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Kohlenhydrat stoffwechsel

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Kohlenhydrat stoffwechsel

Kohlenhydrate (Saccharide) sind wichtige Energielieferanten für den Körper. Je nach Aufbau wird zwischen Monosacchariden (Traubenzucker, Fruktose, Galaktose), Disacchariden (Rohrzucker, Milchzucker) und Polysacchariden (Stärke, Glykogen) unterschieden. Von diesen können nur Monosaccharide über die Darmwand ins Blut und damit in die Zellen gelangen.

Ein Großteil der mit der Nahrung aufgenommenen Kohlenhydrate besteht aus Stärke, einem Polysaccharid. Die Aufgabe der Verdauung besteht darin, diese so zu zerlegen, dass die dabei entstehenden Produkte ins Blut aufgenommen werden können.

Kohlenhydrate und ihre QuellenSchon im Mund (Os) beginnt die Kohlenhydratverdauung, denn im Mundspeichel befinden sich die Verdauungsenzyme Alpha-Amylase (Ptyalin), die die Stärke in kleinere Bausteine zerlegen. Im Dünndarm (Intestinum tenue) kommt es durch die Pankreas-Amylase zur weiteren Zersetzung, unterstützt von anderen Enzymen der Dünndarmschleimhaut (Glukosidasen, Amylasen). Die Endprodukte der Kohlenhydratverdauung, die Monosaccharide, gelangen über die Dünndarmepithelzellen ins Blut und mit dem Blut zur Leber (Hepar).

Eine entscheidende Rolle spielen die Langerhansschen Inseln der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) für den Kohlenhydratstoffwechsel. Sie produzieren Hormone, die verschiedene Funktionen haben: Insulin wirkt blutzuckersenkend, denn es beschleunigt den Eintritt von Glukose in das Leber- und Muskelgewebe. In der Leber kommt es unter Einwirkung von Insulin zum Aufbau von Glykogen (Speicherform von Zucker).

Ein Hormon des Nebennierenmarks ist das Adrenalin. Durch seine Einwirkung kommt es zur Freisetzung von Glukose aus den Glykogendepots der Leber. Dieser Vorgang dient der Konstanthaltung des Blutzuckerspiegels.

Im Gegensatz zum Transport von Aminosäuren verläuft der Zuckertransport in die Zellen passiv. Er ist abhängig vom Konzentrationsgefälle zwischen Blut und Zelle. Daher wird bei diesem Vorgang keine Energie verbraucht.

Fehlen bestimmte Enzyme, können einige Zucker nicht aufgespalten, also auch nicht aufgenommen werden. Beispielhaft hierfür ist die Unverträglichkeit von Milchzucker (Laktose-Intoleranz). Wird das laktosespaltende Enzym Laktase nur unzureichend oder gar nicht in der Dünndarmschleimhaut gebildet, kommt es bei einer Aufnahme von Milch oder Milchprodukten zu massiven Krämpfen und Durchfällen.

Laktose ist gerade im Säuglinsalter wichtig, denn es ist praktisch das einzige Kohlenhydrat, das ein Säugling erhält. Laktose hat Bedeutung für die Entstehung einer gesunden Darmflora. Außerdem fördert es die Aufnahme von Calcium.

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Stoffaustausch der Zelle

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Beim Stoffwechsel nimmt die Zelle (Cellula) die durch den Verdauungsvorgang entstandenen Nahrungsbestandteile aus dem Blut auf. Diese werden in eigene Stoffe verarbeitet, nicht benötigte Stoffe werden als Schlacke wieder ausgeschieden. Für diese Vorgänge ist eine Zellatmung notwendig, um Sauerstoff aufzunehmen und Kohlendioxid abzugeben.

Es werden zwei Stoffwechselarten unterschieden, der Baustoffwechsel und der Betriebsstoffwechsel. Nahrungsbestandteile gelangen durch den sogenannten vesikulären Transport ins Zellinnere. Nicht benötigte Stoffe werden auf diesem Weg an die Umgebung abgegeben.

Die Bestandteile werden von einer Hülle aus Membranbestandteilen umschlossen und in dieser Hülle als Vesikel in die Zelle eingeschleust (Endozytose) bzw. an die Umgebung abgegeben (Exozytose). Dieser Vorgang wird als Phagozytose bezeichnet.

Beim Baustoffwechsel werden die so aufgenommenen Nahrungsbestandteile zu arteigenen verarbeitet und zum Zellaufbau verwendet. Beim Betriebsstoffwechsel werden Nährstoffe und nicht mehr benötigte Stoffe zu Kohlendioxid und Wasser abgebaut und der Zelle für den Baustoffwechsel als Energie zur Verfügung gestellt.

Innerhalb des Stofftransportes unterscheidet man einen aktiven Transport, für den immer eine Energiezufuhr notwendig ist und einen passiven Transport. Als passiver Transport können verschiedene Arten wie Osmose, Diffusion, Filtration usw. genannt werden.

Alle Stoffe, die transportiert werden, müssen als Hindernis die Zellmembranen durchdringen. Nicht alle Stoffe, Gase und Flüssigkeiten können durch die Zellmembran hindurch. Dieses ist abhängig von der Durchlässigkeit der Zellmembran (Permeabilität) und der Größe der Teilchen. Damit ist es dem Körper möglich, den für einige Stoffe wichtigen Konzentrationsunterschied zwischen Zellinnerem und Zwischenzellraum zu schaffen und aufrecht zu erhalten.

 

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Was ist stoffwechsel?

Vitamin-Mangel

Als Stoffwechsel wird die Gesamtheit aller biochemischen Reaktionen im Organismus bezeichnet. Hier werden die dem Körper zugeführten Nahrungsmittel in mechanische Arbeit (Muskeln) und in Wärme umgesetzt. Ein Teil wird auch für die Zusammensetzung körpereigener Stoffe verwendet.

An der Menge umgesetzter Stoffe machen Kohlenhydrate, Fette und Eiweiße den größten Anteil aus. Daneben existieren in geringen Mengen Spurenelemente, Vitamine und Hormone. Spurenelemente sind anorganische Verbindungen oder Ionen, die überwiegend als so genannte Coenzyme chemische Reaktionen unterstützen.

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Grundlegende Körperfunktionen

Körperfunktionen

Damit die einzelnen Teile des Organismus richtig arbeiten können, muss sozusagen die Umgebung stimmen, müssen die Rahmenbedingungen erfüllt sein.

Zwar haben sich im Laufe der Entwicklung des Menschen viele mechanische Schranken gegen den Einfluss der Außenwelt gebildet, doch ganz können sie das Körperinnere nicht abschirmen, so dass weitere Mechanismen zur Regulation nötig sind. Auch können im Körper selbst Stoffe oder Wärme entstehen, die abgebaut oder entfernt werden müssen.

Körperfunktionen

Zum Leben ist Energie nötig. Sie wird durch Verbrennung aus Nährstoffen gewonnen. Diese bewältigt der Stoffwechsel in den Zellen. Jedoch wird nicht immer dieselbe Menge gebraucht und auch die Ausgangsstoffe unterscheiden sich. Also müssen jederzeit Teile des Stoffwechsels aus- und einschaltbar sein.

Diese Aufgabe übernehmen Regelkreise, die aus mehreren Messpunkten bestehen und entsprechend der Situation Signale an die Organe senden, zu arbeiten oder die Arbeit zu stoppen.

Damit der Stoffwechsel innerhalb der Zelle richtig arbeiten kann, ist eine Temperatur von etwa 36 bis 37°C nötig. Durch körperliche Bewegung kann sie jedoch darüber steigen, so dass die überschüssige Wärme abgeführt werden muss. Kühlt der Körper von außen aus, wenn die Außentemperatur geringer als die Innentemperatur ist, muss zusätzlich geheizt werden.

Wie bei der Heizung im Haus wird organische Substanz – Fette, Zucker und Eiweiß – durch den Stoffwechsel verbrannt. Auch Thermostaten sind vorhanden, die die Heizung wieder abschalten, wenn es warm genug ist.

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