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Vorkommen und Aufbau

Die Kohlenhydrate sind die in der Natur am häufigsten vorkommenden organischen Verbindungen. Sie werden von grünen Pflanzen und Bakterien bei der Photosynthese produziert. Dabei wird das Kohlendioxid der Luft mittels Solarenergie zu Kohlenhydraten und anderen lebensnotwendigen Substanzen umgesetzt.

Kohlenhydrate bestehen hauptsächlich aus Zucker, Stärke, Dextrin, Cellulose und Glykogen, die zu einem großen Teil in der Nahrung für Menschen und für viele Tiere enthalten sind. Die einfachsten Verbindungen sind die Einfachzucker oder Monosaccharide. Sie enthalten entweder eine Aldehyd- oder eine Ketogruppe; ihr wichtigster Vertreter ist Glucose. Sind zwei Moleküle von Monosacchariden durch ein Sauerstoffatom verbunden, so erhält man unter Abspaltung eines Moleküls Wasser ein Disaccharid; die geläufigsten sind Saccharose (Rohrzucker), Lactose (Milchzucker) und Maltose (Malzzucker). Polysaccharide bilden riesige Moleküle, die aus einer oder mehreren Monosaccharideinheiten zusammengesetzt sind. In Glykogen sind circa zehn, in Stärke circa 25 und in Cellulose 100 bis 200 Monosaccharidmoleküle enthalten.

Für lebende Organismen sind die Kohlenhydrate sowohl für lebenserhaltende Prozesse als auch zur Energiespeicherung von entscheidender Bedeutung: Sie sind lebenswichtig. Kohlenhydrate sind maßgeblich beim Körperbau beteiligt. Cellulose und Hemicellulose stellen die wichtigsten Strukturelemente bei Pflanzen dar. Bei wirbellosen Tieren macht das Polysaccharid Chitin den Hauptbestandteil des Ektoskeletts der Gliederfüßer aus. Bei Wirbeltieren enthalten die Zellschichten des Bindegewebes Kohlenhydrate. Die Zellmembranen sind mit Glycoproteinen angereichert. Zur Energiespeicherung verwenden Pflanzen Stärke und Tiere Glykogen: Benötigt der Organismus Energie, so werden die Kohlenhydrate mittels Enzymen aufgespalten.