Holiday time! White carbs time! Finally, we can escape the usual routines and seize the opportunity to relax healthy eating habits. In the heat of Italy, we wave arrivederci to muesli and German wholemeal bread and enthusiastically tuck into those white carbs.

Our digestive system gets a culture shock at the sudden lack of fibre. By the fifth day of constipation, the question becomes pressing: What happened to all those pizzas, ciabattas and other mediterranean delights we devoured over the last days? Ok, our trousers might have become a little tighter. But that alone does not explain the whereabouts of all that food.

But not to worry. Pizza and Baguettes have not accumulated in some unknown part of our anatomy. Quite to the contrary, they have silently left our body, but not via the obvious route. Instead, they took a different exit: Our lungs. We have simply exhaled them.

Invisible combustion engines

Far-fetched though it may sound, we do really exhale pizzas and spaghetti. In reality, our bodies perform this disappearing trick every day, holiday or no holiday. The only difference is that at home, with familiar food and regular digestion, we simply don’t notice. It’s only during those protracted visits to the loo in the mediterranean heat that we start wondering where all the food went.

So, how does this disappearing trick work? To solve The Mystery of the White-Carbs’ Whereabouts, we have to track their path through our bodies.

Pizza, ciabatta and a host of other southern yumminess consist almost entirely of carbohydrates which our body turns into fuel. As soon as we chew on that delicious first bite, our saliva starts to prepare the carbohydrates for digestion. In our digestive system, those carbon-chains are split into their constituent parts, a.k.a. sugar. In reality, carbs are nothing but chains of sugar units. Our blood delivers this sugar, in the form of glucose, to the cells that make up our body. At the same time, our lungs take oxygen out of the air and load it onto the red blood cells. These also transport the oxygen to the body’s other cells.

These simple ingredients – sugar and oxygen – provide the energy we need to live. Virtually all of our cells are equipped with dozens or even thousands of tiny weeny combustion engines. They are so tiny hundreds of them could fit on top of the full stop at the end of this sentence. Instead of petrol, they run on sugar.

Not salami slices atop a pizza but a microscopic view of two of our combustion engines, which biologists call mitochondria. (Wikimedia commons)

The combustion in these mini engines unfolds more slowly than in a car engine – but chemically speaking, the process is virtually identical. Car engines and biological cells both burn their fuel – be it petrol or sugar – with added oxygen. This releases energy that can either power a vehicle – or you. In both cases, what is left behind is water and carbon dioxide (CO2). Those leave the engine through the exhaust pipe, or, in our bodies, our lungs. Every day, we exhale about one kilogram of CO2 on average. This contains around 300 grammes of carbon – the essential ingredient of the carbohydrates in pizza and ciabatta.

In this very moment sugar is being burnt in billions of cells in your body. It supplies the energy needed for every movement, every heartbeat, and every single thought – even this one! Our bodies’ efficient use of carbohydrates is also behind the existence of our brains. Improvements in humans’ capacity for digesting carbohydrates are thought to be the decisive push sparking the development of our marvellous thinking equipment.

This is only possible because a lot of energy is stored in flour, just like in petrol. Surprisingly, flour can even explode if suspended as dust in the air. In that case, it releases the energy stored within in an uncontrolled and speedy combustion. And the similarities between flour and petrol are by no means coincidental – both are based on carbon-chains made by plants. Do not underestimate flour power:

In 1878, a flower dust explosion at the largest mill of its time in the U.S. killed 18 workers

Sun rays turn into thoughts

But where does the energy come from that is stored in carbohydrates and petrol? The source is around 150 million kilometres away: our good old home star, the sun. Even though its power is strongest during the holidays on southern shores, our bodies can’t use the energy contained in its rays directly. Plants do that for us. They trap the energy and store it in the form of sugar units. Later, these end up in the carbohydrates of flour and in pizza and ciabatta. The energy contained in petrol was trapped and stored by plants millions of years ago – both oil and coal formed from dead plants.

A broken grain of wheat, magnified 180-fold. The stores of carbohydrates are in yellow.
(eye of science, used with permission)

Building materials made out of thin air

While we exhale a considerable weight of CO2, plants gain weight by “inhaling” it. This is why large plants can grow out of a surprisingly small pot. They don’t get their most important building materials from the earth, but from the air.

This bonsai tree is nearly 400 years old. It even survived the Hiroshima nuclear blast. (Wikimedia commons)

This seems surprising, because we tend to vastly underestimate how much mass hides in the air. It is only strong winds that remind us of the air’s weight:

Plants use exactly the same process as the cells in our body – except it unfolds in the opposite direction. Plants use the energy of the sun to fuse water from the ground and CO2 from the air into carbohydrates, releasing oxygen in this process called photosynthesis. Animals like us burn those same carbohydrates with oxygen, turning them into water and CO2, to release the energy.

That’s why everything we do and think is ultimately powered by a sunbeam that was first captured by a plant, and then freed from its captivity in food by our body.

In a nutshell: Plants store solar energy, animals like us release it via combustion. And we use each other’s waste products: Plants release oxygen on which we depend and, after eating Pizza and spaghetti, we breathe out the CO2 the plants need to grow.

Consider that wonderfully simple cycle that forms the basis for the diversity of life on planet Earth. Perhaps this thought, powered by a sunbeam, can bring momentary relief from indigestion in the scorching mediterranean heat, after that white carb overload.{:}{:de}Endlich Ferien! Wir entfliehen Alltag und guten Vorsätzen – und können im Urlaub mal wieder Fünfe gerade sein lassen. So auch bei unseren Essgewohnheiten: In der italienischen Sonne sagen wir Vollkornbrot und Müsli arrivederci und dürfen endlich mal wieder ungeniert leckeres Weißbrot, Pizza und Spaghetti essen.

Heute schon eine Pizza ausgeatmet?

Dem deutschen Verdauungsapparat verpassen wir mit der plötzlichen Abstinenz von Ballaststoffen einen Kulturschock – und spätestens am fünften Tag mit Verstopfung drängt sich auf dem stillen Örtchen die Frage auf: Wo sind eigentlich die Pizzen, Ciabatta und all die anderen Leckereien abgeblieben, die wir in den letzten Tagen vertilgt haben? Die Hose mag zwar plötzlich ein wenig kneifen, aber kugelrund sind wir nun auch nicht geworden.

Aber keine Sorge – Pizzen und Spaghetti verstecken sich nicht an einem obskuren Ort unserer Anatomie, sondern sind unserem Körper längst größtenteils heimlich, still und leise entwichen. Dabei haben sie offensichtlich nicht die naheliegende Route genommen, sondern einen anderen Ausgang: Unsere Lungen. Wir haben sie schlicht ausgeatmet.

Unsere unsichtbaren Verbrennungsmotoren

Eine Pizza ausatmen – Wie haben wir dieses Kunststück nur vollbracht? Eigentlich erledigt unser Körper diesen Zaubertrick Tag für Tag – ob im Urlaub oder nicht. Der einzige Unterschied besteht darin, dass wir es im Alltag bei regelmäßiger Verdauung nicht bemerken, sondern erst auf dem stillen Örtchen in mediterraner Hitze.

Also, wie funktioniert’s? Um dem Verbleib der südländischen Leckereien auf die Spur zu kommen, müssen wir ihren Weg durch den Körper verfolgen.

Pizza und Ciabatta bestehen fast vollständig aus Kohlehydraten, die unser Körper restlos verwerten kann. Und er kann’s kaum abwarten: Kaum ist das erste Stück abgebissen, beginnt der Speichel im Mund mit dem Zerlegen der Kohlehydrate – denn im Ursprungszustand sind sie etwas unhandlich.

Im Verdauungssystem werden die Kohlehydrate dann völlig in ihre Einzelteile zerlegt: in Zucker, denn Kohlehydrate sind nichts anderes als verkettete Zuckerbausteine. Dieser wird vom Blut zu unseren Körperzellen transportiert. Gleichzeitig nehmen unsere Lungen Sauerstoff aus der Luft auf. Sie beladen damit die roten Blutkörperchen, die den Sauerstoff ebenfalls bei den Zellen abliefern.

Aus diesen simplen Zutaten – Zucker und Sauerstoff – gewinnen wir nun die Energie, die uns am Leben hält. Nahezu jede einzelne unserer Körperzellen ist zu diesem Zweck mit Dutzenden bis Tausenden von klitzekleinen Verbrennungsmotoren ausgestattet. Diese sind so winzig, dass davon hunderte nebeneinander auf den Punkt am Ende dieses Satzes passen würden. Statt mit Benzin laufen sie jedoch mit Zucker.

Dies sind nicht etwa Salami-Scheiben auf einer Pizza, sondern unsere Verbrennungsmotoren unter dem Mikroskop. Auf Fachchinesisch heißen sie Mitochondrien.
(Wikimedia Commons)

Die Verbrennung in diesen Mini-“Motoren” läuft im Vergleich zum Auto kontrollierter und langsamer ab, aber chemisch betrachtet ist der Prozess fast identisch. Sowohl Automotor als auch Zellen verbrennen ihren jeweiligen Sprit – ob nun Benzin oder Zucker – mit zugeführtem Sauerstoff. Dabei wird Energie frei, die entweder ein Auto antreibt – oder eben unseren Körper.

Übrig bleiben in beiden Fällen Wasser und als Abgas Kohlendioxid. Dieser verlässt den Automotor durch den Auspuff – unser “Auspuff” dagegen ist die Lunge, durch die wir Tag für Tag rund ein Kilogramm Kohlendioxid ausatmen. Darin enthalten sind etwa 300 Gramm Kohlenstoff – der wichtigste Bestandteil der Kohlehydrate aus Pizza und Spaghetti.

Diese “Verbrennung” von Zucker läuft in diesem Augenblick in Milliarden von Zellen in deinem Körper ab. Sie liefert die Energie für jede Bewegung, jeden Herzschlag, jeden Gedanken – auch diesen hier! Übrigens verdanken wir der effizienten Verbrennung von Kohlehydraten sogar unser Gehirn: In unserer Evolutionsgeschichte waren Innovationen bei der Kohlehydrat-Verwertung wohl der entscheidende Anschub für die Entwicklung des wundersamen menschlichen Denkapparats.

Dies alles ist nur möglich, weil im Mehl genau wie in Benzin viel Energie gespeichert ist – fein zerstäubt kann Mehl sogar explodieren. Dabei tut es nichts anderes, als die gespeicherte Energie bei einer rasanten Verbrennung schlagartig freizusetzen. Die Ähnlichkeiten zwischen Mehl und Benzin kommen nicht von ungefähr – beide basieren auf von Pflanzen gebildeten Kohlenstoff-Verbindungen. Eine böse Überraschung droht jedem, der den Energiegehalt von Mehl unterschätzt:

1878 starben bei einer Mehlstaub-Explosion in der damals größten Mühle der USA 18 Menschen

Sonnenstrahlen werden zu Gedanken

Aber wo kommt eigentlich die ganze Energie her, die in Kohlehydraten und Benzin steckt? Die Quelle befindet sich in ungefähr 150 Millionen Kilometer Entfernung: Unser guter alter Heimatstern, die Sonne. Obwohl sie uns im Urlaub besonders heftig auf dem Pelz brennt, kann unser Körper die Energie ihrer Strahlen nicht direkt nutzen – das machen zunächst die Pflanzen für uns. Sie fangen die Kraft der Sonnenstrahlen ein und speichern sie in den Kohlehydraten (dieser Prozess ist die Photosynthese), die wir zu Mehl und schließlich zu Pizza verarbeiten. Auch die im Benzin enthaltene Energie wurde vor Millionen von Jahren von Pflanzen eingefangen und gespeichert – Öl und Kohle sind aus toten Pflanzen entstanden.

Kleiner Weizenkorn ganz groß: Bei 180-facher Vergrößerung sind in diesem aufgebrochenen Weizenkorn die Kohlehydrat-Speicher in gelb gut zu  erkennen. (Foto: Eye of Science) 

Baumaterial aus Luft

Genau so wie wir auf fast magische Weise durch das Ausatmen von Kohlendioxid Gewicht verlieren, nehmen die Pflanzen durch das “Einatmen” von Kohlendioxid an Gewicht zu. Deshalb kann auch aus einem kleinen Blumentopf eine erstaunlich große Pflanze wachsen – das wichtigste “Baumaterial” entnimmt die Pflanze nicht der Erde, sondern der Luft.

In den Pflanzen läuft der gleiche Vorgang ab wie in unserem Körper – nur andersherum. Die Pflanzen setzen die Energie der Sonne ein, um mit Kohlendioxid aus der Luft und Wasser aus dem Boden Kohlehydrate zu schmieden und dabei Sauerstoff freizusetzen – ein Prozess namens Photosynthese. Wir dagegen verbrennen Kohlehydrate mit Sauerstoff zu Kohlendioxid und Wasser, um diese Energie wieder freizusetzen.

Alles was wir tun und denken wird somit letztendlich von einem Sonnenstrahl angetrieben, der zuerst von einer Pflanze eingefangen und dann von unserem Körper aus der Nahrung befreit wurde. Pflanzen speichern Sonnenenergie, wir Tiere setzen sie durch Verbrennung wieder frei. Jeder kann dabei die Abfälle des anderen nutzen: Die Pflanzen setzen beim Wachsen Sauerstoff als Abfallprodukt frei, ohne den wir nicht existieren könnten. Wir atmen nach dem Verzehr von Pizza und Spaghetti Kohlendioxid aus, den die Pflanzen für ihr Wachstum benötigen.

Dieser simple Kreislauf bildet die Basis für die ganze Vielfalt des Lebens auf Erden. Vielleicht kann diese Vorstellung – ebenfalls angetrieben von einem Sonnenstrahl – etwas Trost spenden, wenn wir nach einer Kohlehydrat-Überdosis in mediterraner Hitze mal wieder mit Verstopfung auf dem Klo sitzen.