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Chemie der Kohlenhydrate

Chemie der Kohlenhydrate

Kohlenhydrate (Synonyme: Saccharide) zählen neben den Fetten und den Proteinen zu den drei Makronährstoffen, die dem Körper als Energiequelle dienen. Sie sind die am häufigsten vorkommenden organischen Moleküle in der Natur und die strukturelle Grundlage vieler Organismen. Kohlenhydrate haben vielfältige Funktionen: Sie spielen unter anderem eine essenzielle Rolle im Stoffwechsel, sind Teil der extrazellulären Matrix und der DNA DNA Die Desoxyribonukleinsäure – Aufbau, Struktur und verschiedene Arten der DNA und sie sind obligat für die Zell-Zell-Kommunikation. In der Chemie teilt man Kohlenhydrate anhand der Anzahl an Zuckereinheiten und chemischen Bindungen in einfache und komplexe Kohlenhydrate ein. Die Struktur und der Aufbau der Kohlenhydrate lassen sich einfach anhand der Strukturformel erkennen. Wichtig für die Darstellung der Struktur der Kohlenhydrate sind vor allem die Fischer- und die Haworth-Projektion. Kohlenhydrate haben ein Kohlenstoff-Wasser-Verhältnis von 1:1. Die allgemeine Summenformel lautet Cn(H 2 O)n.  

Aktualisiert: 18.04.2023

Redaktionelle Verantwortung: Stanley Oiseth, Lindsay Jones, Evelin Maza

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Nomenklatur und Aufbau der Kohlenhydrate

Nomenklatur

Kohlenhydrate bestehen aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff. Sie werden als Aldehyde oder Ketone von Polyalkoholen definiert und haben die allgemeine Summenformel Cn(H2O)n. Kohlenhydrate werden nach der Anzahl der im Molekül vorhandenen Zuckereinheiten definiert:

  • Zucker: bestehend aus 1 oder 2 Zuckereinheiten
    • Monosaccharide:
      • Moleküle, die nur 1 Zuckerbaustein enthalten
      • Keine Hydrolysierung in kleinere Einheiten möglich
      • Am relevantesten sind die Hexosen (6 Kohlenstoffatome) und die Pentosen (5 Kohlenstoffatome).
      • Die Erythrose (4 Kohlenstoffatome) und die Seduheptolose (7 Kohlenstoffatome) spielen eine Rolle im Pentosephosphatweg Pentosephosphatweg Pentosephosphatweg.
    • Disaccharide: Kombination von 2 Monosacchariden unter Eliminierung eines Wassermoleküls
  • Oligosaccharide: Kombination von 3-10 Zuckereinheiten
  • Polysaccharide:
    • Kombination von > 10 Einheiten
    • Homopolysaccharide: Polysaccharide mit nur einer Art von Monosacchariden
    • Heteropolysaccharide: Polysaccharide mit unterschiedlichen Monosacchariden
    • Glykosaminoglykane (GAGs):
      • Veraltet, bekannt als Mucopolysaccharide
      • Sich wiederholende Disaccharideinheiten mit Uronsäure und einem Aminozucker
    • Glykoproteine: an Proteine Proteine Proteine und Peptide gebundene Saccharide
    • Proteoglykan: an eine Polypeptidkette gebundene Kohlenhydratkette
  • Glykolipide: Saccharidmolekül glykosidisch an ein Lipid gebunden

Aufbau der Kohlenhydrate

  • Kohlenhydrate sind organische Verbindungen und bestehen aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff.
  • Die Basis aller Kohlenhydrate ist eine Monosaccharid-Einheit.
  • Ein Monosaccharid kann ein Polyhydroxyaldehyd (Aldose) oder ein Polyhydroxyketon (Ketose) sein.
  • Die Struktur der Kohlenhydrate kann in einer der 3 Formen dargestellt werden:
    • Offenkettige Form (Fischerprojektion):
      • Geradkettige Aneinanderreihung der Kohlenstoffatome
      • “Ta Tü Ta Ta”-Regel für die Anordnung der OH-Gruppen bei Glucose: Beginn beim ersten chiralen Kohlenstoffatom, wobei “Ta” für eine OH-Gruppe rechts und “Tü” für eine OH-Gruppe links steht
    • Halbacetalform:
      • Eine Hydroxylgruppe reagiert mit der Carbonylgruppe, wodurch eine Ringstruktur entsteht.
      • Exkurs: Der Ringschluss zu einer Pyranose (Sechsring) erfolgt bei Aldosen durch eine Reaktion zwischen der funktionellen Aldehydgruppe an C1 und der OH-Gruppe an C5. Das entstandene Molekül nennt man auch Halbacetal. Die dabei neu enstandene Carboxylgruppe am neuen chiralen Zentrum ist höchst reaktiv und da sie dem Zucker seine reduzierenden Fähigkeiten verleiht, hat sie sogar ihren eigenen Namen: glykosidische OH-Gruppe. Ein Halbketal (z.B. Fructose) entsteht, wenn die Ketogruppe an C2 einer Ketose mit der Hydroxylgruppe an C5 reagiert, dabei entsteht statt einer Pyranose eine Furanose (Fünfring).
    • Haworth-Projektion:
      • Darstellung ringförmiger fünf- oder sechsgliedriger Zuckermoleküle
      • Ist die OH-Gruppe am C1 unten, ist es ein α-Molekül. Ist sie oben, ist es ein β-Molekül.
      • “FLOH”-Regel: Was bei Fischer links ist, ist oben bei Haworth!
Haworth Structure

Haworth-Projektion (bezogen auf die Glucose)

Bild von Lecturio.
Mnemonic Kohlenhydrate Fischer tatütata

D-Glucose in der Fischerprojektion

Bild: „D-glucose in the Fischer projection“ von Ben, Yikrazuul. Lizenz: Public Domain

Stereochemie und Isomeriebeziehungen

Mit diesem Flowchart lassen sich alle Isomerien, nicht nur die der Kohlenhydrate, sondern aller Isomere in der organischen Chemie, identifizieren.

Isomerism ball

Flowchart aller Isomere in der organischen Chemie

Bild: „Isomerism-ball-V2.de.svg” von Isomerism-ball.svg. Lizenz: CC BY 3.0

Erklärung: 

  • Konstitutionsisomere = Strukturisomere: gleiche Summenformel, unterschiedliche Bindungsmuster
  • Stereoisomerie: gleiche Summenformel, gleiches Bindungsmuster, unterschiedliche räumliche Anordnung
    • Die räumliche Anordnung von H- und OH-Gruppen ist wichtig, da chirale Kohlenstoffatome (vier verschiedene Substituenten an einem Kohlenstoffatom) vorliegen.
    • Das Bezugsmolekül ist Glycerinaldehyd.
    • Die Zahl der möglichen Stereoisomere hängt von der Zahl der asymmetrischen Kohlenstoffatome ab und kann mit der Formel 2n bestimmt werden, wobei n = Zahl der asymmetrischen Kohlenstoffatome ist.
    • Die spiegelbildlichen Formen werden als Enantiomere bezeichnet. Das am weitesten von der Carbonylgruppe entfernte chirale Kohlenstoffatom wird dabei betrachtet. Ist die OH-Gruppe an jenem Atom in der Fischer-Projektion links, liegt die L-Form vor. Ist sie rechts, liegt die D-Form vor. Im menschlichen Körper kommen nur D-Zucker vor!
  • Konformere: können mittels Drehung der Substituenten an C-C Einfachbindung ineinander überführt werden (Wannenform/ Sesselform)
  • Konfigurationsisomere: Gleiches Bindungsmuster, unterschiedliche Anordnung der Substitituenten um ein Zentrum
  • Cis-/trans-Isomere: 
    • Können nicht mittels Drehung der Substituenten ineinander überführt werden und die Substituenten stehen sich gegenüber (trans) oder auf der gleichen Seite (cis)
    • Oft bei Doppelbindungen
    • In der Sesselkonformation erkennt man die cis-trans-Isomerien und die räumliche Struktur von Molekülen am besten. Senkrechte Bindungslinien stehen für eine axiale Position, während die restlichen Bindungslinien eine äquatoriale Position bedeuten.
  • Chiralität: C-Atom asymmetrisch substituiert (d.h. 4 verschiedene Bindungspartner)
  • Enantiomere: spiegelbildliche Moleküle
  • Diastereomere: Stereoisomere, die sich nicht wie Bild und Spiegelbild zueinander verhalten
    • Konfigurationsänderungen bezüglich der anderen Kohlenstoffatome
    • Ergibt 8 verschiedene Monosaccharide, von denen 3 im menschlichen Körper vorkommen: Glucose, Galactose und Mannose.
    • Ein Epimer ist ein Diastereomer, das sich nur durch ein Chiralitätszentrum unterscheidet. Mannose und Galactose sind Epimere der Glucose, wobei sich die Mannose am zweiten und die Galactose am vierten Kohlenstoffatom von der Glucose unterscheidet.
Stereoisomere

Strukturformel zweier Stereoisomere mit Glycerinaldehyd als Bezugsmolekül

Bild von Lecturio. Lizenz: CC BY-NC-SA 4.0
Diastereoisomere

Strukturformel zweier Diastereomere

Bild von Lecturio. Lizenz: CC BY-NC-SA 4.0
Epimer

Strukturformel zweier Epimere:
D-Glucose und D-Galactose sind Epimere, die sich in lediglich einem chiralen Zentrum (C4) voneinander unterscheiden.

Bild von Lecturio. Lizenz: CC BY-NC-SA 4.0
Beta D Glucose - Sesselkonformation

β-D-Glucose in der Sesselkonformation. Die Wasserstoffatome sind axial ausgerichtet.

Bild von Lecturio

Anomerie:

Nach der Ringbildung entsteht ein neues Chiralitätszentrum am Kohlenstoffatom des ehemaligen Carbonyl-Kohlenstoffs. Es wird als anomeres Zentrum bezeichnet und ist bei Aldosen das 1. Kohlenstoffatom und bei Ketosen das 2. Kohlenstoffatom (stets das Kohlenstoffatom mit der Aldehyd- oder Ketogruppe).

α- und β- Glucosen sind Anomere und können über die offenkettige Form ineinander überführt werden. Da allerdings bei der α-Glucose die OH-Gruppen am C1 und C2– Atom näher beieinander sind als bei der β-Glucose und in der Natur dafür gesorgt wird, dass möglichst energiearme Zustände herrschen, ist das Gleichgewicht auf die Seite der β-Glucose verschoben.

α- und β-Anomere der D-Glucose

α- und β-Anomere der D-Glucose

Bild: „glucose anomers in Haworth and Fischer projections“ von miguelferig. Lizenz: Public Domain

Klassifikation

Kohlenhydrate werden anhand der Anzahl an Zuckereinheiten in einfache und komplexe Kohlenhydrate eingeteilt.

Monosaccharide

  • Einfache Zucker, die die grundlegendste Kohlenhydrateinheit bilden
  • Keine weitere Hydrolysierung in kleinere Einheiten möglich
  • Glucose (Hexose, Aldose) ist das bekannteste Monosaccharid:
    • Häufigstes Monosaccharid
    • Zentrale Rolle im Stoffwechsel als Energiequelle für den Körper
    • Speicherung in Pflanzen als Stärke und in Tieren als Glykogen
  • Weitere Klassifikation je nach Anzahl der Kohlenstoffatome: Triose (C3), Tetrose (C4), Pentose (C5), Hexose (C6), Heptose (C7) usw.

Disaccharide

  • 2 Monosaccharide, die über eine glykosidische Bindung miteinander verbunden sind
  • Wasserlöslich
  • Die glykosidische Bindung wird durch eine Kondensationsreaktion (d.h. durch die Abspaltung eines Wassermoleküls) gebildet.
  • Weitere Hydrolysierung durch Enzyme Enzyme Grundlagen der Enzyme, die als Disaccharidasen bezeichnet werden
  • Es gibt 2 funktionell unterschiedliche Klassen von Disacchariden:
    • Reduzierende Disaccharide
    • Nicht-reduzierende Disaccharide
    • Um reduzierende von nicht-reduzierenden Disacchariden zu unterscheiden, gilt: Nicht-reduzierende Disaccharide haben in ihrem Namen 2 griechische Buchstaben (Saccharose: α-Glc-(1,2)-β-Fru) und reduzierende nur einen (Maltose: α-Glc-(1,4)-Glc).
  • 3 Disaccharide sind merkenswert:
    • Saccharose:
      • α-Glc-(1,2)-β-Fru
      • Nicht-reduzierend
    • Lactose (Milchzucker):
      • β-Gal-(1,4)-Glc
      • Die β-glykosidische Bindung der Lactose ist die einzige β-glykosidische Bindung, die vom Menschen gespalten werden kann (ausgenommen bei Lactoseintoleranz).
    • Maltose (Bierzucker):
      • α-Glc-(1,4)-Glc
      • Reduzierend
      • Maltose entsteht unter anderem durch die Spaltung von Stärke durch die α-Amylase.
Disaccharide

Disaccharide:
Saccharose, Lactose und Maltose sind wichtigsten Disaccharide. Die Abbildung zeigt die einzelnen Monosaccharid-Bausteine der jeweiligen Disaccharide.

Bild von Lecturio. Lizenz: CC BY-NC-SA 4.0

Oligosaccharide

  • Polymer mit 3 bis 10 Monosaccharid-Einheiten
  • Häufig als Glykane vorhanden, d.h. durch N- oder O-glykosidische Bindungen an Lipide Lipide Fettsäuren und Lipide (Glykolipide) oder an Proteine Proteine Proteine und Peptide (Glykoproteine) gebunden
  • Hauptfunktionen
    • Oberflächendifferenzierung (z.B. im Blutgruppensystem)
    • Zelladhäsion

Polysaccharide

  • > 10 glykosidisch verbundene Monosaccharid-Einheiten
  • Weitere Einteilung in Homo- und Heteroglykane
  • Homoglykane:
    • Aneinanderreihung mehrerer gleicher Monosaccharide
    • Stärke und Glykogen sind 2 Homoglykane, die Pflanzen bzw. Tieren als Energiereserven dienen. Sie bestehen beide aus mehreren Glucosemolekülen. Stärke besteht zu 70 % aus Amylopektin (α-1,4- und α-1,6-glykosidische Bindungen) und zu 30 % aus Amylose (α-1,4-glykosidische Bindungen). Glykogen besteht aus α-1,4- und α-1,6-glykosidischen Bindungen. Da Glykogen mehr α-1,6-glykosidische Bindungen enthält, ist es verzweigter als Amylopektin.
    • Die Cellulose dient als Ballaststoff und unterstützt den Darm bei seiner Funktion. Sie besteht ebenfalls aus mehreren Glucosemolekülen (β-1,4-glykosidische Bindungen).
  • Heteroglykane:
    • Mehrere unterschiedliche Monosaccharidarten
    • Häufig zusätzliche Verknüpfung mit Proteinen, Lipiden und Peptiden
    • Peptidoglykan ist ein Beispiel und besteht aus Polysaccharidketten, die mit kurzen Peptidketten verbunden sind.
    • Einteilung in Glykosaminoglykane, Glykoproteine und Proteoglykane

Glykosaminoglykane (GAGs)

  • Veraltet, bekannt als Mucopolysaccharide
  • In Tieren und Bakterien vorhanden
  • Lange, lineare Polysaccharide, die aus sich wiederholenden Disaccharideinheiten bestehen
  • Die sich wiederholenden Disaccharideinheiten bestehen aus einer Uronsäure und einem Aminozucker.
  • Ausnahme: Keratansulfat, das statt aus einer Uronsäure aus Galactose besteht
  • Stark polar (negative Ladung) und hydrophi → Wirkung als Schmiermittel oder Stoßdämpfer
  • Bestandteil der extrazellulären Matrix (Die Kosmetikindustrie macht sich die aufgrund der Hydrophilie straffende Hyaluronsäure zunutze.)
  • Wichtige GAGs:
    • Hyaluronsäure
    • Heparansulfat
    • Chondroitinsulfat
    • Keratansulfat

Glykoproteine

  • An Proteine Proteine Proteine und Peptide gebundene Saccharide
  • Mehr Proteine Proteine Proteine und Peptide als Kohlenhydrate, verzweigte Kette
  • Glykosylierung: Anheftung der Oligosaccharide an ein Protein (posttranslationale Modifikation, die überwiegend im Golgi-Apparat stattfindet). Bis auf das Albumin sind fast alle Blutzellen glykosyliert.
  • Funktionen:
    • Integrale Membranproteine
    • Zell-Zell-Interaktionen
    • Immunabwehr ( Immunglobuline Immunglobuline Immunglobuline, MHC-Moleküle)
    • AB0-System
    • Zelldifferenzierung
    • Hormonhaushalt (z.B. follikelstimulierendes Hormon [FSH], Erythropoetin)

Proteoglykane (Mucoproteine)

  • GAGs, die kovalent an ein Proteinrückgrat (Core-Protein) gebunden sind
  • Mehr Kohlenhydrate als Proteine Proteine Proteine und Peptide, nicht verzweigte Kette
  • Bindung von Kationen und Wasser
  • Funktionen:
    • Vorkommen in mukösen Sekreten, im Magen-Darm-Trakt und in der Synovialflüssigkeit
    • Zellwandkomponente von Bakterien
    • Signaltransduktion
    • Regulation des Stofftransports innerhalb der extrazellulären Matrix

Überblick

Tabelle: Arten von Kohlenhydraten
Art Beispiele
Monosaccharide
  • Glucose
  • Fructose (Carbonylgruppe am C2 → Ketose)
  • Galactose
Disaccharide
  • Saccharose
  • Lactose
  • Maltose
Oligosaccharide
  • Raffinose
  • Stachyose
Homoglykane
Heteroglykane
  • Agar
  • Agarose
  • Galactose
Mucopolysaccharide
  • Hyaluronsäure
  • Heparin
  • Chondroitinsulfat
  • Keratansulfat
Glykoproteine
Mucoproteine
  • Im Speichel gefunden
  • Magensäure
  • Muköse Sekrete
  • Synovialflüssigkeit

Eigenschaften

Chemische Eigenschaften

  • Glykosidische Bindungen:
    • Bindung zwischen dem anomeren Kohlenstoffatom eines Zuckers und einer weiteren chemischen Gruppe. Die Nomenklatur dieser Bindungen besteht wieder aus der α- bzw. β-Konformation und der Nennung der Nummern der jeweiligen anomeren Zentren.
    • Kondensationsreaktionen unter Abspaltung eines H2O-Moleküls
    • O-glykosidische Bindung: Reaktion zweier Hydroxylgruppen (z.B. mit Serin Serin Synthese nicht-essenzieller Aminosäuren, Threonin oder Tyrosin)
    • N-glykosidische Bindung: Bindung zwischen einer Hydroxyl- und einer Aminogruppe (z.B. Bindung zwischen Ribose und DNA-Basen, Bindung mit Asparagin)
    • Phosphoglykosylierung: Zuckermolekülbindung über Phosphodiesterbindung an Serin-Reste
    • Glypiation: Proteinbindung an Glycosylphosphatidylinositol-Anker (GPI-Anker)
    • C-Glykosylierung: Zuckerbindung an Tryptophan
  • Oxidations- und Reduktionsreaktionen:
    • Benedict-Reaktion:
      • Das Benedict-Reagenz wird häufig verwendet, um das Vorhandensein von reduzierenden Zuckern (typischerweise Glucose) im Urin nachzuweisen.
      • Prinzip: reduzierende Zucker reduzieren im alkalischen Milieu Cu2+ (Cu2+ ist in Lösung normalerweise blau.) zu Cu+, wodurch das orangefarbene Cu2O entsteht. Der Farbwechsel ist der Beweis für das Vorhandensein eines reduzierenden Zuckers.
      • Zucker mit einer freien Aldehyd-/Ketogruppe werden als reduzierende Zucker bezeichnet.
    • Oxidation:
      • Monosaccharide sind reduzierende Zucker, wenn ihre Carbonylgruppen zu Carboxylgruppen oxidiert werden können. Ihre Reaktionspartner werden dabei reduziert.
      • Die meisten Monosaccharide (und manche Disaccharide) haben reduzierende Eigenschaften.
      • Unter milden Oxidationsbedingungen (hypobromige Säure) wird die Aldehydgruppe zu einer Carboxylgruppe oxidiert, wodurch eine Aldonsäure entsteht.
      • Unter starken Oxidationsbedingungen (Salpetersäure + Hitze) werden das erste und das letzte Kohlenstoffatom gleichzeitig zu Dicarbonsäuren oxidiert und es entstehen Zuckersäuren.
    • Reduktion zu Alkoholen:
      • Die C=O-Gruppen in den offenkettigen Formen der Kohlenhydrate können mittels Natriumborhydrid oder katalytischer Hydrierung zu Alkoholen reduziert werden.
      • Endprodukte = Alditole
Amylopektin-Struktur

Amylopektin-Struktur:
Amylopektinmoleküle sind Glukoseketten, die durch α-1,4-glykosidische Bindungen (die eine gerade Kette von Glukosemolekülen bilden) und α-1,6-glykosidische Bindungen (die eine Verzweigung von der geraden Kette bilden) miteinander verbunden sind. Amylase bricht die α-1,4-glykosidischen Bindungen, aber nicht die α-1,6-glykosidischen Bindungen.

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Vergleich von α- und β-glykosidischen Bindungen mit Laktose und Maltose

Vergleich von α- und β-glykosidischen Bindungen mit Laktose und Maltose:
Der anomere Kohlenstoff in der Galaktose (C1) befindet sich in der β-Konfiguration (die Hydroxylgruppe zeigt nach oben); wenn sich Galaktose also mit dem C4 in der Glukose verbindet, wird eine β-1,4-glykosidische Bindung gebildet. Maltose besteht aus 2 Glukosemolekülen. Der anomere Kohlenstoff in der Glucose (C1) befindet sich in der α-Konfiguration (die Hydroxylgruppe zeigt nach unten); daher ist die Bindung in Maltose eine α-1,4-glykosidische Bindung zwischen 2 Glucosemolekülen.

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Physikalische Eigenschaften

Optische Aktivität:

Die optische Aktivität ist die Fähigkeit von Stereoisomeren, die Polarisationsebene von linear polarisiertem Licht zu drehen. Je nach Richtung der Lichtrotation werden die Moleküle als rechtsdrehend (+) oder linksdrehend (-) bezeichnet.

  • Die D- und L-Form der Enantiomere haben nichts mit der optischen Aktivität zu tun.
  • Äquimolare Mischung zweier Enantiomere = Racemat
    • Kein Vorliegen optischer Aktivität

Ernährung und Funktionen

Kohlenhydrate haben viele Funktionen. Kohlenhydrate dienen in erster Linie als Nahrungsquelle. Darüber hinaus sind sie strukturelle Bestandteile von Zellen und sind an der Immunabwehr und der intrazellulären Kommunikation beteiligt.

Ernährung

  • Zusammen mit Fetten und Proteinen gehören Kohlenhydrate zu den drei Makronährstoffen
  • Wichtigste Energiequelle des Körpers:
    • Gehirnzellen und Erythrozyten Erythrozyten Erythrozyten sind fast vollständig auf Kohlenhydrate als Energiequelle angewiesen.
    • Kohlenhydrate dienen als sofortige Energiequelle (z.B. Abbau von Glucose in der Glykolyse Glykolyse Glykolyse).
    • Die empfohlene Kohlenhydratzufuhr pro Tag bei einer Zufuhr von 2000 Kalorien pro Tag beträgt 275 Gramm.
    • 45-65 % der Gesamtkalorien
    • 1 Gramm Kohlenhydrate liefert 4 Kilokalorien.
  • Quellen:
    • Gemüse, Obst, Vollkornprodukte und Milchprodukte sind wichtige Kohlenhydratquellen.
    • Getreide und bestimmte Gemüsesorten, einschließlich Mais und Kartoffeln, sind reich an Stärke. Süßkartoffeln enthalten hauptsächlich Saccharose und keine Stärke.
    • Obst und dunkelgrünes Gemüse enthalten kaum oder keine Stärke, liefern jedoch Zucker und Ballaststoffe.
  • Speicherfunktion:
    • Energiespeicher: Glykogen in Tieren und Stärke in Pflanzen
    • Anstelle von Proteinen können gespeicherte Kohlenhydrate als Energiequelle verwendet werden.

Funktionen

Stoffwechsel

Kohlenhydrate sind für viele Stoffwechselprozesse im Körper von zentraler Bedeutung und umfassen die gesamten biochemischen Prozesse, die für die Bildung, den Abbau und die Umwandlung von Kohlenhydraten in lebenden Organismen verantwortlich sind.

Wichtige Stoffwechselwege:

Glukosestoffwechsel

Diagramm, das die Wege des Kohlenhydratstoffwechsels veranschaulicht

Bild von Lecturio. Lizenz: CC BY-NC-SA 4.0

Klinische Relevanz

  • Störungen der Glykogenspeicherung: Es gibt mehrere Erkrankungen, bei denen die Glykogenspeicherung gestört ist. Die häufigsten Erkrankungen aus diesem Spektrum sind die Von-Gierke-Krankheit, der Morbus Pompe Morbus Pompe Glykogenspeicherkrankheiten und die McArdle-Krankheit. Die Behandlung hängt von der Erkrankung ab und kann eine Ernährungsumstellung, eine Enzymersatztherapie oder eine Behandlung mit Medikamenten wie Allopurinol Allopurinol Medikamente zur Behandlung von Gicht umfassen.
  • Galaktosämie Galaktosämie Galaktosämie: Dies ist eine autosomal-rezessiv vererbbare Erkrankung, die aufgrund eines Mangels an Galactose-1-Phosphat-Uridyltransferase einen gestörten Galactose-Metabolismus verursacht. Die Galaktosämie Galaktosämie Galaktosämie präsentiert sich bei Säuglingen mit Symptomen wie Lethargie, Übelkeit, Erbrechen Erbrechen Erbrechen im Kindesalter, Durchfall Durchfall Durchfall (Diarrhö) und akutem Leberversagen. Die Therapie beinhaltet eine lebenslange lactose- und galactosefreie Diät. Zu den schwerwiegenden neurologischen Komplikationen zählen sprachliche und motorische Defizite.
  • Störungen des Fructosestoffwechsels Störungen des Fructosestoffwechsels Störungen des Fruktosestoffwechsels: Die essenzielle Fructosurie, die hereditäre Fructoseintoleranz und die intestinale Fructoseintoleranz zählen zu den wichtigsten Pathologien des Fructosestoffwechsels. Abhängig von der Erkrankung können die Betroffene asymptomatisch sein oder Symptome wie Erbrechen Erbrechen Erbrechen im Kindesalter, Blähungen und Durchfall Durchfall Durchfall (Diarrhö) aufweisen. Die grundlegende Behandlung ist eine Ernährungsumstellung.
  • Lactoseintoleranz: beschreibt eine Erkrankung, die durch einen Mangel des Enzyms Lactase im Dünndarm Dünndarm Dünndarm verursacht wird. Es gibt vier Formen dieser Krankheit: primär, sekundär, entwicklungsbedingt und angeboren. Eine Lactoseintoleranz führt zu einer verminderten Fähigkeit, Lactose zu verdauen, wodurch diese im Darmlumen verbleibt und der Umgebung osmotisch Wasser entzieht. Zu den Symptomen zählen Bauchschmerzen, Blähungen, Durchfall Durchfall Durchfall (Diarrhö) und Übelkeit.

Quellen

  1. The Medical Biochemistry Page. (2020). Biochemical Properties of Carbohydrates. https://themedicalbiochemistrypage.org/biochemistry-of-carbohydrates/ (Zugriff am 24. Juni 2021).
  2. Eufi. (2020). The Functions of Carbohydrates in the Body. https://www.eufic.org/en/whats-in-food/article/the-basics-carbohydrates (Zugriff am 24. Juni 2021).
  3. Slavin, J., Carlson, J. (2014). Carbohydrates. Fortschritte in der Ernährung. 5(6), 760-761. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4224210/
  4. Aryal, S. (2018). Carbohydrates- Definition, Structure, Types, Examples, Functions. https://microbenotes.com/carbohydrates-structure-properties-classification-and-functions/ (Zugriff am 24. Juni 2021).
  5. Murray, RK, Granner, DK, Rodwell, VW (2006). Harper’s Illustrated Biochemistry 27. Ausgabe (S. 112–120).
  6. Seilnacht. Kohlenhydrate. https://www.seilnacht.com/Lexikon/kohlenh.html (Zugriff am 16. April 2022).
  7. Abiturwissen (2017). Organische Chemie: Fehlingprobe und reduzierende Eigenschaften bei Kohlenhydraten. https://abitur-wissen.org/index.php/organische-chemie/457-organische-chemie-fehlingprobe-reduzierende-eigenschaften-bei-kohlenhydraten (Zugriff am 16. April 2022).
  8. Lernhelfer (2010). Optisch aktive Stoffe. https://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/physik-abitur/artikel/optisch-aktive-stoffe (Zugriff am 16. April 2022).
  9. Chemieunterricht (2014). Osazonbildung – Eine wichtige Gruppenreaktion. https://www.chemieunterricht.de/dc2/kh/kh-osazon.htm (Zugriff am 16. April 2022).
  10. Gesundheitsinformation (2018). Was sind Kalorien? https://www.gesundheitsinformation.de/was-sind-kalorien.html (Zugriff am 16. April 2022).
  11. DocCheck Flexikon (2022). Galaktosämie. https://flexikon.doccheck.com/de/Galaktosämie (Zugriff am 16. April 2022).
  12. Organische Chemie für die Life Sciences. Biomoleküle: Kohlenhydrate. https://www.chem.uzh.ch/robinson/lectures/AC_BII/Kap14/kap14.html (Zugriff am 16. April 2022).

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Medizinstudentin, Universität Jena
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Simon Veiser

Simon Veiser beschäftigt sich seit 2010 nicht nur theoretisch mit IT Service Management und ITIL, sondern auch als leidenschaftlicher Berater und Trainer. In unterschiedlichsten Projekten definierte, implementierte und optimierte er erfolgreiche IT Service Management Systeme. Dabei unterstützte er das organisatorische Change Management als zentralen Erfolgsfaktor in IT-Projekten. Simon Veiser ist ausgebildeter Trainer (CompTIA CTT+) und absolvierte die Zertifizierungen zum ITIL v3 Expert und ITIL 4 Managing Professional.

Dr. Frank Stummer

Dr. Frank Stummer ist Gründer und CEO der Digital Forensics GmbH und seit vielen Jahren insbesondere im Bereich der forensischen Netzwerkverkehrsanalyse tätig. Er ist Mitgründer mehrerer Unternehmen im Hochtechnologiebereich, u.a. der ipoque GmbH und der Adyton Systems AG, die beide von einem Konzern akquiriert wurden, sowie der Rhebo GmbH, einem Unternehmen für IT-Sicherheit und Netzwerküberwachung im Bereich Industrie 4.0 und IoT. Zuvor arbeitete er als Unternehmensberater für internationale Großkonzerne. Frank Stummer studierte Betriebswirtschaft an der TU Bergakademie Freiberg und promovierte am Fraunhofer Institut für System- und Innovationsforschung in Karlsruhe.

Sobair Barak

Sobair Barak hat einen Masterabschluss in Wirtschaftsingenieurwesen absolviert und hat sich anschließend an der Harvard Business School weitergebildet. Heute ist er in einer Management-Position tätig und hat bereits diverse berufliche Auszeichnungen erhalten. Es ist seine persönliche Mission, in seinen Kursen besonders praxisrelevantes Wissen zu vermitteln, welches im täglichen Arbeits- und Geschäftsalltag von Nutzen ist.

Wolfgang A. Erharter

Wolfgang A. Erharter ist Managementtrainer, Organisationsberater, Musiker und Buchautor. Er begleitet seit über 15 Jahren Unternehmen, Führungskräfte und Start-ups. Daneben hält er Vorträge auf Kongressen und Vorlesungen in MBA-Programmen. 2012 ist sein Buch „Kreativität gibt es nicht“ erschienen, in dem er mit gängigen Mythen aufräumt und seine „Logik des Schaffens“ darlegt. Seine Vorträge gestaltet er musikalisch mit seiner Geige.

Holger Wöltje

Holger Wöltje ist Diplom-Ingenieur (BA) für Informationstechnik und mehrfacher Bestseller-Autor. Seit 1996 hat er über 15.800 Anwendern in Seminaren und Work-shops geholfen, die moderne Technik produktiver einzusetzen. Seit 2001 ist Holger Wöltje selbstständiger Berater und Vortragsredner. Er unterstützt die Mitarbeiter von mittelständischen Firmen und Fortune-Global-500- sowie DAX-30-Unternehmen dabei, ihren Arbeitsstil zu optimieren und zeigt Outlook-, OneNote- und SharePoint-Nutzern, wie sie ihre Termine, Aufgaben und E-Mails in den Griff bekommen, alle wichtigen Infos immer elektronisch parat haben, im Team effektiv zusammenarbeiten, mit moderner Technik produktiver arbeiten und mehr Zeit für das Wesentliche gewinnen.

Frank Eilers

Frank Eilers ist Keynote Speaker zu den Zukunftsthemen Digitale Transformation, Künstliche Intelligenz und die Zukunft der Arbeit. Er betreibt seit mehreren Jahren den Podcast „Arbeitsphilosophen“ und übersetzt komplexe Zukunftsthemen für ein breites Publikum. Als ehemaliger Stand-up Comedian bringt Eilers eine ordentliche Portion Humor und Lockerheit mit. 2017 wurde er für seine Arbeit mit dem Coaching Award ausgezeichnet.

Yasmin Kardi

Yasmin Kardi ist zertifizierter Scrum Master, Product Owner und Agile Coach und berät neben ihrer Rolle als Product Owner Teams und das höhere Management zu den Themen agile Methoden, Design Thinking, OKR, Scrum, hybrides Projektmanagement und Change Management.. Zu ihrer Kernkompetenz gehört es u.a. internationale Projekte auszusteuern, die sich vor allem auf Produkt-, Business Model Innovation und dem Aufbau von Sales-Strategien fokussieren.

Leon Chaudhari

Leon Chaudhari ist ein gefragter Marketingexperte, Inhaber mehrerer Unternehmen im Kreativ- und E-Learning-Bereich und Trainer für Marketingagenturen, KMUs und Personal Brands. Er unterstützt seine Kunden vor allem in den Bereichen digitales Marketing, Unternehmensgründung, Kundenakquise, Automatisierung und Chat Bot Programmierung. Seit nun bereits sechs Jahren unterrichtet er online und gründete im Jahr 2017 die „MyTeachingHero“ Akademie.

Andreas Ellenberger

Als akkreditierter Trainer für PRINCE2® und weitere international anerkannte Methoden im Projekt- und Portfoliomanagement gibt Andreas Ellenberger seit Jahren sein Methodenwissen mit viel Bezug zur praktischen Umsetzung weiter. In seinen Präsenztrainings geht er konkret auf die Situation der Teilnehmer ein und erarbeitet gemeinsam Lösungsansätze für die eigene Praxis auf Basis der Theorie, um Nachhaltigkeit zu erreichen. Da ihm dies am Herzen liegt, steht er für Telefoncoachings und Prüfungen einzelner Unterlagen bzgl. der Anwendung gern zur Verfügung.

Zach Davis

Zach Davis ist studierter Betriebswirt und Experte für Zeitintelligenz und Zukunftsfähigkeit. Als Unternehmens-Coach hat er einen tiefen Einblick in über 80 verschiedene Branchen erhalten. Er wurde 2011 als Vortragsredner des Jahres ausgezeichnet und ist bis heute als Speaker gefragt. Außerdem ist Zach Davis Autor von acht Büchern und Gründer des Trainingsinstituts Peoplebuilding.

Wladislav Jachtchenko

Wladislaw Jachtchenko ist mehrfach ausgezeichneter Experte, TOP-Speaker in Europa und gefragter Business Coach. Er hält Vorträge, trainiert und coacht seit 2007 Politiker, Führungskräfte und Mitarbeiter namhafter Unternehmen wie Allianz, BMW, Pro7, Westwing, 3M und viele andere – sowohl offline in Präsenztrainings als auch online in seiner Argumentorik Online-Akademie mit bereits über 52.000 Teilnehmern. Er vermittelt seinen Kunden nicht nur Tools professioneller Rhetorik, sondern auch effektive Überzeugungstechniken, Methoden für erfolgreiches Verhandeln, professionelles Konfliktmanagement und Techniken für effektives Leadership.

Alexander Plath

Alexander Plath ist seit über 30 Jahren im Verkauf und Vertrieb aktiv und hat in dieser Zeit alle Stationen vom Verkäufer bis zum Direktor Vertrieb Ausland und Mediensprecher eines multinationalen Unternehmens durchlaufen. Seit mehr als 20 Jahren coacht er Führungskräfte und Verkäufer*innen und ist ein gefragter Trainer und Referent im In- und Ausland, der vor allem mit hoher Praxisnähe, Humor und Begeisterung überzeugt.

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