Stoffwechsel und Insulin

Im menschlichen Körper laufen ununterbrochen Umbauprozesse ab. Stoffe wie Sauerstoff, Nahrung oder Hormone werden abgebaut, gebildet oder chemisch umgewandelt, damit der Organismus aufrechterhalten werden kann und Körperfunktionen reibungslos ablaufen können. Das Zusammenspiel dieser Ab- und Umbauvorgänge wird als Stoffwechsel bezeichnet. Stoffwechselvorgänge benötigen Energie um ausreichend funktionieren zu können. Diese Energie wird aus dem Zucker (Glukose) gewonnen.

Was ist Glukose?

Glukose (oder auch Dextrose) ist Traubenzucker und stellt für den Körper die wichtigste Energiequelle dar. Sie ist ein so genannter Einfachzucker (Monosaccharid) und gehört damit zur großen Gruppe der Kohlenhydrate. Der Traubenzucker wurde erstmals 1792 von Johann Tobias Lowitz in Weintrauben entdeckt. Sein Kollege Friedrich August Kekulé hielt den Begriff Dextrose (von Lateinisch „dexter"= rechts) für passender, da Traubenzucker die physikalische Eigenschaft besitzt, die Ebene von linear polarisiertem Licht nach rechts zu verdrehen.

Lebenswichtige Organe des Menschen, vor allem das Gehirn, beziehen ihre Energie fast ausschließlich aus Glukose. Auch die roten Blutkörperchen und das Nierenmark sind völlig auf Glucose zur Energiegewinnung angewiesen. Die Konzentration von Glukose im Blut wird als Blutzucker bezeichnet. Bei gesunden Menschen beträgt er im nüchternen Zustand etwa 70 bis 100mg/dl, das heißt etwa 0,1 Prozent. Nach den Mahlzeiten steigen diese Werte auf bis zu 160mg/dl an, sollten aber nach etwa zwei Stunden wieder abgesunken sein.

Alle Formen von Kohlenhydraten, die dem Körper mit der Nahrung zugeführt werden, werden durch Verdauungsprozesse in Glukose umgewandelt. Diese kann dann im Zuge der Energiegewinnung vollständig zu Wasser und Kohlenstoffdioxid abgebaut werden.
Beispiele für kohlenhydratreiche Nahrungsbestandteile sind Kartoffeln, Brot, Reis, Nudeln und natürlich alle Formen von Süßigkeiten.

Kohlenhydrate bestehen aus aneinander gereihten Glukoseteilchen. Während Weißmehlprodukte, wie helle Brötchen oder Kekse, aus einfachen Zuckerketten bestehen, sind Vollkornprodukte eher komplex verzweigte Kohlenhydrate. Dies erklärt auch, warum der Körper für die Verdauung eines Körnerbrötchens mehr Zeit und Energie benötigt als für die Verwertung von Weißbrot. Sind die Kohlenhydrate durch die körpereigenen Verdauungsenzyme in Glukose zerlegt, kann diese über die Darmschleimhaut aufgenommen und verwertet werden.

Kann der Körper die Kohlenhydrate, die mit der Mahlzeit aufgenommen wurden, nicht gleich verwerten, wird die Glukose auch in Form von tierischer Stärke, dem Glykogen, gespeichert. Das meiste Glykogen wird in der Leber, ein Teil auch in der Muskulatur, angereichert. Sind alle Glykogenspeicher voll, kann die übrige Glukose auch in Fett umgewandelt und in den Fettzellen abgelagert werden.

Welche Rolle spielt das Insulin bei diesen Vorgängen?

Der Stoffwechsel der Kohlenhydrate ist ein komplexer Prozess, der durch Hormone gesteuert werden muss. Insulin ist am Ablauf dieses Kohlehydrat-Stoffwechsels maßgeblich beteiligt. Es ist das einzige Hormon, das den Glucosegehalt des Blutes senken kann.

Das Insulin ist ein Hormon, das in den so genannten Langerhans-Inseln der Bauchspeicheldrüse gebildet wird. Die Senkung des Blutzuckerspiegels im menschlichen Körper gehört zu den wichtigsten Aufgaben des Insulins. Wenn die Glukose-Konzentration im Blut nach kohlehydratreichen Mahlzeiten ansteigt, wird in der Bauchspeicheldrüse vermehrt Insulin gebildet und in den Blutkreislauf abgegeben.

Insulin sorgt dann vor allem an den Leber-, Muskel- und Fettzellen dafür, dass die Glukose schneller aus dem Blut in die Zellen transportiert wird. Dadurch wird der Blutzuckerspiegel schnell wieder gesenkt und normalisiert.

Was sind die Gegenspieler von Insulin?

Ein wichtiges Hormon, das dem Insulin entgegenwirkt, ist das Glukagon. Dieses Hormon wird ebenfalls in der Bauchspeicheldrüse gebildet und übt eine genau gegensätzliche Wirkung zum Insulin aus: Es ist in der Lage, den Blutzuckerspiegel zu erhöhen. Glukagon wird freigesetzt, wenn der Blutzuckerspiegel absinkt und ein erhöhter Energiebedarf besteht.
Auch die Hormone Adrenalin und Kortison können diese Wirkung erzielen.

Sie regen zum Einen die so genannte Glukoneogenese, also die Neubildung von Glukose im Körper, an. Dabei kann der Körper aus anderen Stoffwechselprodukten, wie beispielsweise bestimmten Aminosäuren oder Lactat, Traubenzucker unter Energieverbrauch neu aufbauen. Außerdem bewirken die oben genannten Gegenspieler von Insulin zum Anderen die Freisetzung von Glukose aus seiner Speicherform, dem Glykogen.

Insulin und seine Gegenspieler kontrollieren somit durch einen Regelkreis die Blutzuckerkonzentration des Menschen. Sie werden je nach der Höhe des Glukosespiegels in unterschiedlichem Maße von der Bauchspeicheldrüse ausgeschüttet und regulieren somit den Glukosestoffwechsel.

Kann dieser Mechanismus gestört werden?

Der Stoffwechsel der Kohlenhydrate ist ein sehr gut abgestimmter Regelkreis. Wird er gestört, hat dies schwere Folgen für den gesamten Organismus. Blutzuckerwerte die 180mg/ dl übersteigen werden als Hyperglykämie bezeichnet. Wiederholt oder dauerhaft erhöhte Blutzuckerwerte weisen auf das Vorliegen eines Diabetes mellitus (Zuckerkrankheit) hin. Der Diabetes mellitus ist die häufigste Form der Stoffwechselstörungen. Diese Erkrankung kommt durch einen Insulinmangel, beziehungsweise einer verminderten Wirkung von Insulin zustande.

Glukosewerte unter 40mg/dl werden als Hypoglykämie bezeichnet. Diese stellt vor allem für das Gehirn eine große Gefahr dar.