Kohlenhydrate - Medizinisches Labor 08

A. GRUNDLAGEN KH
Kohlenhydrathaltige
Nahrungsmittel:
• Zucker
• Getreideprodukte
• Hülsenfrüchte
• Kartoffeln
• Gemüse
• Obst
Kohlenhydrate nehmen wir hauptsächlich aus pflanzlichen
Nahrungsmitteln auf. Hauptsächlich: Stärke.
Kohlenhydrate sind eine
wichtige Energiequelle für
unseren Organismus.
Kohlenhydrate bestehen aus:
• Kohlenstoff (C)
• Wasserstoff (H)
• Sauerstoff (O)
Summenformel: CH2O
Unterteilung der Kohlenhydrate:
KH bestehen aus unterschiedlich langen Ketten von
aneinander gehängten Monosacchariden.
• Monosaccharide
• Disaccharide:
2 Monosaccharide
• Oligosaccharide:
3-10 Monosaccharide
• Polysaccharide:
> 10 Monosaccharide
MONOSACCHARIDE:
Kleinste Einheiten der KH. Liefern dem Körper sehr schnell Energie,
da sie nicht mehr zerlegt werden müssen.
• Glucose (Traubenzucker)
• Fructose (Fruchtzucker)
• Galaktose
Bestehen aus einem einzigen C6H12O6-Baustein
(6-C-Atome = Hexosen).
Die Glucose:
Sie ist der wichtigste Baustein der KH !
Die Kohlen- und
Wasserstoffatome innerhalb
des Ringes werden nicht
geschrieben.
DISACCHARIDE:
Disaccharide bestehen aus 2 Monosaccharid-Bausteinen
(also zwei C6H12O6-Bausteinen):
• Maltose:
Glucose + Glucose
• Lactose (Milchzucker):
Glucose + Galactose
• Saccharose (Rohrzucker):
Glucose + Fructose
POLYSACCHARIDE:
Polysaccharide bestehen aus > 10 Monosaccharid-Bausteinen:
• Stärke
• Glykogen
• Cellulose
Die Stärke:
(Kartoffeln, Reis, Bananen usw.)
Setzt sich aus vielen Glucosemolekülen zusammen !
• Liefern
längerfristig Energie – Grund:
• Spaltung des Polysaccharids Stärke durch Enzym
Amylase (Parotis, Pankreas) → braucht Zeit.
• → dem Körper wird so Energie über einen längeren
Zeitraum abgegeben.
Das Glykogen:
Glykogen setzt sich aus bis zu 100’000 Glucosemolekülen zusammen !
Glucosemoleküle, welche als Energie nicht sofort gebraucht werden,
werden in Leber- und Muskelzellen gespeichert, und zwar in Form von
Glykogen.
* * * Glykogen = KH-Reserve des Menschen * * *
Die Cellulose:
• Für Pflanzen ist Cellulose ein Stütz- und Gerüststoff.
• Menschen & Tiere können Cellulose nicht verdauen/nicht abbauen
→ sie wird unverändert wieder ausgeschieden.
• Dennoch brauchen wir sie: Cellulose ist ein wichtiger Bestandteil
der Balaststoffe → Förderung der Darmtätigkeit.
B. METABOLISMUS KH
Mund: S-Amylase spaltet Polysaccharide
↓
Pankreas schüttet P-Amylse in Darm: Monosaccharide
(Glucose, Fructose, Galactose) entstehen
↓
Darm: Resorption der Monosaccharide ins Blut
↓
Leber: Galactose und Fructose werden zu Glucose
umgebaut
Die Glykolyse:
Glykolyse = das Verbrauchen der Glucose in der Zelle:
Glucose wird zu CO2 und H2O “verbrannt”, wobei
Energie entsteht.
Die Speicherung der Glucose als Glykogen:
die Glykogenese:
• Zellen
können Glucose nicht speichern
• Glucose wird in Form des Polysaccharids
Glykogen in Muskel (zur Selbstversorgung) und
Leber (für sich und andere Organe) gespeichert
In der Muskulatur können 250 g, in der Leber 150 g
Glykogen gespeichert werden (reicht für 24 h). Bleibt
jetzt immer noch Glukose übrig, dann wird sie
"aufgestapelt„:
Der Organismus baut die unverbrauchte Glukose mit
Fettsäuren zu Fett (Triglyceriden) um. Der Körper
speichert dann dieses Fett in seinen Fettdepots.
Die Glykogenolyse:
Braucht der Körper Glucose, so werden die
Glykogenspeicher in der Leber herangezogen:
Das Glykogen wird in der Leber zu Glucose
aufgespalten.
Die Gluconeogenese:
Wenn zuwenig Glucose aus der Nahrung
aufgenommen wird und Glykogenreserven
verbraucht sind:
- Körpereigene Erzeugung von Glucose aus Nicht-KH
(AS Alanin, Lactat, Pyruvat).
- Fettdepots: aus Glycerin wird Glucose
Der Metabolismus der Kohlenhydrate wird von
Hormonen geregelt:
Hormon, welches den Blutzuckerspiegel senkt:
• Insulin
Hormone, welche den Blutzuckerspiegel erhöhen:
• Glukagon
• Adrenalin
• Cortison
• STH (Somatotropin)
• T3, T4
• Insulin wird in den B-Zellen des Pankreas
gebildet.
• Glukagon wird in den A-Zellen des Pankreas
gebildet.
Entstehung des
Insulins:
• B-Zellen produzieren
das Proinsulin (81 AS)
• Enzym spaltet einen
Teil des Insulins (CPeptid, 30 AS) ab.
• Zurück bleibt das
Insulin (51 AS),
welches aus 2 Stücken
besteht.
Die Zellen können die Glucose nicht einfach so aufnehmen; sie
brauchen zur Hilfe das Insulin:
Insulin regt also den Transport von
Glucose in das Zellinnere an, indem es
bestimmte Strukturen in der Zellwand zur
Aufnahme der Glukose aktiviert.
C. STOFFWECHSELSTÖRUNGEN
Diabetes Mellitus: Trotz hohem
Blutglucosespiegel können die Zellen keine
Glucose aufnehmen, weil ein Insulinmangel
besteht.
Es gibt 3 Ursachen, die den BZ erhöhen können:
• zu wenig/gar kein Insulin wird ausgeschüttet
• Insulin wirkt nicht, weil die Zellen nicht darauf reagieren
• blutzuckersteigende Faktoren erhöhen BZ (Hormone,
Medikamente)
Klassische Symptome von
Diabetikern:
• Hyperglykämie
• Glucosurie: Nierenschwelle wird überschritten (zusätzliche Folge:
HWI)
• Polyurie: Glucose muss in viel Flüssigkeit gelöst sein, damit sie
ausgeschieden werden kann.
• Polydipsie: Durst als Folge der Polyurie
• Gewichtsverlust (vor allem Typ I): gesteigerte Lipolyse & Proteolyse
• Infektanfälligkeit: glykolisierte AK → Infekte, schlechte Wundheilung
Typ-I-Diabetes:
Typ-II-Diabetes:
Spätfolgen:
Ursachen: glykolisierte Zellen, Proteine, Gefässe.
Diabetische Retinopathie:
Diabetische Nephropathie
Mikro- & Makroangiopathie:
→
Diabetischer Fuss
Schwangerschaftsdiabetes:
• Während der Schwangerschaft steigt der Insulinbedarf auf das
2-3 fache an, da Schwangere mehr essen muss.
• Die Plazenta baut zudem verstärkt Insulin ab.
• Es können Insulin-antagonisierende Plazentahormone
zirkulieren.
• Therapie: KH-arme Diät, Mahlzeiten über Tag verteilt, ev.
Insulin
• Nach der Schwangerschaft kann der Diabetes wieder
verschwinden oder aber bleiben.
Sekundärer Diabetes:
Hyperglykämien, die nicht auf einen Insulinmangel beruhen,
aber in einen manifesten Diabetes übergehen können:
• Pankreaserkrankungen: Pankreatitis, Tumor usw.
• Hormonstörungen, die den BZ erhöhen können: Hirntumor,
Nebenrindetumor usw.
Hyperglucosämie
→ Diabetisches Koma:
Ursachen:
• Neuentdeckung
• zu wenig Insulin gespritzt
→ absoluter oder relativer
Insulinmangel
Ketonazidotisches
Koma (Typ-I):
Hypoglucosämie:
Ursachen:
• Insulinüberdosierung
• Überdosierung oraler Antidiabetika
• krankhafte Überproduktion von
Insulin (Insulinom)
→ sofortige Glucosegabe!
Sofortmassnahmen beim diabetischen Koma:
• Notruf
• stabile Seitenlage
• kein Insulin verabreichen, Grund:
- falls Patient im Hypo: Insulin treibt ihn noch weiter ins
Hypo
- falls Patient im Hyper: Insulingabe → K geht in die Zellen
→ von Hyperkaliämie zu Hypokaliämie →
Herzrhythmusstörungen bis Herzversagen.
• einzig: Glucose geben
Defekte im KH-Stoffwechsel:
Galactosämie:
Häufigster angeborener KH-Stoffwechseldefekt
Lactase
Lactose
Galactokinase,
Galactose-1-Phosphat-Uridyltransferase
Glucose + Galactose
Glucose
Therapie:
milchfreie/lactosefreie und somit
galactosefreie Ernährung
Lactoseintoleranz/Lactasemangel:
Häufigste Verdauungsstörung im Erwachsenenalter: Rückgang
der Lactaseproduktion
Lactase
Lactose
Glucose + Galactose
D. DIAGNOSTIK
Glucosebestimmung im Blut:
Wird mit Hilfe von Enzymen (z.B. Hexokinase bei uns) nass- oder
trockenchemisch gemessen.
a. Messreaktion:
HK
Glucose + ATP
Glucose-6-Phosphat + ADP
b. Indikatorreaktion:
G6P-DH
Glucose-6-Phosphat + NAD+
Gluconat-6-Phosphat + NADH + H+
Glucosetagesprofil:
= enge Kontrolle der Blutglucose während des Tages:
- nüchtern
- vor jeder Mahlzeit
- vor dem Zubettgehen
- falls schlecht eingestellt: zusätzlich postprandial
- zusätzlich: bei Erkrankungen, vor dem Sport
Ziel: optimal eingestellte Insulintherapie
Oraler Glucosetoleranztest (oGTT):
Die Insulinausschüttung wird durch eine definierte Glucosebelastung
provoziert. Die Blutglucose wird nach zwei Stunden im Vergleich zur
Nüchternglucose bestimmt.
Ziel: Wie verarbeitet der Körper eine von aussen zugeführte
Zuckermenge.
Der oGTT wird durchgeführt:
- Wenn der Blutzuckerwert nicht normal ist aber auch noch nicht die
angegebenen Werte eines Diabetes erreicht („Grauzone-Werte“).
Bei Diabetikern darf kein oGTT durchgeführt werden!
HbA1c:
- HbA1c entsteht, wenn sich Glucose an Hb bindet.
- Beim Gesunden sind ca. 4-5% des Gesamt-Hb glucolysiert. Glucose
bleibt solange an Hb gebunden, bis das Hb abgebaut wird → das HbA1c
spiegelt die mittlere Blutglucose der vergangenen 6-8 Wochen
wider.
- HbA1c ist ein Langzeitparameter.
- Der Test wird zur Therapiekontrolle bei Diabetikern durchgeführt.
Microalbumin im Urin:
Mikroalbumin stellt den empfindlichsten Wert dar, um bereits frühe
Stadien einer beginnenden Nierenschädigung (diabetische
Nephropathie) zu erkennen.
Mikroalbuminurie = leicht erhöhte Albuminurie
Ketonkörper:
- Ketonkörper entstehen als Zwischenprodukt beim Fettstoffwechsel.
- Ketonkörper bei entgleisten Diabetikern (erhöhter Fettabbau als
Energiegewinnung)
Glucosebestimmung im Urin:
- Zur Selbstkontrolle bei Diabetikern
- Glucose im Urin bedeutet: in den letzten Stunden (weil der Urin
zuerst noch in der Blase verweilt) bestanden stark erhöhte
Blutglucosekonz. über der Nierenschwelle.
Insulinpumpe
Dsungarischer Zwerghamster