Koolhydraten

Koolhydraten zijn opgebouwd uit 3 chemische stoffen:

• Koolstof (C)
• Waterstof (H)
• Zuurstof (O)

Koolhydraten ontstaan door koolzuurassimilatie( assimilatie=opneming en verwerking van voedingsstoffen). Koolzuurassimilatie is het proces in planten waarbij koolzuurgas en water onder invloed van zonlicht word omgezet in koolhydraten. Koolzuurgas is een verbinding  tussen koolstof en zuurstof en word aangeduid als CO2 of kooldioxide.

Bij koolzuurassimilatie is energie nodig die kan van 2 bronnen afkomstig zijn daardoor zijn er ook 2 soorten koolzuurassimilatie:

1. Fotosynthetische koolzuurassimilatie photos=licht, synthese=verbinding chemische elementen. De energiebron hierbij is dus licht. Dit kan zowel zonlicht als kunstmatig licht zijn. Dit komt voor bij alle groene planten. De bladgroenkorrels bevatten chlorofyl. Koolzuur uit lucht, water uit de bodem worden met behulp  van chlorofyl onder invloed van het licht omgezet in zetmeel.

LICHT————————KOOLZUUR+WATER———————————–=ZETMEEL

2. Chemosynthetische koolzuurassimilatie chemie=scheikunde, Zuurstof bind zich met bepaalde chemische verbinding waarbij energie vrijkomt. Het proces waar zuurstof zich verbindt met andere stof noemen we oxidatie. Door de energie die ontstaat bij deze oxidatie kunnen koolstof en waterstof worden omgezet in zetmeel.

OXIDATIE———————-KOOLZUUR+WATER——————————-=ZETMEEL

 

Indeling koolhydraten.

monosacchariden  – enkelvoudige koolhydraten 1 molecuul

disacchariden        -tweevoudige koolhydraten 2 moleculen

oligosacchariden   -een beperkt aantal enkelvoudige koolhydraten 3 t/m 10 moleculen

polysacchariden    -meervoudige koolhydraten meer dan 10 moleculen

Behalve deze indeling is er nog een andere  namelijk:

• verteerbare koolhydraten
• onverteerbare koolhydraten

Verteerbare koolhydraten zijn koolhydraten  die in het spijsverteringsproces worden afgebroken en via de bloedbaan alle cellen en weefsels bereikt. Tot de  verteerbare koolhydraten behoren de monosacchariden, de dissacchariden, bepaalde olisacchariden en de polysacchariden en dan met name het zetmeel.

 

MONOSACCHARIDEN zijn glucose, fructose en galactose.

Glucose komt voor in fruit, druiven en honing. ze vormt een bestandsdeel voor de disacchariden en vormt de bouwstenen van zetmeel. Glucose is ook te koop in poeder en tabletvorm en word dan druivensuiker genoemd. Omdat glucose een enkelvoudige koolhydraat is word ze snel in het bloed opgenomen, daardoor vaak gebruikt door sporters, die extra brandstof nodig hebben.

Fructose komt voor in alle vruchten en honing. Samen met glucose vormt ze disaccharide sacharose. Fructose wordt in het lichaam omgezet in glucosemoleculen. Fructose kan worden afgebroken tot kooldioxide en water, waarbij energie vrijkomt. Fructose word ookwel vruchtsuiker genoemd.

Galatose vormt samen met glucose de disaccharide lactose(melksuiker). Ze wordt in het lichaam omgezet in glucose. Galactose komt als losse sacharide niet als zodanig voor in de natuur.

DISACCHARIDEN zijn sacharose, lactose en maltose.

Sacharose(riet- of bietsuiker) is opgebouwd uit 1 molecuul glucose en 1 molecuul fructose. Sacharose is onze gewone kristalsuiker en word dus gebruikt als zoetstof.

Lactose(melksuiker) is opgebouwd uit 1 molecuul glucose en 1 molecuul galactose. Lactose is een dierlijk koolhydraat en komt voor in melk(46 gram melksuiker in 1 liter melk) Lactose heeft een minder zoete smaak als sacharose. Ook word lactose gebruikt in de geneesmiddelenindustrie als vulstof van pillen en tabletten.

Maltose(moutsuiker) is opgebouwd uit 2 moleculen glucose. Maltose ontstaat uit zetmeel tijdens mouten(kunstmatig ontkiemen en weer drogen van granen) Een voorbeeld hiervan is havermout. Maltose komt ook voor in bier als bestandsdeel van gerst.

OLIGOSACCHARIDEN bestaan uit een beperkt aantal monosacchariden (oligo=weinig) bijvoorbeeld dextrines, een afbraakproduct van zetmeel. Dextrines zijn korte ketens van afgebroken zetmeel. De disacchariden worden ook vaak tot de oligosacchariden gerekend. Er zijn zowel verteerbare (dextrine) en onverteerbare oligosacchariden.

POLYSACCHARIDEN zijn zetmeel, gemodificeerd zetmeel en glycogeen.

Zetmeel is een lange reeks glucosemoleculen en word als reserve brandstof opgeslagen in granen, knollen, wortels en zaden. Zetmeel word tijdens het spijsverteringsproces afgebroken tot glucose.

Gemodificeerd(gewijzigd) zetmeel word chemisch behandeld waardoor het meer geschikt wordt gemaakt voor bepaalde doeleinden. Voordelen daarvan kunnen zijn sneller gaar, makkelijker verteerbaar zoals bijv. puddingpoeder en kant-en-klare sauzen.

Glycogeen (ander woord voor zetmeel maar dan zoals het in mens en dier voorkomt) Glycogeen word opgeslagen in de lever en spieren als reserve brandstof. In het lichaam van een gemiddelde volwassene zit ongeveer 400 gram glycogeen waarvan bijna de helft in de lever. Ongeveer 200-250 gram bevind zich in de spieren, deze hoeveelheid kan bij sporters vergroot worden.

ONVERTEERBARE KOOLHYDRATEN (voedingsvezels) kunnen niet in het spijsverteringsproces worden afgebroken en worden op genomen in het bloed. Ze worden onaangetast van de dunne darm na de dikke darm vervoerd. Sommige worden daar nog door bacteriën bewerkt, waardoor gisting ontstaat.

Onverteerbare digosacchariden   *inuline  *oligofructose

onverteerbare polysacchariden   * cellulose  * gommen  *hemicellulose   *resistent zetmeel   *pectinen

 

Functies van koolhydraten

Verteerbare koolhydraten

1. Brandstof 1 gram koolhydraten verbrand 17kj (4 kcal) aan energie. Het lichaam gebruikt daar glucose voor. Glucose word in het spijsverteringsproces gemaakt door zetmeel en maltose af te breken. Terwijl ook de disacchariden lactose en sacharose voor de helft uit glucose bestaan. De monosacchariden glucose en fructose worden na opname in het bloed na alle lichaamscellen vervoerd en worden daar verbrand. Deze verbranding levert energie voor lichaamsprocessen zoals de ademhaling, bloedsomloop en ook voor het verrichten van werk.
2. polysacchariden kunnen bij voedselbereiding dienst doen als bindmiddel. Bijvoorbeeld aardappelmeel, bloem, havermout, griesmeel en maïzena.
3. vooral de mono- en disacchariden zorgen voor de zoete smaak in voedingsmiddelen. Zoals bij kristalsuiker maar ook bij vruchten is het merkbaar. Ook kunnen zij  de geur en kleur mede bepalen.

Onverteerbare koolhydraten

1. voedingsvezels schuren de tanden waardoor tandplak tegen word gegaan.
2. eten met voedingsvezels moet beter op gekauwd worden wat de spijsvertering bevordert en vergemakkelijkt.
3. voedingsvezels hebben invloed op de opname van glucose, ze voorkomen te snelle opname in het bloed.
4. voedingsvezels kunnen water aan zich binden en zorgt dat de ontlasting in de dikke darm zachter en smeuïger wordt wat obstipatie voorkomt, maar ook zorgt voor minder kans op beschadiging van de darmwand. Voorkomt ook ontstaan van aambeien, spataderen en giftige stoffen sneller worden afgevoerd.
5. voedingsvezel zorgen dat ontlasting sneller het lichaam verlaat door de inwerking van bacteriën. Door het ontstaan van zuren en gassen maakt de darmwand de peristaltische beweging.
6. voedingsvezels geven een verzadigingsgevoel in de maag.

Bij industriële bewerking kunnen granen en suikers van hun voedingsvezels worden ontdaan. Dat zijn geraffineerde producten bijvoorbeeld bloem en kristalsuiker,

 

Vertering koolhudraten

MOND_____________+  AMYLASE_________________=MALTOSE (DISACCHARIDE)
ZETMEEL                       (enzym uit speeksel)

Koolhydraatvertering begint dus ps in de dunne darm

MALTOSE__________+ AMYLASE_________________=MALTOSE

zetmeel dunne darm          (enzym alvleesklier)

 

Maltose wordt door enzym maltase in tweeën gesplitst glucose.

SACHAROSE+SACCHARASE(enzym)——-=————-GLUCOSE+FRUCTOSE

LACTOSE+LACTASE(enzym)——————-=————-GLUCOSE+GALACTOSE

 

Stofwisseling

De monosacchariden (glucose, fructose en galactose) worden via de darmwandcellen naar het bloed getransporteerd en via de poortader naar de lever vervoerd waar fructose en galactose worden omgezet in glucose.

Taak lever bij verwerking koolhydraten

1. opbouwen van galactose en fructose tot glucosenodig
2. opbouwen glycogeen (menselijk zetmeel) uit glucose moleculen. De lever heeft hiervoor enzymen en het hormoon insuline uit de alvleesklier. Dit noemen we glycogenese (genese=ontstaan) in de lever ontstaat dus weer zetmeel.
3. opslaan glycogeen (ook in spieren) niet alle momenten van de dag evenveel koolhydraten nodig voor de verbranding daarom reserve voor extra brandstof.
4. afbreken glycogeen tot glucose. Dit gebeurd onder invloed van de hormonen cortisol, adrenaline en glucagon. De lever doet dit als er behoefte is aan extra brandstof bijvoorbeeld bij inspanning maar ook bij langere tijd niks eten. Dit noemen we glycogenolyse(lyse=splitsing) de lever geeft fan glucosemoleculen af aan het bloed waardoor glucose op de juiste plaats komt.
5. omzetten van glucose in vet. Dit gebeurd pas als alle organen voorzien zijn van glucose en ook de voorraad in de lever en spieren is aangelegd, dan word het opgeslagen als vetweefsel. Dit proces noemen we lipogenese(lipo=vet)
6. opbouwen van glucose uit aantal aminozuren. De lever doet dit als er te weinig glucose in het lichaam is. Dit noemen we gluconeogenese (neo=nieuw, genese=ontstaan) ontstaan van nieuwe glucose.

Aerobe/ anaerobe verbranding

Door verbranding van glucose in lichaamscellen komt energie vrij. Waar het tussenproduct pyrodruivenzuur ontstaat. De aan- of afwezigheid van zuurstof bepaald wat ermee gebeurd.

• Aerobe verbranding. Pyrodruivenzuur wordt onder invloed van zuurstof afgebroken tot kooldioxide en water. De kooldioxide word door de cel afgegeven aan het bloed. Die het dan na de longen vervoert om het uit te ademen.
• Anaerobe verbranding.  Pyrodruivenzuur word door anaerobe verbranding omgezet tot melkzuur. Wat zich ophoopt in weefsels en bloed (vermoeid gevoel) Dit proces komt voor bij zware inspanning in vrij korte tijd. Deze verbranding word ookwel glycolyse genoemd.

————————————————————————–ANAROOB  MELKZUUR

GLUCOSE     PYRODRUIVENZUUR

————————————————————————–AEROOB  CO2+H2O+ENERGIE

Insuline, adrenaline en glycagon zorgen voor een zo constant mogelijke glucosegehalte in het bloed. Het glucosegehalte drukken we uit in millimeter per liter (mmol/l). Een normaal bloedsuikergehalte is 3,5-5,5 mmol/l nuchter, Na een maaltijd is tussen 3 en t mmol/l goed.

Hyperglycaemie (te hoog gehalte) boven de 10 mmol/l is diabetes. Te kort aan insuline.

Hypoglycaemie (te laag gehalte) minder dan 3,5 mmol/l hersenen krijgen te weinig voeding gevolg duizeligheid of zelfs bewusteloos raken. Verkeerde eetgewoonten en bij slecht functionerende pancreas (alvleesklier) en/of bijnier. Verkeerd eten diabetespatiënt (teveel insuline gespoten of geslikt als noodzakelijk is).

Er zijn tal van reguleringsmechanismen die het suiker gehalte in het bloed stabiel proberen te houden.

Teveel aan glucose (bijvoorbeeld vlak na maaltijd) word omgezet in glycogeen in de lever en spieren, of als reserve en word bij gebruik weer afgebroken tot glucose.

De hersenen zijn wat betreft hun energie verbruik volkomen afhankelijk van de glucose die in het bloed voorkomt.

Hormonen

De alvleesklier en het bijniermerg leveren de hormonen die zo belangrijk zijn voor de goede handhaving van een goed bloed glucosegehalte. De alvleesklier levert 1.insuline en 2.glucagon. De bijnier levert 3.adrenaline en 4.cortisol.

1. insuline word afgescheiden uit zogenaamde (beta) cellen van de alvleesklier. Insuline heeft niet alleen belangrijke rol bij koolhydraatstofwisseling maar ook bij die van de vetten en eiwitten.

Taken insuline stofwisseling

-bevorderen transport van glucose door celwand bij cellen die zonder insuline ontoegankelijk zijn voor glucose. Spiercellen en vetcellen.

-bevorderen van de opbouw van glycogeen in lever en spiercellen

-bevorderen glucose opname door cellen in het lichaam

-remmen van vorming van glucose uit aminozuren

-lipogenese vorming van vet uit glucose

De maaltijd verhoogd glucose in het bloed. Daardoor gaat alvleesklier insulineuca afscheiden om glucose gehalte in het bloed zo snel mogelijk te normaliseren.

2.Glucagon wordt gevormd door de (alfa) cellen van de alvleesklier. Glucagon heeft een tegengestelde werking. Het verhoogt de bloedsuikerspiegel door glycogenolyse ( afbreken van glycogeen tot glucosemoleculen) en gluconeogenese (opbouwen van aminozuren tot glucose). Als het bloedglucosegehalte te laag is scheid de alvleesklier glucagon af.

3. adrenaline wordt gevormd door het bijniermerg en zorgt dat de afscheiding van insuline word geremd. Daarbij word glycogenolyse gestimuleerd (afbraak glycogeen tot glucose). Ook bevordert ze gluconeogenese (vorming van glucose uit aminozuren). Dit heeft allemaal als gevolg dat het bloedglucosegehalte stijgt. Vooral bij plotselinge behoefte aan meer glucose.

4. cortisol word gevormd door het bijniermerg en bevordert de gluconeogenese en verhoogt het glucosegehalte in het bloed. Glucagon, adrenaline en cortisol werken tegengesteld aan insuline (antagonisten=tegenstanders). Behalve deze hormonen spelen ook de schildklierhormonen en het groeihormoon uit hypofyse een rol bij de koolhydraatstofwisseling.

 

De koolhydraatbehoefte is minimaal 40% maar de voorkeur is ongeveer 55%. Zetmeel heeft de voorkeur boven enkel en tweevoudige koolhydraten. Aanbevolen is 15 t/m 25% uit enkel- en tweevoudige koolhydraten te halen en 30 t/m 40% uit meervoudige. Zetmeel heeft daarbij de voorkeur boven bijvoorbeeld glucose en suiker, omdat deze het vet- en suikergehalte in het bloed verhogen en een rol spelen in het ontstaan van tandcariës. Schatting voor het aantal voedingsvezels is 13 gram per 1000 kcal.

Bronnen van koolhydraten

Plantaardige koolhydraat bronnen zijn, aardappels (chips, patat, aardappelmeel), groente, fruit, peulvruchten, granen, meel, suiker.

Dierlijke koolhydraten zijn melk en melkprodukten en in zeer geringe mate kaas. In vlees zit vrijwel geen koolhydraten met uitzondering van gepaneerd vlees.

Voorkeur voor polysacchariden zijn aardappel, groente, peulvruchten, granen en meel.

Monosacchariden fruit, suiker en melk.

Voedingsvezels ongeraffineerde granen, volkorenbrood, roggebrood, havermout, volkoren pasta, zilvervliesrijst, groente, vers fruit met schil, peulvruchten en aardappel.

 

Gevolgen te kort of te veel koolhydraten.

Te kort aan koolhydraten komt gering voor bij mensen die zeer weinig eten, zoals bij eetstoornis. Wat vaker voorkomt is foutief koolhydraatgebruik met veel sacharose en weinig vezels. Wat kan leiden tot obstipatie. Bij langdurige obstipatie kunnen er darmafwijkingen optreden.

Bij voeding met voldoende vetten en eiwitten maar met weinig koolhydraten worden de vetten onvolledig verbrand. Er ontstaat een giftige tussenproduct acidose genoemd.

Teveel koolhydraten als je benodigde hoeveelheid worden opgeslagen in vetweefsel. Bij hoge koolhydraat inname kan er ook een verhoogd glucosegehalte in het bloed zijn waardoor er verhoogt risico op diabetes type 2 is.