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Glukose als eine unserer wichtigsten Energiequellen spielt eine zentrale Rolle in unserem täglichen Leben. Sie bildet die Basis vieler Mehrfachzucker und kann unsere Leistungsfähigkeit steigern, aber auch die Entstehung von Krankheiten begünstigen.
Dieser Artikel erklärt ihre Effekte auf den Körper und schafft Klarheit über die teils verwirrenden Bezeichnungen von Glukose und den von ihr abgeleiteten Zuckerarten.
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Glukose – Definition
Bei Glukose handelt es sich um ein Monosaccharid, einen Einfachzucker, der sich in verschiedenen Lebensmitteln wiederfindet. Mit weiteren Monosacchariden kann sich Glukose beispielsweise zu Laktose (Milchzucker), Saccharose (Haushaltszucker) oder Maltose (Malzzucker, einem Bestandteil der Stärke) verbinden.
Glukose ist eine wichtige Energielieferantin für den Körper. Ihre Aufnahme erfolgt durch die enzymatische Aufspaltung der zugeführten Nahrungsmittel im Rahmen der Verdauung und einen anschließenden aktiven Transport des freigesetzten Zuckers in die Darmzellen. Hierzu sind Transportproteine an den Zellwänden vonnöten, da der Zucker nicht einfach durch die Darmwand diffundieren kann. Die Darmzellen geben die Glukose in den Blutkreislauf weiter.
Die Organe und Gewebe werden bereits im Vorfeld durch das Hormon Insulin aus der Bauchspeicheldrüse auf die Ankunft der Glukose vorbereitet. Sobald der Insulinspiegel im Blut ansteigt, bauen die Zielgewebe vorübergehend mehr Glukosetransporter in ihre Zellwände ein und steuern so die aktive Aufnahme des Zuckers. Lediglich die Leber und das Gehirn sind in der Lage, insulin-unabhängig Glukose aufzunehmen. Ist nach der Deckung des akuten Bedarfs noch weitere Glukose vorhanden, so wird diese in Form von Glykogen und Fett gespeichert.
Da einige Transporter Natrium-abhängig funktionieren, ist eine ausreichende Natriumzufuhr wichtig für eine gute Aufnahme der angebotenen Nahrungsglukose.
In der medizinischen Therapie findet Glukose Anwendung zur Diagnosestellung bei Verdacht auf Zuckerkrankheit (Diabetes mellitus), außerdem zur Behandlung akuter Unterzuckerungen (Hypoglykämie) und bei der intravenösen Ernährungstherapie, etwa auf Intensivstationen.
Glukose – Wirkung und Funktion
Als schneller Energielieferant hat Glukose viele unmittelbare Effekte auf die Organsysteme des Körpers. Während akut erhöhte Glukosespiegel im Blut situativ sinnvoll sein können, stellt ein dauerhaftes Überangebot des Zuckers ein Risiko für die Entstehung vieler chronischer Erkrankungen dar.
Herz-Kreislauf-System
Herzmuskelzellen greifen für die Energiegewinnung vor allem auf Fettsäuren zurück, die sie aufspalten. Dieser Prozess erfordert jedoch viel Sauerstoff, an dem es gerade bei akuten Extrembelastungen mangeln kann. In diesen Fällen kann das Herz auch auf Glukose als schnellen Energielieferanten zurückgreifen und so wesentlich leichter seinen Bedarf decken, da die Verwertung der Glukose sauerstoffunabhängig erfolgt.
Während Glukose akut zu einer besseren Versorgung der Zellen beitragen kann, führen kontinuierlich erhöhte Blutzuckerspiegel zu Schädigungen am Herzen und den Blutgefäßen. Denn ein permanentes Überangebot an Glukose begünstigt die Entstehung von Ablagerungen in den Blutgefäßen, Arteriosklerose, und Strukturveränderungen des Herzmuskels. In der Folge können Herzinfarkte oder Schlaganfälle auftreten.
Zentrales Nervensystem
Das Gehirn deckt seinen Energiebedarf hauptsächlich und unmittelbar aus der Blutglukose, die über Transporter an der Blut-Hirn-Schranke in das Gewebe gelangt. Besteht ein Energiedefizit, so unterdrückt das Gehirn die Ausschüttung von Insulin, um zunächst die Versorgung der Gehirnzellen sicherzustellen, bevor die Glukose in andere Organe und Gewebe abwandern kann.
Ohne Glukose sind viele Prozesse im Hirnstoffwechsel nicht mehr möglich. Mit zunehmendem Mangel an Zucker kommt es zu Störungen der Konzentrationsfähigkeit, Schwindel und Krampfanfällen.
Dauerhaft erhöhte Glukosewerte schädigen ebenfalls das Gehirn. Sie führen zur Verkalkung und Verengung der Blutgefäße, was eine Minderversorgung der Gehirnzellen auslöst und einen Abbau der Gehirnstrukturen zur Folge hat. Hierunter zeigen Betroffene immer stärkere kognitive Beeinträchtigungen und demenzielle Veränderungen. Tierexperimentelle Studien ergaben in diesem Zusammenhang bei anhaltendem Glukosemangel Hinweise auf vermehrte Proteinablagerungen im Gehirn, wie sie auch bei der Alzheimer-Erkrankung zu finden sind. Zusammenfassend scheint eine ausgeglichene Glukosezufuhr die beste Voraussetzung für eine lange und gute Hirnfunktion darzustellen.
Glatte Muskulatur
Auch glatte Muskelzellen greifen zur Deckung ihres Energiebedarfs auf Glukose zurück. Bei einem erhöhten Glukoseangebot können sie Schaden nehmen, da hierunter entzündliche Prozesse gefördert werden und oxidativer Stress entsteht. Dies führt unter anderem zu einer Minderung der Elastizität, was Bluthochdruck und Verdauungsstörungen begünstigen kann.
Mobilisierung von Energiereserven
Die Zufuhr von Glukose signalisiert dem Körper eine gute Nahrungsverfügbarkeit. Daher wird der Abbau von Energiereserven bei hohen Blutzuckerspiegeln unterdrückt und die Aufnahme der Glukose zur Bildung weiterer Depots gefördert.
Die einzige Ausnahme hiervon bildet der Zustand des Insulinmangels, beispielsweise bei Zuckerkrankheit. Denn ohne Insulin kann die Glukose nicht resorbiert werden. Dies kann unter anderem bei einem anhaltenden Überangebot von Glukose eintreten, denn die Überversorgung durch eine ungünstige Nahrungszusammenstellung kann die Bauchspeicheldrüse mit der Zeit „ausbrennen“ lassen.
Benötigt der Körper mehr Energie als zur Verfügung steht, so kann er aus den Glykogenreserven Glukose freisetzen.
Sonstige Effekte
Glukose kann die Bildung von Entzündungsmediatoren, den sogenannten Zytokinen, anregen, entzündliche Prozesse fördern und oxidativen Stress auslösen. Gemeinsam wirken sich diese Effekte negativ auf wichtige Organsysteme wie das Herz-Kreislauf-System, die Niere und das Gehirn aus.
Für Verwirrung können die verschiedenen Bezeichnungen der Glukose sorgen. Denn sowohl „D-Glukose“ als auch „Dextrose“ und „Traubenzucker“ sind letztlich verschiedene Bezeichnungen für dieselbe Zuckerart. Es handelt sich bei allen um die ursprünglich in Trauben nachgewiesene Glukose. Diese weist in ihrer Grundform eine bestimmte Anordnung der Moleküle auf. Diese D-Glukose-Form ist die Voraussetzung dafür, dass der Zucker vom Körper aufgenommen werden kann. Die abgewandelte L-Glukose besteht aus den gleichen Molekülen, jedoch in anderer Anordnung, und ist dadurch für den Körper kaum verwertbar. Ihr möglicher Einsatz als Ersatzzucker in Diät-Produkten wird derzeit erforscht.D-Glukose, L-Glukose oder Traubenzucker?
Glukose – Abbau
Der Abbau von Glukose erfolgt im Rahmen der Glykolyse. Bei diesem Prozess entstehen unter anderem Adenosintriphosphat (ATP), das zur Energiegewinnung weiter gespalten wird, sowie Pyruvat, aus dem weiteres ATP gewonnen werden kann.
Häufige Fragen
- Was ist die Wirkung von Glukose?
- Was erhöht den Glukose-Spiegel?
- Was passiert, wenn der Körper zu viel Glukose hat?
- Wann wird Glukose ausgeschüttet?
Der Einfachzucker Glukose ist ein wichtiger Energielieferant, der zahlreiche Stoffwechselvorgänge unterstützt und vor allem die Versorgung des Gehirns sichert. Bei einem adäquaten Glukoseangebot sind Körper und Geist wach und leistungsfähig. Ist der Energiebedarf der Zellen gedeckt, so dient überschüssige Glukose dem Aufbau von Reserven, auf die der Körper in Zuständen des Fastens zurückgreifen kann.
Der Glukosespiegel steigt vor allem durch die Zufuhr von Einfach- oder Mehrfachzuckern mit der aufgenommenen Nahrung an. Bei einem Energiedefizit kann darüber hinaus Glukose im Rahmen der Glykogenolyse aus den Energiespeichern freigesetzt werden.
Ein dauerhafter Überschuss an Glukose stört die Funktion der Bauchspeicheldrüse und belastet darüber hinaus das Herz-Kreislauf-System und viele weitere wichtige Organsysteme. Auch die Entstehung von Demenzen kann durch ein anhaltend überhöhtes Glukoseaufkommen gefördert werden
Glukose wird im Körper gebildet, wenn die Zuckerzufuhr über die Nahrung nicht ausreicht, um den Energiebedarf des Körpers zu decken. An diesem Prozess sind vor allem das Hormon Glukagon und das Katecholamin Adrenalin beteiligt.
- Jais A., Brüning J. C., Regulationsmechanismen der neuronalen Glukoseaufnahme (Bericht des Max-Planck-Instituts für Stoffwechselforschung, Köln, 2015)
- Tauber R., Perschel, F. H., Disaccharidasen, In: Gressner, A. M., Arndt, T. (Hrsg.), Lexikon der Medizinischen Laboratoriumsdiagnostik (Springer, Berlin, 3. Auflage 2019)
- Zucker, Honig und Sirup, In: Rimbach G., Nagursky, J., Erbersdobler, H. F. (Hrsg.), Lebensmittel-Warenkunde für Einsteiger (Springer, 2. Auflage, 2015)
- Föller M., Makronährstoffe, In: Föller M., Stangl, G. I. (Hrsg.), Ernährung – Physiologische und Praktische Grundlagen (Springer Spektrum, 2021, S. 33 ff.)
