Die Kohlenhydratverdauung baut Nahrungspolysaccharide und Disaccharide in Monosaccharide ab, die über das Darmepithel absorbiert werden können. Der Prozess beginnt im Mund und wird im Dünndarm abgeschlossen.

Verdauung im Mund

Die Speichel-Alpha-Amylase leitet die Stärkeverdauung im Mund ein. Diese Endoglycosidase hydrolysiert interne alpha-1,4-glycosidische Bindungen in Amylose und Amylopectin und produziert Maltose, Maltotriose und Limitdextrine. Die Speichelamylase wird durch Magensäure inaktiviert, daher ist ihre Wirkung auf die kurze Zeit beschränkt, in der sich die Nahrung im Mund und oberen Magen befindet.

Verdauung im Dünndarm

Die pankreatische Alpha-Amylase wird in den Zwölffingerdarm sezerniert und setzt den Stärkeabbau fort, wobei dieselbe Mischung aus Maltose, Maltotriose und Limitdextrinen entsteht. Die letzte Stufe der Kohlenhydratverdauung findet an der Bürstensaummembran der Enterozyten statt, wo spezifische Disaccharidasen Disaccharide in Monosaccharide hydrolysieren.

Maltase-Glucoamylase hydrolysiert Maltose und Maltotriose zu Glucose. Saccharase-Isomaltase ist ein bifunktionelles Enzym, das Saccharose zu Glucose und Fructose hydrolysiert und auch alpha-1,4- und alpha-1,6-Bindungen in Limitdextrinen spaltet. Lactase hydrolysiert Lactose zu Glucose und Galactose. Trehalase hydrolysiert Trehalose, ein Disaccharid, das in Pilzen und Insekten vorkommt.

Absorption von Monosacchariden

Glucose und Galactose werden über SGLT1, einen natriumabhängigen Glucosetransporter, über die apikale Membran der Enterozyten transportiert. Dieser Transporter koppelt den Zuckerimport an den von der Na+/K+-ATPase aufrechterhaltenen Natriumgradienten. Dieser sekundäre aktive Transport ermöglicht die Glucoseaufnahme selbst bei niedrigen luminalen Konzentrationen.

Fructose wird über GLUT5 absorbiert, einen erleichternden Transporter, der weder Natrium noch Energie benötigt. Im Inneren des Enterozyten verlassen alle Monosaccharide die basolaterale Membran in den Pfortaderkreislauf hauptsächlich über GLUT2.

Regulation der Kohlenhydratverdauung

Die Geschwindigkeit der Kohlenhydratverdauung und -absorption wird durch den glykämischen Index von Lebensmitteln beeinflusst, der widerspiegelt, wie schnell Kohlenhydrate den Blutzuckerspiegel erhöhen. Einfachzucker und raffinierte Stärken haben einen hohen glykämischen Index, während ballaststoffreiche Lebensmittel die Verdauung verlangsamen und eine niedrigere glykämische Reaktion hervorrufen. Lösliche Ballaststoffe bilden viskose Gele, die die Magenentleerung verzögern und die Glucoseabsorption reduzieren. Nach der Absorption gelangt Glucose in die Stoffwechselwege zur Energieproduktion oder -speicherung.

Laktoseintoleranz

Laktoseintoleranz resultiert aus einem Laktasemangel, der zu einer Malabsorption von Laktose führt. Die nicht absorbierte Laktose gelangt in den Dickdarm, wo sie von Bakterien fermentiert wird, was Blähungen, Völlegefühl und Durchfall verursacht. Der primäre Laktasemangel ist der häufigste Typ und entwickelt sich nach dem Abstillen bei den meisten Menschen weltweit, wobei die Prävalenz je nach Ethnie variiert. Der angeborene Laktasemangel ist selten und tritt bei Neugeborenen auf. Ein sekundärer Laktasemangel kann nach Darminfektionen oder entzündlichen Erkrankungen auftreten.