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Die Verdauung von Kohlenhydraten: Einfach erklärt!

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nina

15.2.2021

Chemie

Polysaccharide

Die Verdauung von Kohlenhydraten: Einfach erklärt!

Polysaccharide sind komplexe Kohlenhydrate, die durch Polykondensation vieler Monosaccharide entstehen. Die wichtigsten Vertreter sind Stärke (bestehend aus Amylose und Amylopektin), Glykogen und Cellulose. Diese unterscheiden sich in ihrer Struktur, Verzweigung und Wasserlöslichkeit.

• Stärke besteht zu etwa 20% aus Amylose und 80% aus Amylopektin
• Glykogen kommt nur in tierischen Produkten vor und ist stärker verzweigt als Amylopektin
• Cellulose hat eine fibrilläre Struktur und ist wasserunlöslich
• Die Verdauung von Polysacchariden und Zellulose erfolgt durch hydrolytische Spaltung im Magen-Darm-Trakt
• Die Resorption der Spaltprodukte erfolgt über die Darmzellen ins Blut

...

15.2.2021

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POLYSACCHARIDE
BILDUNG
→ entstehen durch Poly kondensation vieler
Monossacharide
n C6 H₁2 06 →→→→
Hexosen
AUFBAU
Amylose (~20%)
Vertreter →S

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Oxidative Decarboxylierung

Die oxidative Decarboxylierung ist ein wichtiger Schritt im Energiestoffwechsel, der vor dem Citratzyklus stattfindet. Sie läuft in den Mitochondrien ab, den "Kraftwerken" der Zellen.

Definition: Bei der oxidativen Decarboxylierung wird Pyruvat Brenztraubensa¨ureBrenztraubensäure zu Acetyl-CoA umgewandelt, wobei CO₂ abgespalten wird.

Der Prozess läuft an einem Multi-Enzym-Komplex ab, dem Pyruvat-Dehydrogenase-Komplex. Dabei finden drei Reaktionen gleichzeitig statt:

  1. Decarboxylierung: Abspaltung von CO₂
  2. Oxidation: NAD⁺ wird zu NADH + H⁺ reduziert
  3. Verknüpfung mit Coenzym A: Bildung von Acetyl-CoA

Highlight: Im Gegensatz zur Glykolyse ist bei der oxidativen Decarboxylierung kein Phosphatrest und somit kein ATP beteiligt.

Das entstehende Acetyl-CoA wird anschließend in den Citratzyklus eingeschleust, wo es vollständig zu CO₂ und wasserstoffübertragenden Coenzymen abgebaut wird.

Example: Die Reaktionsgleichung der oxidativen Decarboxylierung lässt sich vereinfacht darstellen als: Pyruvat + CoA + NAD⁺ → Acetyl-CoA + CO₂ + NADH + H⁺

Diese Reaktion ist ein entscheidender Schritt in der Energiegewinnung der Zelle und verbindet die Glykolyse mit dem Citratzyklus.

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Lena, iOS Userin

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Chemie

863

15. Feb. 2021

2 Seiten

Die Verdauung von Kohlenhydraten: Einfach erklärt!

N

nina

@nina_oouy

Polysaccharide sind komplexe Kohlenhydrate, die durch Polykondensation vieler Monosaccharide entstehen. Die wichtigsten Vertreter sind Stärke (bestehend aus Amylose und Amylopektin), Glykogen und Cellulose. Diese unterscheiden sich in ihrer Struktur, Verzweigung und Wasserlöslichkeit.

• Stärke besteht zu etwa 20% aus Amylose... Mehr anzeigen

POLYSACCHARIDE
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→ entstehen durch Poly kondensation vieler
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Oxidative Decarboxylierung

Die oxidative Decarboxylierung ist ein wichtiger Schritt im Energiestoffwechsel, der vor dem Citratzyklus stattfindet. Sie läuft in den Mitochondrien ab, den "Kraftwerken" der Zellen.

Definition: Bei der oxidativen Decarboxylierung wird Pyruvat Brenztraubensa¨ureBrenztraubensäure zu Acetyl-CoA umgewandelt, wobei CO₂ abgespalten wird.

Der Prozess läuft an einem Multi-Enzym-Komplex ab, dem Pyruvat-Dehydrogenase-Komplex. Dabei finden drei Reaktionen gleichzeitig statt:

  1. Decarboxylierung: Abspaltung von CO₂
  2. Oxidation: NAD⁺ wird zu NADH + H⁺ reduziert
  3. Verknüpfung mit Coenzym A: Bildung von Acetyl-CoA

Highlight: Im Gegensatz zur Glykolyse ist bei der oxidativen Decarboxylierung kein Phosphatrest und somit kein ATP beteiligt.

Das entstehende Acetyl-CoA wird anschließend in den Citratzyklus eingeschleust, wo es vollständig zu CO₂ und wasserstoffübertragenden Coenzymen abgebaut wird.

Example: Die Reaktionsgleichung der oxidativen Decarboxylierung lässt sich vereinfacht darstellen als: Pyruvat + CoA + NAD⁺ → Acetyl-CoA + CO₂ + NADH + H⁺

Diese Reaktion ist ein entscheidender Schritt in der Energiegewinnung der Zelle und verbindet die Glykolyse mit dem Citratzyklus.

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Polysaccharide: Bildung und Aufbau

Polysaccharide entstehen durch die Polykondensation vieler Monosaccharide, insbesondere Hexosen. Zu den wichtigsten Vertretern gehören Stärke, Glykogen und Cellulose.

Stärke besteht zu etwa 20% aus Amylose und 80% aus Amylopektin.

Definition: Amylose bildet den inneren Kern der Stärkekörner und besteht aus α-D-Glucose-Einheiten, die α141→4-glykosidisch verknüpft sind. Sie weist keine Verzweigungen auf und ist spiralförmig angeordnet.

Definition: Amylopektin umgibt den Amylose-Kern und besteht ebenfalls aus α-D-Glucose-Einheiten mit α141→4- und α161→6-glykosidischen Bindungen. Es weist Verzweigungen etwa alle 25 Moleküle auf.

Glykogen kommt nur in tierischen Produkten vor und hat einen höheren Verzweigungsgrad als Amylopektin.

Highlight: Cellulose besteht aus β-D-Glucose-Einheiten, die β141→4-glykosidisch verknüpft sind. Sie bildet lange, unverzweigte Ketten, die parallel angeordnet sind.

Die Löslichkeit der verschiedenen Polysaccharide variiert:

  • Stärke ist in kaltem Wasser unlöslich, in warmem Wasser nur teilweise kolloidalkolloidal löslich
  • Amylose ist in warmem Wasser löslich
  • Amylopektin ist in warmem Wasser unlöslich, quillt aber auf
  • Glykogen ist wasserunlöslich
  • Cellulose ist völlig unlöslich

Example: Bei der Verkleisterung von Stärke quillt das Stärkekorn ab 60°C auf und platzt schließlich, wodurch ein Gel entsteht.

Verdauung von Kohlenhydraten

Die Verdauung von Kohlenhydraten beginnt im Mund und setzt sich im Dünndarm fort. Polysaccharide wie Stärke werden langsam abgebaut, während Disaccharide relativ schnell gespalten werden.

Definition: Verdauung ist die hydrolytische Spaltung der glykosidischen Bindungen im Magen-Darm-Trakt durch Enzyme.

Definition: Resorption bezeichnet die Aufnahme der Spaltprodukte aus dem Darmvolumen durch die Darmzellen ins Blut.

Monosaccharide werden am schnellsten resorbiert, gefolgt von Disacchariden. Die Resorption erfolgt durch aktiven Transport, erleichterte Diffusion oder Diffusion.

Highlight: Nur D-Formen der Monosaccharide werden resorbiert.

Im Zellstoffwechsel werden die aufgenommenen Kohlenhydrate zur Energiegewinnung genutzt. Die Reaktion von Glucose mit Sauerstoff ist exotherm und liefert ATP und Wärme.

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Hans T

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