STOFFWECHSEL. Optimale KH-Zufuhr: Warum? Wie? Welche KH? STOFFWECHSEL STOFFWECHSEL STOFFWECHSEL. Aufgaben. Was ist der glykämische Index??
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- Babette Simen
- vor 7 Jahren
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1 GRUNDLAGEN STÖRUNGEN:Diagnose, Therapie, Prävention 2 Bedeutung der körperlichen Aktivität Glukose Hexokinase Glukose-6-Phosphat Phosphohexoisomerase Fruktose-6-Phosphat Phosphofruktokinase Aldolase Fruktose-1,6-Biphosphat Gyzerinaldehyd-3-Phosphat 3-Phosphoglyzerinaldehyddehydrogenase 1,3-Biphosphoglyzerinsäure 3-Phosphogyzeratkinase 3-Phosphoglyzerinsäure Phosphoglyzeratmutase Enolase Pyruvatkinase dehydrogenase 2-Phosphoglyzerinsäure Phosphoenolpyruvat Pyruvat (jeweils 2 Moleküle) 1ADP -> 1ATP 1ADP -> 1ATP NAD + -> NADH+H+ NADH+H + -> NAD + Nettoproduktion: 2 ATP, (2NADH 2) SS: 2008 Dr. Burtscher Aufgaben Wie hoch ist Ihr Grundumsatz? Wie hoch ist die DIT nach 100 g Kohlehydrate? nach 100 g Eiweiß? Beispiele für drogeninduzierte Thermogenese? Energieverbrauch durch 2-stündige moderate Aktivität? Energieverbrauch durch eine 2-stündige Bergwanderung: 7 km, 500 Höhenmeter? Wie lange müssen Sie moderat Sport betreiben, um die Energie einer Tafel (100 g) Schokolade zu verbrennen? Wie lange müssen Sie moderat Sport betreiben, um 1 kg Fett zu verbrennen? Was ist indirekte Kalorimetrie? Vorbereitung durch: Herr Pröller et al. Energieumwandlung: Alles klar???? Wärme und ATP-Produktion Optimale Ernährung Optimale Leistung KH für intensive Belastungen Aber: Speicher eher gering 2-3 h bei 70 % VO2max 30 min bei intensiven Intervallen! Bradford B Lowell, 2002 Optimale KH-Zufuhr: Warum? Wie? Welche KH? Glukose Muskelarbeit Glukose, Fruktose Leber Was ist der glykämische Index?? 1
2 Glykämischer Index (GI): Wie rasch Glukose im Blut erscheint! KH mit: Hohem Mittlerem Niedrigem GI Hoher GI: Weißbrot Reis Cornflakes Müsli Kartoffel (Gekocht, gebraten) Glukose, Saccharose, Honig Bananen Mittlerer GI: Nudeln, Spaghetti Porridge Kartoffelchips Trauben, Orangen Niedriger GI: Milch Yoghurt Tomatensuppe Äpfel Bohnen Teilgefüllte (leere) Glykogenspeicher: Höhere Verletzungsrate, z. B. beim Alpinen Skilauf (Eriksson et al. 1977) Veränderte Muskelfunktion Keine intensive Belastungen Optimale Auffüllung der Glykogenspeicher? 50 g KH alle 2 h (5-6 %/h; anfangs etwas mehr) 25 g alle 2 h 2%/h (Ivy et al. 1988) 100 g alle 2 h keine Vorteile! Glukose oder Saccharose? Kein Unterschied! Fruktose: 3%/h!! 2
3 Füllung der Glykogenspeicher: Allgemeine Empfehlungen: 600 g KH in 24 h Ca. 1/3 KH mit niedrigem GI Entweder alle 2 h 50 g oder z.b. 150 g alle 6 h (Costill et al. 1981) Dann etwas Fett- und/oder Proteinzusatz um verzögerte Magenresorption zu bewirken. Enzymatischer Abbau der KH Ptyalin (Speichel) Oligosaccharide, Disaccharide Alpha-Amylasen (Bauchspeicheldrüse) Disaccharidasen (Darm) Hydrolyt. Spaltung (Darm) von Polysacchariden in Monosaccharide Kohlenhydrate Insulin Blutzuckerregulation Verdauung: Absorptionsgeschwindigkeiten sind sehr unterschiedlich: Galaktose > Glucose > Fruktose > Mannose > Xylose Galaktose/Glukose: aktiver Transport (Na+-abhängiger Carrier) Fruktose: erleichterte Diffusion in der Mukosazelle: Probleme bei der Absorption von KH Fehlen spezifischer Disaccharidasen(z.B. Lactase): Substrat gelangt in tiefere Darmabschnitte und bindet Wasser Osmotisch bedingte Durchfälle Beispiel: Laktose-Intoleranz Insulin Kohlenhydrate Physiologische Haupteffekte: Aufnahme und Verbrauch von Glukose in allen Zellen Aufnahme von AS, Proteinsynthesförderung Leber: Glukose Glykogen, Hemmung der Glykogenolyse Umbau zu Fett (wenn Glykogenspeicher voll) auch in Fettgewebe, Hemmung der Lipolyse Muskelzellen: Steigerung der Membranpermeabilität für Glukose Nahrungsfasern (Ballaststoffe): (30g/d) Durch menschliche Enzyme nicht abbaubar; (teilweise) Fermentation durch Darmbakterien (Cellulose, Pektin) Bakterielle Abbaurate im Colon: Cellulose (Glucosepolymer) 30-50% Hemicellulose (Pentosen + Hexosen) 50-80% Wirkung von Ballaststoffen? 3
4 Kohlenhydrate Speicher (in Form von Glykogen): Leber: ca. 10% des Gewichtes: g Muskulatur: ca. 1-2% des Gewichtes: g Glykogensynthese Glukose Glukose-6-P Glukose-1-P GLYKOGEN Hexokinase Glykogensynthase Glykogenabbau Glykogen Glukose-1-P Phosphorylase a Glykogenspeicherkrankheiten: z.b.: McArdlesche K: Phosphorylase a Mangel Hormonelle Steuerung z.b.: Adrenalin, Glukagon Adenylzyklase (c-amp ) Phosphorylase aktiv Glykogensynthase inaktiv Ca ++ direkte Phosphorylaseaktivierung Wann? Konsequenzen? Glukoneogenese entsprechende Enzyme nur in: Leber, Niere, (Darm) glukoplastische Aminosäuren Ausscheidung im Harn Harn ist normal zuckerfrei bei (Blut)Konzentration > 180 mg/dl Nierenschwelle überschr. Glukose im Harn (Diabetes mellitus) Renaler Diabetes: niedrige Schwelle Blutzucker normal,nüchtern: mg/dl Glukose Fette Ernährung und Kohlehydrate Glykolyse Pyruvat Acetyl CoA Pyruvatdehydrogenase Fettsäuresynthese Gesamtanteil: % Wenn unzureichend: gesteigerter Fettumsatz, Keto-Azidose Proteinabbau Diskutiere: Mono/Di/Oligosaccharide vs. Polysaccharide 4
5 Glykolyse Zytoplasma Zellkern Mitochondrium Zitratzylus Atmungskette Glykolyse Glukose Hexokinase 1ATP -> 1ADP Glukose-6-Phosphat Phosphohexoisomerase Fruktose-6-Phosphat Phosphofruktokinase 1ATP -> 1ADP Fruktose-1,6-Biphosphat Aldolase (jeweils 2 Moleküle) Gyzerinaldehyd-3-Phosphat 3-Phosphoglyzerinaldehyddehydrogenase1,3-Biphosphoglyzerinsäure 3-Phosphogyzeratkinase NAD + -> NADH+H + 3-Phosphoglyzerinsäure Phosphoglyzeratmutase 2-Phosphoglyzerinsäure Enolase Phosphoenolpyruvat Pyruvatkinase Pyruvat dehydrogenase NADH+H + -> NAD + Nettoproduktion: 2 ATP, (2NADH 2 ) Glykolyse: anaerobe Energiebereitstellung Glukose/Glykogen Glukose 197 kj/mol (47 kcal/mol) 2 ATP (a 7,3 kcal) 14,6 kcal Wirkungsgrad: 31 % Pyruvat LDH PDH Acetyl-CoA Glykogen 3 ATP Zitratzyklus Anaerobe Glykolyse -> bildung x Sportliche Bewegung (aerobe Arbeit) steigert die Glukoseaufnahme in die Zelle insulinunabhängig! Wie? Was passiert mit dem? Cori-Zyklus/Herz/Skelettmuskel 5
6 Sport und Kohlenhydrate Belastungsintensität Belastungsdauer Zufuhr während Belastung Zufuhr nach Belastung Regeneration Glykogenloading Glykogenkonzentration nach Ein-Bein-Belastung und nach Glyk.-Loading Glykogen in Typ I und II Fasern nach 60 min Belastung (70 % VO2max) Glykogenentleerung: 2 3 Std bei mittlerer Intensität 30 min bei hoher Intensität Glykogenauffüllung: 5 (7) % pro Stunde Optimal: ca. 50 g Zucker / 2 Std Achtung: Regenerationszeiten, Superkompensation In Form von: 200 g Weißbrot 200 g Reis 90 g Teigwaren g Müsli, Cornflakes Essen vor dem Wettkampf: wann, was? Günstig: 3 4 Std. vor dem Wettkampf Nahrungsmittel mit niedr. glyk. Index 1 Std. vorher: Zuckergetränk (5-10 %) Glykogenloading: klassisch, modifiziert? 6
7 Essen (Trinken) während dem Wettkampf? KH Elektrolytgetränk: direkt vor und während der Belastung! Belastungen < 1 Std. werden durch KH-Loading nicht beeinflusst! Aber: direkt vorher und während der Belastung günstig! Warum? Hemmung der zentralen Ermüdung? Serotonin? 7
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