Stoffwechselgesundheit und verringert die mit Fettleibigkeit verbundenen Komorbiditäten.

Die Gewichtsabnahme ist oft ein wichtiger Beweggrund für Menschen, die sich kohlenhydratarm und fettreich (ketogen) ernähren, und auf der Grundlage der Kohlenhydrat-Insulin-Theorie bietet die Kohlenhydratbeschränkung tatsächlich metabolische Vorteile.

Doch obwohl die Kohlenhydratbeschränkung für manche Menschen von Vorteil ist – eine ketogene Diät fördert die Gewichtsabnahme und die Senkung der Blutzuckermarker -, kann sie das Risiko von Herzerkrankungen und den Spiegel des LDL-Cholesterins, des so genannten schlechten Cholesterins, erhöhen.

Darüber hinaus haben viele Forscher die Kohlenhydrat-Insulin-Theorie als zu simpel verworfen, da es keine Beweise dafür gibt, dass eine hohe Kohlenhydratzufuhr für die meisten Menschen dickmachend ist.

Tatsächlich führt die Einschränkung der Fettzufuhr zu einem deutlicheren Verlust an Körperfett als die Einschränkung der Kohlenhydratzufuhr bei Menschen mit Fettleibigkeit.

Stattdessen scheint die Gesamtkalorienzufuhr – unabhängig vom prozentualen Anteil der Kohlenhydrate, des Proteins und des Fetts – für die langfristige Einhaltung der Diät und die Gewichtsabnahme von größerer Bedeutung zu sein.

Glukosetoleranz und Kohlenhydratbeschränkung

Der glykämische Index und die glykämische Last geben Auskunft darüber, wie sich ein kohlenhydrathaltiges Lebensmittel oder eine Kombination von Lebensmitteln auf den Insulin- und Blutzuckerspiegel auswirkt.

So sollten Lebensmittel mit einem niedrigen glykämischen Index, zu denen komplexe Kohlenhydrate wie Quinoa gehören, weniger Auswirkungen auf den Blutzuckerspiegel haben als Lebensmittel mit einem hohen glykämischen Index wie Einfachzucker der oft in Süßigkeiten vorkommt.

Dieses System ist jedoch uneinheitlich und trägt den individuellen Unterschieden in der Toleranz gegenüber Kohlenhydraten und Glukose nicht Rechnung. Diese Unterschiede tragen dazu bei, genau zu bestimmen, um wie viel Lebensmittel den Blutzuckerspiegel bei manchen Menschen erhöhen.

Je nach Glukosetoleranz, die Ärzte anhand der Ergebnisse von Nüchternblutzucker, glykiertem Hämoglobin und oralen Glukosetoleranztests bestimmen, kann jeder Mensch unterschiedlich auf Kohlenhydrate in der Ernährung reagieren.

Bei Menschen mit eingeschränkter Glukosetoleranz oder Insulinresistenz, zu denen auch Menschen mit Prädiabetes und hormonellen Störungen wie dem polyzystischen Ovarialsyndrom (PCOS) gehören, ist eine Einschränkung der Kohlenhydrate vorteilhaft für eine bessere Stoffwechselgesundheit.

Es ist wichtig zu überwachen, welche kohlenhydrathaltigen Lebensmittel den Blutzuckerspiegel bei diesen Personen in die Höhe treiben, da die Glukosetoleranz auch von Tag zu Tag und je nach Tageszeit variieren kann.

Fazit

Kohlenhydrate sind ein Makronährstoff, der den Körper mit Energie versorgt. Sie kommen natürlich in einer Vielzahl von Lebensmitteln vor, darunter Getreide, Hülsenfrüchte, Obst, Gemüse und Milchprodukte. Trotzdem verwenden viele Menschen den Begriff Kohlenhydrate, um stärkehaltige Lebensmittel und Einfachzucker zu beschreiben.

Im Körper erzeugen Kohlenhydrate im Tricarbonsäurezyklus Pyruvat, Acetyl-CoA und Oxalacetat und spielen damit eine Schlüsselrolle bei der Energiegewinnung.

In Abwesenheit von Kohlenhydraten verwendet der Körper ketogene Aminosäuren und Fettsäuren, um Ketonkörper zur Energiegewinnung zu produzieren. Dieser Prozess wird als Ketoanpassung bezeichnet.

Kohlenhydrate sind nicht die einzige Quelle für die Energieproduktion im Körper, aber sie liefern wichtige Nährstoffe, die die Energieproduktion unterstützen, wie z. B. B-Vitamine.

Eine kohlenhydratarme Ernährung kann die Stoffwechselwerte von Menschen mit Glukoseintoleranz und Insulinresistenz verbessern, ist aber für andere Personengruppen, wie z. B. Ausdauersportler, möglicherweise nicht geeignet.

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