Kohlenhydrate oder auch Saccharide genannt, sind organische Moleküle, die hauptsächlich als Energiespeicher und Baustoffe dienen. Es wird zwischen Monosacchariden (Einfachzucker), Disacchariden (Zweifachzucker) und Polysacchariden (Mehrfachzucker) unterschieden.
Monosaccharide
Monosaccharide sind die einfachsten Zuckermoleküle. Diese werden in Ketosen und Aldosen unterteilt. Berühmte Monosaccharide – und auch relevant für Biologie in der Oberstufe – sind Glukose, Ribose, Galaktose und Fruktose.
Glukose (auch Traubenzucker oder Dextrose genannt) ist DER Monosaccharid schlecht hin. Photosynthese treibende Organismen sind in der Lage mit Hilfe von Sonnenlicht und Kohlendioxid (CO2) Glukose herzustellen. Dieser Vorgang ist für das Leben auf der Erde essentiell, da diese Glukose die Basis zur Bildung von ALLEN weiteren Bausteine des Lebens bildet.
Aus Glukose werden Lipide und Fette, Aminosäuren, Nukleinsäuren und weitere Kohlenhydrate gebildet. Die Energie, die in der Glukose gespeichert ist, wird durch Glykolyse und Zellatmung (s. Stoffwechsel) wieder freigesetzt. Somit ist Glukose das Rohmaterial zur Bildung aller Bausteine des Lebens.
Glukose und die meisten üblichen Monosaccharide, die wir bisher kennengelernt haben, bestehen aus 6 Kohlenstoffatomen (Hexosen). Es gibt auch Heptosen, deren Kohlenstoffgerüst aus 7 Kohlenstoffatomen bestehen. Ribose ist ein Monosaccharid, der aus 5 Kohlenstoffatomen besteht. Solche Zuckermoleküle werden Pentosen genannt. Ribosen kommen besonders häufig im Aufbau von Nukleinsäuren (DNA und RNA) vor. Zusätzlich basiert der Aufbau des wichtigen Energiespeicher der Zelle (Adenosintriphosphat, kurz ATP) auf Ribosen.
Disaccharide
Zuckermoleküle können sich miteinander verbinden um Disaccharide oder längere Ketten (Polysaccharide) zu bilden. Wenn sich zwei Monosaccharide miteinander verbinden, entsteht ein Disaccharid. Berühmte Disaccharide sind Laktose, Maltose und Saccharose.
Laktose ist neben Saccharose (Rohrzucker) vielleicht der berühmteste Disaccharid. Die Produktpalette an laktosefreien Milchprodukten ernährt heutzutage einen ganzen Industriezweig. Laktose kommt in der Muttermilch vor und wird vor der Verwertung im Körper durch das Enzym Laktase in Galaktose und Glukose gespalten.
Nach der Kindheit wird aber bei vielen Erwachsenen nicht mehr ausreichend Laktase produziert. Dies führt dazu, dass der Körper Laktose nicht verwerten kann. Daraufhin nutzen Darmbakterien die Chance und setzen Laktose um. Leider in vielen explosiven Gasen, wie z. B. Methan. Ein laktoseintoleranter Mensch, der Milch trinkt, produziert so viele Gase, dass er sich auf den Mond katapultieren könnte (hihi) … und sogar noch jemanden mitnehmen könnte (hahahaha). Da spreche ich aus Erfahrung.
Polysaccharide
Stärke und Glykogen sind Polysaccharide, die große Mengen an Energie speichern können. Cellulose und Chitin sind weitere Polysaccharide, die zur Bildung von stabilen Strukturen eingesetzt werden. Der Insektenpanzer z. B. besteht aus Chitin, während die Zellwand hauptsächlich aus Cellulose besteht.
Was ist der Unterschied zwischen Kohlenhydraten und Zucker?
Kohlenhydrate bezeichnen eine weit umfassende Stoffklasse. Unter Zucker werden i. d. R. diejenigen Kohlenhydrate zusammengefasst, die wasserlöslich sind und süßlich schmecken. Die Zucker erkennt man oft an der Endung -ose, wie z. B. bei Glukose, Ribose und Maltose. Ausnahmen bilden die Polysaccharide, die eigene Namen haben, wie z. B. Stärke, Cellulose oder Chitin.