Blutzucker – Treibstoff des Lebens

Unser Energiebedarf erhöht sich v. a. durch körperlicher Aktivität, z. B. beim Sport. Die Muskel-zellen benötigen dann vermehrt Glucose. Neben den Muskeln benötigt auch das Gehirn viel Energie und das Gehirn ist wie das Herz und andere Organe immer aktiv. Durch kohlenhydratreiche Nahrung gelangt bei der Verdauung Glucose in unser Blut. Das Blut transportiert die Glucose durch den gesamten Körper. Die Konzentration von Glucose, die im Blut enthalten ist, wird als Blutzuckerspiegel bezeichnet. Er liegt bei gesunden Menschen bei etwa 80−110 mg/100 ml Blut. Der Blutzuckerspiegel schwankt im Verlauf des Tages. Seine Höhe hängt stark von der Zusammensetzung und Menge der aufgenommenen Nahrung sowie der körperlichen Aktivität ab.

Wenn der Blutzuckerspiegel unter einen bestimmten Wert sinkt, zeigen sich Konzentrationsstörungen, Schwindel und körperliche Schwäche. Im Extremfall wird man gar ohnmächtig. Auch ein zu hoher Blutzuckerspiegel führt zu Problemen. Der Körper gesunder Menschen ist normalerweise in der Lage, den Blutzuckerspiegel zu regulieren und damit in einem Bereich relativ konstant zu halten. Dazu bestimmt der Körper fortlaufend die Blutzuckerkonzentration. Schwankungen werden so wahrgenommen und der Körper kann darauf reagieren. Dabei kommuniziert er mit Hilfe der Botenstoffe Insulin und Glucagon.¹

Abb. 1: Blutzuckerspiegel einer gesunden Person im Tagesverlauf
¹ Text und Abbildung nach: Fokus Biologie BW 7/8 (2016), Cornelsen Schulverlage, S. 133

1. Erläutere die Funktion des Blutzuckers.
2. Ein erwachsener Mensch (70 kg) hat ein Blutvolumen von etwa 5−6 Litern.
   1. Berechne bei einem Blutzuckerspiegel von ca. 100 mg/100 ml die insgesamt gelöste Menge an Glucose im Blut.
   2. Wiege zur Veranschaulichung die Gesamtmenge an Blutglucose in Traubenzuckertäfelchen ein.
3. Blutzuckerspiegel im Tagesverlauf
   1. Beschreibe den Verlauf des Blutzuckerspiegels in Abb. 1.
   2. Stelle Hypothesen zu den Schwankungen des Blutzuckerspiegels im Diagramm auf.

Lösungshinweise

1. Erläutere die Funktion des Blutzuckers.
   Ein Hauptenergielieferant in der Nahrung sind Kohlenhydrate. Sie werden als Einfachzucker, z. B. Glucose, im Dünndarm ins Blut aufgenommen und mit dem Blutstrom im gesamten Körper verteilt. So werden alle Zellen mit ausreichend Energie beliefert.
   
   
2. Ein erwachsener Mensch (70 kg) hat ein Blutvolumen von etwa 5−6 Litern.
   1. Berechne bei einem Blutzuckerspiegel von ca. 100 mg/100 ml die insgesamt gelöste Menge an Glucose im Blut.
      1 Liter entspricht 10*100ml. 6 Liter sind demnach 60*100ml und darin enthalten sind also 60*100ml*100 mg/100ml = 6.000 mg Zucker. Das sind etwa 6 Gramm Zucker in 6 Litern. 
      
      
   2. Wiege zur Veranschaulichung die Gesamtmenge an Blutglucose in Traubenzuckertäfelchen ein. (Anmerkung: Dextrose ist ein alter Name für Glucose bzw. Traubenzucker.)
      Produkt-Bsp: 1 Täfelchen Dextro-Energy (klassisch) hat die Masse von 5,75 g. Ein Täfelchen dieses Produkts entspricht ca. der Gesamtglucosemenge im Blut. [Brennwert: 575 kJ bzw. 21,16 kcal; Zutaten: Dextrose (89 %, Maltodextrin, Trennmittel (Magnesiumsalze der Speisefettsäuren), Säurungsmittel (Citronensäure), Aroma].
      
      
3. Blutzuckerspiegel im Tagesverlauf
   1. Beschreibe den Verlauf des Blutzuckerspiegels in Abb. 1.
      In der Nacht ist zu beobachten, dass der Blutzuckerspiegel zwischen 0 und 6 Uhr stetig von über 100mg/100ml auf 75mg/100ml sinkt. Danach steigt der Wert innerhalb von ca. 2 Stunden auf etwa 120mg/100ml an. Im Laufe des Vormittags sinkt der Blutzuckerspiegel wieder auf unter 100mg/100ml ab, dabei steigt er nach 11 Uhr kurzzeitig noch einmal von 100 auf 110mg/100ml. Mittags ab 13 Uhr steigt der Blutzuckerspiegel auf 110mg/100ml an und schwankt im Laufe des Nachmittags leicht, bis er zwischen 16 und 18 Uhr wieder auf 70mg/100ml abfällt. Abends steigt der Blutzuckerspiegel auf ca. 120mg/100ml und fällt anschließend ab ca. 20 Uhr bis zum nächsten Morgen wieder stetig ab.
       
   2. Stelle Hypothesen zu den Schwankungen des Blutzuckerspiegels im Diagramm auf.
      Nachts: Während des Schlafs wird Glucose verbraucht, somit sinkt der Blutzuckerspiegel, doch nur langsam, da die körperliche Belastung nur gering ist.
      Tagsüber: Morgens, mittags und abends steigt der Blutzuckerspiegel immer nach Mahlzeiten an, da über die Nahrung Glucose aufgenommen wird. Durch geistige (Schule) und körperliche (Sport) Tätigkeit sinkt der Wert zwischen den Mahlzeiten, da vermehrt Glucose verbraucht wird.

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