Blutzucker – Bedeutung und Regulation im Körper
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Grundlagen zum Thema Blutzucker – Bedeutung und Regulation im Körper
Blutzucker – Biologie
Hast du es selbst schon einmal erlebt? Wenn du dich beim Sport so richtig verausgabst oder an einem stressigen Tag zu wenig isst, wird dir schwindelig und irgendwie flau. Wenn du andererseits abends noch zu viele Süßigkeiten isst, kann es passieren, dass du energiegeladen und unruhig im Bett liegst und nicht einschlafen kannst. Der Grund dafür ist dein Blutzucker.
Was ist der Blutzucker?
Unser Körper braucht ständig Energie, egal ob wir Sport treiben oder schlafen. Diese Energie wird aus Glucose, einem Einfachzucker (Monosaccharid), gewonnen. Alle Körperzellen benötigen zur Ausübung ihrer Funktion Glucose – beispielsweise beim Übertragen eines Nervenimpulses im Gehirn, bei der Herstellung und Ausschüttung eines Hormons oder beim Kontrahieren von Muskelzellen. Die Energiemenge, die unser Körper in Ruhe verbraucht, bezeichnet man als Grundumsatz. Transportiert wird die Glucose innerhalb des Körpers über den Blutkreislauf des Menschen.
Was bedeutet Blutzucker? – Definition
Blutzucker ist demzufolge die im Blut vorhandene Glucose, die umgangssprachlich auch als Traubenzucker bezeichnet wird. Der Blutzuckerspiegel hingegen gibt die Menge an Glucose im Blut an.
Blutzucker – Regulation
Wir haben also gelernt, dass unser Körper ständig Energie braucht. Die Menge der benötigten Energie schwankt jedoch in Abhängigkeit von unserer Tätigkeit. So beeinflussen Nahrungsaufnahme oder Muskelarbeit wie Sport den Blutzuckerspiegel. Es bedarf also einer ständigen Kontrolle und Regulation des Blutzuckerspiegels, um diesen in einem bestimmten Bereich zu halten.
Das wird durch ein hoch entwickeltes Netzwerk bestehend aus verschiedenen Organen – hauptsächlich Gehirn, Leber, Darm sowie Fett- und Muskelgewebe – und Hormondrüsen wie der Bauchspeicheldrüse, der Schilddrüse und den Nebennieren erreicht. Innerhalb dieses Netzwerks spielt die Bauchspeicheldrüse (Pankreas) eine Schlüsselrolle. Spezialisierte Zellen der Bauchspeicheldrüse, bekannt als Inselzellen, reagieren, sobald der Blutzuckerspiegel nicht mehr im Normbereich liegt. Je nach Art der Inselzellen produzieren sie dann entweder das Hormon Glucagon oder das Hormon Insulin. Diese Hormone sind sogenannte Antagonisten: Glucagon erhöht den Blutzuckerspiegel, während Insulin ihn senkt.
Die Hormone der Bauchspeicheldrüse beeinflussen somit andere Gewebe und Organe. Jedoch unterliegt die Bauchspeicheldrüse selbst der Regulation durch andere Organe. Wie die Interaktion der Bauchspeicheldrüse über verschiedene Hormone mit Gehirn, Leber, Darm, Fett- und Muskelgewebe aussehen kann, erfährst du im Folgenden.
Beispiele für die Regulation des Blutzuckers
Sport und der Blutzuckerspiegel
Beim Sport verbraucht unser Körper, insbesondere unsere Muskelzellen, vermehrt Energie. Diese Energie beziehen die Zellen aus der Glucose im Blut. In der Folge sinkt der Blutzuckerspiegel.
Das wird nicht nur von den Inselzellen der Bauchspeicheldrüse registriert, sondern auch von Glucoserezeptoren in anderen Geweben und Organen und über periphere Nerven an das Zwischenhirn, genauer gesagt den Hypothalamus, weitergeleitet. Infolgedessen stimuliert der Hypothalamus die Hirnanhangsdrüse (Hypophyse), die eine zentrale und übergeordnete Rolle bei der Hormonregulation spielt. Über Hormone der Hirnanhangsdrüse wird an die Bauchspeicheldrüse, die Nebenniere und die Schilddrüse gemeldet, dass der Blutzuckerspiegel ansteigen soll. Alle nun ablaufenden Regelkreise dienen der Freisetzung von Glucose:
Die Bauchspeicheldrüse gibt das Hormon Glucagon ab. Glucagon führt dazu, dass in der Leber gespeichertes Glycogen zu Glucose abgebaut und ins Blut abgegeben wird. Glycogen ist also eine Speicherform der Glucose. Der Blutzuckerspiegel steigt an.
Die Nebenniere gibt das Hormon Adrenalin ab, das den Abbau von Glycogen zu Glucose sowohl in der Leber als auch im Muskelgewebe stimuliert. Der Blutzuckerspiegel steigt an.
Die Schilddrüse schüttet das Hormon Thyroxin aus. Auch dieses Hormon sorgt für einen Abbau von Glycogen in der Leber. Jedoch hat Thyroxin ebenfalls einen Effekt auf den Darm. Dieser nimmt vermehrt Glucose auf. Der Blutzuckerspiegel steigt an.
Diese Regelkreise werden beendet, wenn der Blutzuckerspiegel wieder im Normbereich ist.
Nahrungsaufnahme und der Blutzuckerspiegel
Das Gegenteil passiert, wenn du etwas Zuckerhaltiges isst oder trinkst, wie zum Beispiel einen Schokoriegel oder eine zuckerhaltige Limonade. Diese Lebensmittel enthalten große Mengen an Glucose und lassen den Blutzuckerspiegel schnell ansteigen.
Wieder einmal wird dem Hypothalamus über die peripheren Nerven eine Änderung des Blutzuckerspiegels signalisiert – dieses Mal liegt der Blutzuckerspiegel über dem Normbereich. Das führt dazu, dass von der Bauchspeicheldrüse Insulin ausgeschüttet wird. Insulin sorgt zum einen dafür, dass Zellen (insbesondere Fettzellen) Glucose zur Energiegewinnung aus dem Blut aufnehmen können, und zum anderen dafür, dass die Leber nun Glucose in Glycogen umwandelt. In beiden Fällen wird Glucose aus dem Blut verwendet. Der Blutzuckerspiegel sinkt also wieder. Wenn der Blutzuckerspiegel wieder im Normbereich ist, wird kein Insulin mehr ausgeschüttet. Auch die Glycogensynthese, der Aufbau von Glycogen in der Leber, wird gestoppt. An diesem Beispiel lässt sich leicht die Bedeutung von Insulin erkennen. Nur das Hormon Insulin ist in der Lage, den Blutzuckerspiegel zu senken, während auf der anderen Seite zahlreiche Hormone die Freisetzung von Glucose bewirken.
Blutzucker – Fehlregulationen und ihre Auswirkungen
Wir haben gelernt, dass die Regulation des Blutzuckers ein fein abgestimmtes Netzwerk darstellt. Defekte in diesem System führen unter anderem zu krankhaftem Übergewicht (Adipositas) und der Zuckerkrankheit Diabetes Typ 2.
Blutzucker – Messmethoden
Kennst du vielleicht einen Diabetiker? Menschen mit Diabetes müssen regelmäßig ihren Blutzucker messen. Dabei wird ein Tropfen Blut aus der Fingerkuppe auf einen Teststreifen aufgetragen. In einer kleinen Reaktionskammer wird mithilfe eines Enzyms die Menge an Glucose im Blut gemessen.
Mittlerweile gibt es sogar Sensoren, die einfach auf der Haut angebracht werden und den Glucosegehalt in der Unterhaut messen können.
Ist der Blutzuckerspiegel sehr hoch, wird Glucose über die Nieren ausgeschieden. Dann kann man auch in einer Urinprobe Glucose nachweisen.
Häufig gestellte Fragen zum Thema Blutzucker – Bedeutung und Regulation im Körper
Blutzucker – Bedeutung und Regulation im Körper Übung
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Stelle dar, wie die Glukose zu den Zielzellen transportiert wird.
TippsÜber den Dünndarm werden die Nährstoffe, darunter Glukose, aufgenommen.
Der Muskel benötigt Energie für die Ausführung von Bewegungen.
LösungDie Prozesse in deinem Körper, zum Beispiel die Muskelarbeit, brauchen Energie. Diese gewinnt der Körper aus Glukose.
Die Nährstoffe aus unserer Nahrung, darunter auch die Glukose, werden dafür über den Dünndarm ins Blut aufgenommen und über den Blutkreislauf an die Organe und Zellen transportiert, die Glukose benötigen. Dazu gehören beispielsweise die Zellen in unseren Muskeln.
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Gib an, auf welche Weise sich der Blutzuckerspiegel erhöhen lässt.
TippsDrei der Antworten sind richtig.
Insulin ist ein Hormon, welches die Glukoseaufnahme durch die Körperzellen erhöht.
Glukagon ist ein Hormon, das die Glukosefreisetzung aus den körpereigenen Speichern erhöht.
Glukagon bewirkt unter anderem den Abbau von Glykogen.
Bei anstrengenden Aktivitäten wie Sport oder Lernen benötigen die Zellen mehr Energie und nehmen daher größere Mengen Zucker aus dem Blut auf.
LösungDurch die Nahrungsaufnahme steigt der Blutzuckerspiegel – so viel hast du schon gelernt.
Doch auch abgesehen davon stehen dem Körper für die Regulation des Blutzuckerspiegels einige Möglichkeiten zur Verfügung. Vor allem Hormone sind an der Regulation beteiligt, wobei die Gegenspieler Glukagon und Insulin die wichtigsten Hormone zur Regulation des Blutzuckerspiegels sind.
Glukagon erhöht den Blutzuckerspiegel, da es den Abbau von Glykogen, einem langkettigen Kohlenhydrat, und den Umbau von Proteinen und Fetten in Glukose fördert. Zusätzlich kann durch das Hormon Thyroxin die Aufnahme von Glukose durch den Darm erhöht werden.
Die Ausschüttung von Insulin ist kontraproduktiv für die Erhöhung des Blutzuckerspiegels, da dieses Hormon die Aufnahme von Glukose durch die Körperzellen bewirkt und damit den Blutzuckerspiegel senkt.
Bei anstrengenden Aktivitäten wie Sport oder Lernen benötigen die Zellen ebenfalls mehr Energie und nehmen daher größere Mengen Zucker aus dem Blut auf und senken damit den Blutzuckerspiegel. -
Definiere die Begriffe rund um den Blutzucker.
TippsDem Körper muss eine bestimmte Menge an Nahrung zugeführt werden, damit der Grundumsatz erhalten wird.
Insulin und Glukagon sind sogenannte hormonelle Gegenspieler.
Insulin wird ausgeschüttet, wenn der Blutzuckerspiegel steigt.
LösungDer Grundumsatz ist die Energiemenge, die der Körper in Ruhe verbraucht. Dem Körper muss eine bestimmte Menge an Nahrung zugeführt werden, damit der Grundumsatz erhalten wird.
Mit der Nahrungsaufnahme steigt der Blutzuckerspiegel. Das ist der messbare Anteil an Glukose im Blut. Mit einem steigenden Blutzuckerspiegel wird das Hormon Insulin ausgeschüttet. Es fördert die Aufnahme von Glukose in die Körperzellen und bewirkt damit eine Senkung des Blutzuckerspiegels.
Der hormonelle Gegenspieler von Insulin ist Glukagon, welches bei einem niedrigen Blutzuckerspiegel ausgeschüttet wird. Glukagon fördert die Freisetzung von Glukose aus den Speichern des Körpers und bewirkt damit eine Steigerung des Blutzuckerspiegels.Die beiden Hormone sind damit Teil eines sich selbst regulierenden Systems. So ein System wird auch als Regelkreis bezeichnet.
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Beschreibe den Regelkreis des Blutzuckerspiegels.
TippsDie Bauchspeicheldrüse setzt die Hormone Insulin und Glukagon frei.
Die Leber ist für den Glykogenaufbau und -abbau zuständig.
Glykogen ist die Speicherform von Glukose.
Insulin führt zum Aufbau von Glykogen und zu einer Senkung des Blutzuckerspiegels.
LösungNach jeder Mahlzeit wird die aufgenommene Nahrung verdaut und der Blutzuckerspiegel, also der Anteil an Glukose im Blut, steigt.
Das Hormon Insulin wird in der Bauchspeicheldrüse gebildet und ins Blut abgegeben, sobald der Blutzuckerspiegel ansteigt. Insulin verändert die Membranen der Körperzellen so, dass sie Glukose aufnehmen können. Die Zellen nutzen die Glukose dann zur Energiegewinnung und der Blutzuckerspiegel sinkt.Glukose, die nicht sofort bei der Zellatmung verbraucht wird, wird zudem in Fett umgewandelt oder gebunden in Form des langkettigen Kohlenhydrats Glykogen. Glykogen wird in der Leber und in der Muskulatur gespeichert.
Doch auch ohne die Aufnahme von Glukose kann der Blutzuckerspiegel wieder steigen. Denn das gespeicherte Glykogen kann in der Leber wieder zu Glukose abgebaut und ins Blut abgegeben werden. Dabei kommt unter anderem das Hormon Glukagon zum Einsatz. Es wird ebenfalls in der Bauchspeicheldrüse gebildet, allerdings in anderen Zellen als das Insulin.
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Nenne die wichtigsten Informationen zur Glukose.
TippsGlykogen und Stärke sind langkettige Kohlenhydrate.
Haushaltszucker setzt sich aus Fruktose und Glukose zusammen.
LösungGlukose ist ein Bestandteil von Haushaltszucker und wird auch Traubenzucker genannt. Der andere Bestandteil des Haushaltszuckers ist der Fruchtzucker Fruktose.
Je nach körperlicher Aktivität brauchen wir mehr oder weniger Glucose für die Zellatmung, bei der Energie in Form von ATP frei wird.
Die Aufnahme von Glukose erfolgt häufig in Form von langkettigen Kohlenhydraten. Ein Beispiel ist die Stärke: der Speicherstoff der Pflanzen.
Im Körper wird Glukose hauptsächlich in Form von Glykogen in der Leber und in der Muskulatur gespeichert.
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Ordne die Prozesse dem graphischen Verlauf des Blutzuckerspiegels zu.
Tipps„Nüchtern“ bezeichnet den Zustand zwischen den Mahlzeiten, in welchem die Nährstoffkonzentrationen im Blut auf einem normalen Niveau liegen.
Nach der Nahrungsaufnahme wird die Glukose über die Darmzellen ins Blut abgegeben.
Bei steigendem Glukosespiegel wird das Hormon Insulin freigesetzt. Es sorgt für die Aufnahme von Glukose in die Zellen, sodass der Blutzuckerspiegel sinkt.
Das Hormon Glukagon wird freigesetzt, wenn der Blutzuckerspiegel unter den Nüchtern-Wert sinkt.
Das Hormon Glukagon bewirkt eine Freigabe von Glukose aus den Körperzellen und damit einen Anstieg des Blutzuckerspiegels, der unabhängig von einer Nahrungsaufnahme passiert.
LösungAuf der Zeitachse von 0 bis circa 25 Minuten liegt der nüchterne Zustand vor. Nüchtern bezeichnet den Zustand zwischen den Mahlzeiten, in welchem die Nährstoffkonzentrationen im Blut auf einem normalen Niveau liegen.
Kurz nach der Nahrungsaufnahme folgt die Glukoseaufnahme durch die Darmzellen und die Abgabe der Glukose an das Blut. Der Blutzuckerspiegel steigt, wodurch die Bauchspeicheldrüse angeregt wird, das Hormon Insulin freizusetzen. Dadurch steigt der Insulinspiegel, was wiederum die Aufnahme der Glukose in die Körperzellen bewirkt und der Blutzuckerspiegel sinkt. Versetzt mit dem Blutzuckerspiegel sinkt auch der Insulinspiegel, da das Insulin nicht mehr benötigt wird.
Mit dem Verbrauch der Glukose durch die Körperzellen sinkt der Blutzuckerspiegel unter das normale Niveau ab. Die Bauchspeicheldrüse wird dadurch angeregt, das Hormon Glukagon freizusetzen. Dieses bewirkt, dass Glukose aus den Körperspeichern freigesetzt wird und sich der Blutzuckerspiegel wieder normalisiert.
Blutzucker – Bedeutung und Regulation im Körper
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