BMS St. Gallen Verdauung Naturwissenschaften

Transkript

1 Ziele: - Sie können die drei Nährstoffe Kohlenhydrate, Fette und Proteine bezüglich Bau und Funktion im Organismus unterscheiden. - Sie können das Verdauungssystem schematisch zeichnen, die verschiedenen Abschnitte benennen und deren Bau und Funktion erklären. - Sie verstehen den Unterschied zwischen mechanischer und enzymatischer Verdauung und können die Namen, Herkunft und Wirkungsweise der verschiedenen Enzyme nennen. - Sie können beschreiben, von welchen Faktoren die Geschwindigkeit chemischer Vorgänge abhängt. - Sie können die verschiedenen Aufgaben der Leber erklären. - Sie können den Bau der Nieren und die Aufgaben welche sie innerhalb des Ausscheidungsapparates übernehmen, beschreiben. - Beachten Sie auch die Ziele in den Unterlagen Der Verdauungsapparat des Menschen (ETH Institut für Verhaltenswissenschaften)." Arbeitsauftrag: Lesen und bearbeiten Sie die abgegebenen Unterlagen Verdauung AB Anschliessend bearbeiten Sie die Unterlagen Der Verdauungsapparat des Menschen (ETH Institut für Verhaltenswissenschaften). Es besteht die Möglichkeit, im Schulzimmer die beschriebenen Versuche durchzuführen. Ob Sie diesen Teil in Partner- oder Einzelarbeit erledigen, ist ihnen freigestellt. Das Teilgebiet 3. Reaktionsgeschwindigkeit mit Versuchen wird innerhalb des Arbeitsauftrages im Schulzimmer zu angegebener Zeit behandelt. Schliesslich bearbeiten Sie die Kapitel Leber und Niere/Harnapparat selbständig. Zudem stehen im Schulzimmer Filme zu Verfügung. Falls Fragen auftreten, bin ich gemäss Stundenplan im Schulzimmer TG 21 erreichbar. Arbeitsort: frei wählbar, Versuche im Schulzimmer Verdauung 1

2 Ihr Körper bezahlt Zuviel, zu fett, zu süss, Zigaretten, Alkohol und Stress - unser unsolides Leben macht jede zweite Schweizerin und jeden zweiten Schweizer krank. Rund zwei Milliarden Franken muss der Staat jährlich zahlen, weil wir uns falsch ernähren. Übergewicht (Adipositas): Früher galt der wohlbeleibte als Symbol für Erfolg und Reichtum. Seit drei Jahrzehnten ist Fettsucht aber zur Volksseuche geworden % der Schweizerinnen und Schweizer sind viel zu dick. Wir essen zu viel, zu fett und zu süss, was im Zusammenspiel mit anderen Zivilisationskrankheiten die Lebenserwartung senkt. Zuckerkrankheit (Diabetes): Drei bis fünf Prozent der Bevölkerung sind zuckerkrank. 80% der Betroffenen über 35 Jahre haben Diabetes, weil sie zuviel auf die Waage bringen. Auch hier gilt als einzige Devise: Runter mit dem Gewicht, weg vom Fabrikzucker und natürlich auch von allen damit hergestellten Lebensmitteln. Ärztliche Aufsicht kann mithelfen, die Stoffwechsellage wieder ins Lot zu bringen. Blutfettkrankheiten: Etwa 1 Million Schweizerinnen und Schweizer haben einen gestörten Blutfettgehalt. Der erhöhte Cholesterin- und Triglyceridspiegel hat mit Übergewicht aber auch mit falscher Ernährung zu tun. Wir essen 40% mehr Fett als wir sollten, was mehr Herzinfarkte zur Folge hat. Tierische Fette sollten durch pflanzliche Fette ersetzt werden. Hochdruckleiden (Hypertonie): Davon sind rund 25% der Bevölkerung betroffen. Hier gilt nur eins: wenig Kochsalz. Pro Tag können wir zwischen zehn und zwölf Gramm Kochsalz vertragen. Nicht selten streuen wir uns das Doppelte oder Dreifache auf oder in unsere Lebensmittel. Ein Tipp: Das Essen mit Kräutern würzen. Gicht: Sie hängt ebenfalls mit Übergewicht zusammen. Ein akuter Gichtanfall macht sich häufig nach einem üppigen Essen bemerkbar. Neben vernünftigem Masshalten ist eine purinarme Kost notwendig. (Purin: stickstoffhaltige organische Substanzen, die im Körper zu Harnsäure abgebaut werden.) Nierenerkrankungen: Auch dabei spielen Übergewicht und zu viel Kochsalz eine Rolle. Dazu kommen ein Übermass an Zigaretten, Alkohol und Medikamenten. Leberleiden: Mehr als Schweizerinnen und Schweizer haben eine chronische Hepatitis. Neben zu massiver Kost entsteht eine Fettleber auch durch zu viel Alkohol. Wer ein halbes Jahr keinen Tropfen trinkt, hat seine Leber wieder regeneriert. Die Leberzellen erneuern sich nämlich innerhalb von sechs Monaten. Verstopfung (Obstipation): Bei rund 30% der Bevölkerung klappt es mit der Verdauung mehr schlecht als recht. Wer sich jeden Tag ballaststoffreich, d.h. mit Obst, Gemüse und Vollkornprodukten ernährt, ist diese Sorge schnell wieder los. Auch Bewegung bringt den Darm wieder auf Trab. Gefässveränderung (Arteriosklerose): Darunter leiden - eingeschlossen alle Folge- und Begleitkrankheiten - mehr als 1 Million Schweizerinnen und Schweizer. Die Ursachen: zu viele Zigaretten, und Alkohol sowie Stress, zu fettes und zu üppiges Essen. Abwechslungsreiche, leichte Kost hilft, die Stoffwechselvorgänge günstig zu beeinflussen Verdauung 2

3 Einführung Führen Sie ihren persönlichen Ernährungstest unter Ratgeber und Tests online durch und lassen ihn auswerten. Berechnen Sie ausserdem ihren BMI (Body Mass Index). Der BMI setzt das Körpergewicht ins Verhältnis zur Körpergrösse. Er lässt sich wie folgt berechnen: BMI = = Wieviel Energie braucht der Mensch? Bevor der Mensch aus der Nahrung Energie gewinnen kann, muss die Nahrung im Verdauungstrakt mechanisch und chemisch zerlegt und müssen die daraus entstandenen Nährstoffmoleküle resorbiert werden. Im Bauchraum umschliesst das Bauchfell die Bauchhöhle. Viele Verdauungsorgane liegen innerhalb der Bauchhöhle oder grenzen mit ihrer Vorderseite an das Bauchfell. Energieliefernde Stoffwechselprozesse (Katabolismus) sind für den Organismus lebenswichtig. Nur mit ihrer Hilfe kann er in ausreichendem Umfang die Struktur seiner Zellen aufbauen und aufrechterhalten (Anabolismus). Auch für körperliche Arbeit und zur Konstanthaltung des Inneren Milieus wird Energie benötigt. Die für den Katabolismus benötigten Substanzen führt sich der Mensch in Form der Nahrungsmittel zu, deren Energiegehalt in den chemischen Bindungen der Nährstoffe Fett, Eiweiss und Kohlenhydrate gespeichert ist. Der Energiegehalt von Nahrungsmitteln wird in der Einheit (Kilo-) Kalorie ausgedrückt. 1 Kilokalorie (kcal) entspricht der Energie, die man braucht, um 1 Liter Wasser von 14 auf 15 C zu erwärmen. Als neue Einheit ist das (Kilo-) Joule eingeführt worden, wobei gilt: 1 kcal = 4,17 kj Verdauung 3

4 Der Energiebedarf Als allgemeine Faustregel gilt, dass für den nicht schwer körperlich arbeitenden Menschen eine Zufuhr von 2500 kcal (Kilokalorien) pro Tag ausreichend ist, um das Energiegleichgewicht zu halten. Bei ganztägiger Schwerstarbeit oder Sportarten mit sehr hohem Kraftaufwand können jedoch über 4000 kcal pro Tag benötigt werden. Richtwerte für den Energiebedarf werden in Kalorientabellen angegeben. Diese sollten neben dem Körpergewicht das Lebensalter, Geschlecht und besondere Lebensumstände wie Schwangerschaft, Stillperiode und den Grad der körperlichen Arbeit berücksichtigen. Der Energiegehalt der Nährstoffe Aus Fett, Eiweiss und Kohlenhydraten werden unterschiedliche Mengen an Energie gewonnen: Pro aufgenommenes Gramm Kohlenhydrate und Eiweiss sind dies 4,1 kcal, pro Gramm Fett 9,3 kcal. Bei einer kalorisch ausreichenden Ernährung sollte zwischen Kalorienzufuhr- und verbrauch ein Gleichgewicht bestehen. Aber auch das Verhältnis der Nährstoffe zueinander ist von Bedeutung. Besonders günstig ist eine Ernährung, die ca % der Kalorien als Kohlenhydrate, 30% in Form von Fetten und 10-15% als Eiweisse enthält. Tatsächlich aber nimmt der "Durchschnittsschweizer" vor allem zu viel Fett auf (130 g statt g täglich). Die genauen Anteile der Nährstoffe an den einzelnen Nahrungsmitteln können speziellen Tabellen entnommen werden, die in grosser Zahl im Handel erhältlich sind. Während der Stoffwechselgesunde, der eine abwechslungsreiche Mischkost zu sich nimmt, die Berechnung der einzelnen Nährstoffanteile getrost vernachlässigen kann, ist sie für Diabetiker oder Patienten mit Fettstoffwechselstörungen zur Diätplanung unerlässlich Verdauung 4

5 Bau der Nährstoffe Kohlenhydrate Kohlenhydrate spielen für das Leben auf diesem Planeten eine zentrale Rolle. Sie werden von den grünen Pflanzen im Rahmen der Photosynthese aus Kohlendioxid und Wasser mit Hilfe von Sonnenlicht in gigantischen Mengen gebildet. Die Sonnenenergie wird hierbei als chemische Energie in den Kohlenhydraten gespeichert und ist in dieser Form für jedes Lebewesen nutzbar. Kohlenhydrate sind aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff zusammengesetzt. Im menschlichen Organismus spielen die Kohlenhydrate als schnell verfügbare Energiequelle die grösste Rolle. Entsprechend ihrer Grösse werden sie in drei verschiedene Gruppen eingeteilt: 1. Monosaccharide (mono = eins; Saccharide = Zucker) Monosaccharide oder Einfachzucker sind einfache Zuckermoleküle, deren ringförmiges Kohlenstoffgerüst ein Fünfbzw. Sechseck bildet. Der wichtigste Einfachzucker im menschlichen Organismus ist die Glukose (Traubenzucker). Sie besteht aus sechs C-, zwölf H- und sechs O-Atomen und wird deshalb mit C 6 H 12 O 6 abgekürzt. Glukose kann von den meisten Zellen zur Energiegewinnung herangezogen werden. Andere sehr häufige Monosaccharide sind die Fruktose (Fruchtzucker) und die Galaktose. 2. Disaccharide (di = zwei) Reagieren zwei Einfachzucker miteinander, so entsteht ein Zweifachzucker (Disaccharid). Beim Aufbau der Saccharose wird ein Wassermolekül abgespalten. Solche Verknüpfungsreaktionen, bei denen Wassermoleküle frei werden, nennt man Kondensationsreaktionen. Saccharose (Rohr- oder Rübenzucker) wird aus Glukose und Fruktose gebildet, Laktose (Milchzucker) aus Glukose und Galaktose Verdauung 5

6 3. Polysaccharide (poly = viele) Manche Disaccharide können durch Verknüpfung mit weiteren Einfachzuckern zu Polysacchariden (Vielfachzucker) reagieren, wobei riesige Makromoleküle entstehen. Ein Beispiel ist die Stärke (Amylose): Sie ist die pflanzliche Speicherform der durch Photosynthese aufgebauten Glukose. Dabei wird eine spiralförmige Glukose-Kette aus Glukosemolekülen angeordnet. Kartoffeln, Weizen und Mais enthalten sehr viel Stärke. Ein weiteres Beispiel ist das Glykogen Ist schon genügend Glukose in den Zellen vorhanden bzw. der Energiebedarf gering, so kann die Glukose in der Leber sowie den Zellen der Skelettmuskulatur in Form von Glykogen gespeichert werden. Glykogen ist chemisch nahe mit der pflanzlichen Speicherform der Glukose, der Stärke, verwandt. Eine Speicherung der Glukose in Form von Glykogen ist jedoch nur in relativ geringem Umfang möglich. Werden trotzdem weiter Kohlenhydrate aufgenommen (z.b. durch ständigen Verzehr von Süssigkeiten), so wird diese überschüssige Glukose in Fett umgewandelt und in Leber bzw. Fettgewebe gespeichert. Der betreffende Mensch wird also dick, Fettzellen, etwa im Bauchraum, vergrössern sich um ein Vielfaches, und die Leber verfettet. Der Erwachsene kann insgesamt etwa 300 bis 500 g Glykogen speichern. Hieraus ist ein Energiegewinn von etwa 1200 bis 2000 kcal möglich. Dies entspricht etwa der Energiemenge, die aus dem Verzehr von zwei bis drei Tafeln Schokolade erzielt werden kann. Im Vergleich zu den grossen Fettspeichern, über die der Organismus verfügt, ist dieser Glukosevorrat denkbar klein. Die Aufnahme von Glukose in die Zelle sowie die Überführung der Glukose in die Speicherform, das Glykogen, wird durch das Hormon Insulin gefördert Verdauung 6

7 Zellulose Watte, die aus Baumwolle gewonnen wird, ist reine Zellulose. Auch die Zellulose ist ein Polysaccharid, das aus mehr als 10'000 aneinandergereihten Glucose-Molekülen aufgebaut ist. In einem Stärke-Molekül ist die aus Glucose-Einheiten gebildete Kette schraubig gewunden. Das Zellulose-Molekül dagegen ist gestreckt gebaut. Die fadenförmigen Zellulose-Moleküle richten sich parallel aus. Dadurch können sich zwischen den Sauerstoff-Atomen und den Hydroxyl-Gruppen benachbarter Moleküle Wasserstoff- Brücken ausbilden. So entstehen Fasern mit hoher Zugfestigkeit. In Pflanzen wie Baumwolle, Flachs, Hanf und Sisal sind die Zellulose-Fasern zu Bündeln angeordnet. Diese lassen sich zu Fäden verspinnen. Die Zellwände der Pflanzen bestehen aus einem Zellulose-Geflecht, das eine hohe Biegefestigkeit des Pflanzenkörpers gewährleistet. Durch Einlagerung von Lignin (= Holzstoff) verholzen die Zellwände - hierdurch erhöht sich die Druckfestigkeit. Zellulose ist die in der Natur am weitesten verbreitete organische Verbindung. Die jährliche Zelluloseproduktion der Pflanzen weltweit schätzt man auf über 100 Milliarden Tonnen. Obwohl die Zellulose aus Glucose-Molekülen aufgebaut ist, kann sie nur von bestimmten Bakterien "verdaut" werden. Diese Bakterien verfügen über Zellulase, ein cellulosespaltendes Enzym. Schnecken, einige lnsektenarten (z. B. Termiten) und Pflanzenfresser wie Kühe und Pferde beherbergen in ihrem Verdauungssystem solche Bakterien, deren Enzyme Zellulose in Traubenzucker spalten können. So wird die Zellulose als Nahrung genutzt. Die Verdauungsenzyme des Menschen können der Zellulose nichts anhaben. Trotzdem ist sie als verdauungsfördernder Ballaststoff in unserer Nahrung notwendig. In der Natur sind zelluloseabbauende Bakterien und Pilze wichtig. Sie helfen mit, dass pflanzliche Überreste zu lockerem Humus verrotten. Dadurch wird verhindert, dass die Erde unter abgestorbenen Pflanzen erstickt. Zellulose ist gegen Wasser und organische Lösemittel beständig. Gewebe aus Zellulose (Baumwollkleidung) saugt Feuchtigkeit auf, da die Hydroxyl-Gruppen benetzbar sind Verdauung 7

8 Fette und fettähnliche Stoffe Neben der Glukose sind es vor allem die Fette bzw. ihre Abbauprodukte, die von den Zellen zur Energiegewinnung herangezogen werden. Fette enthalten mehr als doppelt soviel Energie wie die Kohlenhydrate (9,3 Kilokalorien pro Gramm statt 4,1 kcal/g); diese Energie kann allerdings nicht so leicht freigesetzt werden wie bei den Kohlenhydraten, da die Fettsäuren schwer abbaubar sind. Nach dem natürlichen Vorkommen unterscheidet man tierische und pflanzliche Fette: Tierische Fette sind beispielsweise Schweineschmalz, Sahne und Butterfett. Ferner enthalten alle Fleisch- und Wurstprodukte ca. 5-45% "verstecktes" Fett. Pflanzliche Fette sind z.b. Oliven- oder Sonnenblumenöl, Kokosfett und Weizenkeimöl. Bei Zimmertemperatur liegen Fette in flüssiger oder fester Form vor, wobei man die flüssigen Fette auch als (Speise-) Öle bezeichnet. Neutralfette (Triglyzeride) Die grösste Gruppe der natürlich vorkommenden Fette sind Gemische von Triglyzeriden (Neutralfetten). Jedes Triglyzerid ist aus einem Molekül Glyzerin und drei Fettsäuremolekülen zusammengesetzt. Fettsäuren sind lange Kohlenwasserstoffketten mit meist 16 oder 18 C-Atomen. Ein Beispiel für eine solche Fettsäure ist die Palmitinsäure. Je nachdem, ob das Kohlenstoffgerüst der Fettsäuren Doppelbindungen enthält, unterscheidet man - gesättigte Fettsäuren: Sie enthalten nur Einfachbindungen - einfach ungesättigte Fettsäuren: Sie enthalten eine Doppelbindung - mehrfach ungesättigte Fettsäuren: mit zwei, drei oder mehr Doppelbindungen. Fettsäuren können mit der Nahrung aufgenommen, aber auch von den Zellen selbst hergestellt werden, wobei aber höchstens eine Doppelbindung eingefügt werden kann. Den (Neutral- )Fettaufbau bezeichnet man auch als Lipogenese, den Fettabbau als Lipolyse Verdauung 8

9 Mehrfach ungesättigte Fettsäuren Fettsäuren mit mehr als einer Doppelbindung, z.b. Linolsäure, Linolensäure und Arachidonsäure, können vom Körper nicht hergestellt werden und werden deshalb als essentielle Fettsäuren bezeichnet; sie müssen mit der Nahrung zugeführt werden. Essentielle Fettsäuren, also mehrfach ungesättigte Fettsäuren, sind für den Menschen lebenswichtig, weil er sie als Ausgangsstoff für die Synthese mehrerer körpereigener Stoffe benötigt. In den pflanzlichen Ölen (Olivenöl, Sonnenblumenöl, Sojaöl, Leinöl), aber auch in Fischölen, sind diese mehrfach ungesättigten Fettsäuren in viel höherer Konzentration als in tierischen Fetten enthalten. Die Funktion der Triglyzeride Triglyzeride sind nach den Kohlenhydraten der zweitwichtigste Rohstoff zur Energieerzeugung. Der biologische Sinn der Speicherung von Fett besteht darin, eine grosse Energiereserve für "Notzeiten" zur Verfügung zu haben. Zudem hat das Fettgewebe, v.a. das subkutane Fettgewebe, Isolations- und Schutzfunktion. Das Schicksal der Fette im Organismus hängt (ähnlich wie das der Kohlenhydrate) vom Energiebedarf des Körpers ab. Zu den Lipiden gehören neben den Triglyzeriden noch weitere Stoffe - die beiden wichtigsten Vertreter sind das Cholesterin und die Phospholipide. Proteine Die Eiweisse sind sowohl für die Struktur als auch für die Funktion des Menschen von überragender Bedeutung. Die Gestalt eines Menschen hängt im wesentlichen von Proteinen ab, denn sie sind die entscheidenden Bestandteile von fast allen Organen. Proteine sind als Hauptbestandteile der Muskeln für die Beweglichkeit des Menschen verantwortlich. Proteine bilden die "Pforten" jeder Zellmembran und bewahren so die Individualität der Zelle, indem sie die Passage von Stoffen in die Zelle und aus der Zelle heraus kontrollieren. Die Enzyme Daneben sind Proteine aber auch für die Funktion des Organismus von entscheidender Bedeutung. Schauen wir uns chemische Reaktionen im Reagenzglas an, so erkennen wir, dass diese durch Wärmezufuhr erheblich beschleunigt - und oft überhaupt erst möglich - werden. Nun ist der menschliche Organismus zur Erhaltung des Lebens ja auf schnelle und fein gesteuerte chemische Reaktionen angewiesen, ohne dass diese millionenfachen Reaktionen über die Wärmezufuhr gesteuert werden könnten - der Körper erträgt keine grossen Temperaturschwankungen. Der Stoffwechsel katalysiert deshalb seine Reaktionen, das heisst er beschleunigt bestimmte chemische Reaktionen um das Tausend- bis Hunderttausendfache durch den Einsatz von Hilfsstoffen. Diese lebenswichtigen Hilfsstoffe heissen Enzyme (Biokatalysatoren). Sie sind wesentliche Elemente der Maschinerie, die aus einfachen chemischen Verbindungen die komplizierten biologischen Strukturen herstellt und ihr geordnetes Funktionieren sicherstellt Verdauung 9

10 Damit Enzyme ihre Funktion ausüben können, sind die meisten von ihnen jedoch auf einen zusätzlichen "Helfer" angewiesen, den man Coenzym nennt. Dies ist deshalb erforderlich, weil das Enzym selbst an der chemischen Reaktion nicht teilnimmt, sondern nur die beteiligten Partner in geeigneter Weise zusammenbringt. So ist es nur das Coenzym, das bei der Enzymreaktion verändert wird, indem es entweder vom Substrat abgespaltene Elektronen bzw. Atome aufnimmt oder diese dem Substrat zur Verfügung stellt. Coenzyme sind meist sehr kompliziert aufgebaute organische Moleküle und im Gegensatz zu den Enzymen grundsätzlich keine Proteine. Coenzyme leiten sich häufig von Vitaminen ab. Nimmt der Mensch zu wenig Vitamine auf, so kann er bestimmte Coenzyme nicht mehr herstellen, und es drohen Stoffwechselstörungen bis hin zum Tode. Aminosäuren als Bausteine der Proteine Proteine sind aus verschiedenen Aminosäuren zusammengesetzt. (sh.proteinsynthese). Von den 20 Aminosäuren sind acht essentiell, das heisst sie können - vergleichbar den essentiellen Fettsäuren - vom Körper nicht aus anderen Molekülen synthetisiert werden und müssen über die Nahrung aufgenommen werden. Dagegen können nichtessentielle Aminosäuren vom Körper selbst hergestellt werden. Essentielle Aminosäuren sind: Valin, Phenylalanin, Leucin, Isoleuein, Threonin, Tryptophan, Methionin und Lysin. Für Säuglinge sind zusätzlich Arginin und Histidin essentiell. Die meisten menschlichen Proteine bestehen aus 100 bis 500 Aminosäuren. Da einerseits 20 verschiedene Aminosäuren für den Aufbau von Proteinen verwendet werden und andererseits die Reihenfolge der einzelnen Aminosäuren veränderlich ist, ergibt sich eine riesige Zahl unterschiedlicher Proteine, die auf diese Weise gebildet werden können. Alle Aminosäuren haben eine Carboxyl- (-COOH) und eine Aminogruppe (-NH 2 ), welche als funktionelle Gruppen charakteristisch für Aminosäuren sind. Für die Funktionsfähigkeit eines Proteins z.b. als Enzym, ist nun entscheidend, dass sich diese Aminosäurekette zu einem dreidimensionalen Gebilde faltet. Man kann sich eine solche Struktur z.b. wie ein Wollknäuel vorstellen. Geht diese dreidimensionale Struktur z.b. durch Hitzeeinwirkung verloren, kann das Eiweiss seine biologische Funktion nicht mehr erfüllen. Auf diese Weise können durch Hitzeeinwirkung im Rahmen der Desinfektion und Sterilisation Bakterien- und Virusproteine unschädlich gemacht werden. Man spricht von Eiweissdenaturierung durch Hitze Verdauung 10

11 Der Protein- und Aminosäurenstoffwechsel Während der Verdauung werden Proteine (Eiweisse) in ihre Bausteine, die Aminosäuren, zerlegt, welche über die Pfortader zunächst zur Leber gelangen. Auch im Körper werden ständig Proteine abgebaut (Proteinkatabolismus) und Aminosäuren freigesetzt. Die freigewordenen Aminosäuren können je nach den Bedürfnissen des Organismus auf verschiedenen Wegen weiter umgesetzt werden: - Zum ersten können die freigewordenen Aminosäuren zum Aufbau körpereigener Eiweisse dienen (Proteinanabolismus), etwa bei Wachstums- und Reparaturvorgängen. Da es in den einzelnen Körperzellen sehr viele verschiedene Proteine gibt, läuft ihre Herstellung nicht wie z.b. bei der Lipogenese quasi automatisch, sondern in jeder Zelle bedarfsgerecht anhand individueller "Proteinbaupläne" ab, die im Zellkern auf der DNA verschlüsselt vorliegen. - Hierzu können einige Aminosäuren in andere Aminosäuren umgewandelt werden, je nachdem, weiche Aminosäuren gerade knapp sind. Nur die essentiellen Aminosäuren können nicht durch Umbaureaktionen, sondern nur über die Nahrung verfügbar gemacht werden. - Aus den so genannten glukogenen Aminosäuren kann im Rahmen der Glukoneogenese Glukose hergestellt werden. Die Abbauprodukte ketogener Aminosäuren hingegen können zur Bildung von Ketonkörpern oder Fettsäuren verwendet werden. Bei einem Teil der Aminosäuren ist beides möglich. Unter dem Begriff Ketonkörper werden - etwas ungenau - die Substanzen Aceton, Acetessigsäure und Betahydroxibuttersäure zusammengefasst (letztere enthält nicht die Ketogruppe C=O!), die z.b. beim Fasten vermehrt entstehen. Vitamine Vitamine sind lebensnotwendige organische Verbindungen, die der Organismus nicht als Energieträger, sondern für die Steuerung von lebenswichtigen Funktionen benötigt. Da der Organismus die Vitamine nicht bedarfsdeckend synthetisieren kann, müssen sie mit der Nahrung aufgenommen werden, sie sind essenziell. Einige Vitamine bezieht der Körper von Darmbakterien(Vitamin K, Folsäure). Auch Vitamin D kann der Körper selbst herstellen, sofern ausreichend Sonnenexposition besteht. Man unterteilt Vitamine in fettlösliche (lipophile) und wasserlösliche (hydrophile) Vitamine. Fettlösliche Vitamine sind vorwiegend in fettreichen Nahrungsmitteln enthalten, werden nur bei intakter Fettverdauung und resorption genügend aufgenommen und können gespeichert werden(leber, Fettgewebe). Wasserlösliche Vitamine können im Körper praktisch nicht gespeichert werden, sie zirkulieren im Blut und werden zu Reaktionen in Körperzellen benötigt. Ein Vitaminmangel kann entstehen als Folge eines erhöhten Bedarfs (während Schwangerschaft und Stillzeit, in der Kindheit und Jugend), aufgrund einer mangelnden Zufuhr, etc. Dies kann zu Mangelerscheinungen führen. Vitaminmangelkrankheiten sind unter den europäischen Ernährungsbedingungen selten geworden und meist auf Alkoholabhängigkeit zurückzuführen. Betroffen sein können auch alte Menschen, Raucher oder strenge Vegetarier. Die Krankheitszeichen sind je nach dem betroffenen Vitamin verschieden. Ein Mangel an Vitamin C führt z.b. zu Skorbut. Vitamin-A-Mangel führt zu Nachtblindheit und trockener Haut. Vitamin-K-Mangel erhöht die Blutungsneigung, da es zur Synthese einiger Gerinnungsfaktoren benötigt wird Verdauung 11