Kohlenhydrate und Diabetes
Kohlenhydrate sind große Biomoleküle, die aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff bestehen. Die diätetischen Formen von Kohlenhydraten sind Lebensmittel, die reich an diesen Molekülen sind, wie Nudeln, Brot und Süßigkeiten. Der Name „Kohlenhydrat“ leitet sich von der Formel der Moleküle ab, die durch die allgemeine Formel Cm(H2O)n beschrieben werden kann, was zeigt, dass es sich in gewisser Weise um „Kohlenstoff und Wasser“ oder „Kohlenhydrate“ handelt. In vielen Fällen haben m und n den gleichen Wert, sie können aber auch unterschiedlich sein. Die kleineren Kohlenhydrate werden im Allgemeinen als „Zucker“ bezeichnet, der biochemische Begriff für diese Molekülgruppe ist „Saccharid“, abgeleitet vom griechischen Wort für Zucker (Abbildung 1). Je nach Anzahl der miteinander verbundenen Zuckereinheiten können sie als Monosaccharide (eine Zuckereinheit), Disaccharide (zwei Zuckereinheiten), Oligosaccharide (mehrere Zucker) oder Polysaccharide (die polymere Version von Zuckern – Polymere wurden weiter oben in diesem Kapitel über das Recycling von Kunststoffen beschrieben) klassifiziert werden. Die wissenschaftlichen Namen der Zucker sind an der Endung -ose zu erkennen (z. B. handelt es sich bei Fruchtzucker um ein Monosaccharid namens „Fructose“ und bei Milchzucker um ein Disaccharid namens Lactose, das aus zwei miteinander verbundenen Monosacchariden, Glucose und Galactose, besteht). Zucker enthalten einige der funktionellen Gruppen, die wir besprochen haben: Man beachte die in den Strukturen vorhandenen Alkoholgruppen und wie die Monosaccharideinheiten durch Bildung eines Ethers zu einem Disaccharid verbunden sind.
Organismen nutzen Kohlenhydrate für eine Vielzahl von Funktionen. Kohlenhydrate können Energie speichern, wie z. B. die Polysaccharide Glykogen bei Tieren oder Stärke bei Pflanzen. Sie bieten auch strukturelle Unterstützung, wie das Polysaccharid Cellulose in Pflanzen und das modifizierte Polysaccharid Chitin in Pilzen und Tieren. Die Zucker Ribose und Desoxyribose sind Bestandteile der Rückgrate von RNA bzw. DNA. Andere Zucker spielen eine Schlüsselrolle bei der Funktion des Immunsystems, bei der Zell-Zell-Erkennung und bei vielen anderen biologischen Funktionen.
Diabetes ist eine Gruppe von Stoffwechselkrankheiten, bei denen eine Person eine hohe Zuckerkonzentration im Blut hat (Abbildung 2). Diabetes kann durch eine unzureichende Insulinproduktion in der Bauchspeicheldrüse oder durch eine unzureichende Reaktion der Körperzellen auf das produzierte Insulin verursacht werden. Bei einem gesunden Menschen wird Insulin dann produziert, wenn es benötigt wird, und dient dem Transport von Glukose aus dem Blut in die Zellen, wo sie zur Energiegewinnung genutzt werden kann. Zu den langfristigen Komplikationen von Diabetes können der Verlust des Sehvermögens, Herzerkrankungen und Nierenversagen gehören.
Im Jahr 2013 litten schätzungsweise 3,3 % der Weltbevölkerung (~380 Millionen Menschen) an Diabetes, was jährlich zu über einer Million Todesfällen führt. Zur Vorbeugung gehören eine gesunde Ernährung, viel Bewegung und die Aufrechterhaltung eines normalen Körpergewichts. Die Behandlung umfasst alle diese Lebensgewohnheiten und kann Insulininjektionen erfordern.
