Examensklausur Ernährungsphysiologie und angewandte Biochemie

Transkript

1 Examensklausur Ernährungsphysiologie und angewandte Biochemie Prüfungsnummer Bevor Sie beginnen + Teilen Sie sich Ihre Zeit gut ein! Die Arbeit umfasst 8 Aufgaben und sie haben 4 Stunden Zeit. Achten Sie auch auf die Punktbewertung der einzelnen Aufgaben! + Lesen Sie sich die Aufgabe komplett (nicht nur 1a, sondern 1a bis x) durch und versuchen Sie, so konkret wie möglich auf die Fragestellung zu antworten. + Sollten einige Aussagen bei den Ankreuzaufgaben unklar sein, schreiben Sie kurz daneben, warum Sie angekreuzt haben / bzw. nicht angekreuzt haben! Ich wünsche Ihnen nun viel Erfolg beim Bewältigen der Klausur! 1. Sie verzehren eine fetthaltige Mahlzeit. a) Beschreiben Sie die Verdauung der Fette (Triacylglycerole) bis zur Aufnahme in die Mucosa.(einschließlich, weiter siehe (d))! Beschreiben Sie, welche Verdauungssekrete (welcher Zusammensetzung) aus welchen Organen dabei in welchen Teilen des GI-Traktes eine Rolle spielen! Welche Abbauprodukte entstehen dabei? b) Zeichnen Sie eine essentielle Fettsäure, benennen Sie diese nach offizieller Nomenklatur und geben Sie an, in welche ω Klasse sie gehört! 9P 5P

2 Examensklausur Ernährungsphysiologie und angewandte Biochemie 2 c) Nennen sie neben den Triacylglycerolen noch mindestens 3 weitere Lipide aus der Nahrung, die auf dem unter a) beschriebenen Weg in die Mucosa aufgenommen werden. d) Was passiert mit den Abbauprodukte der Triacylglycerole/Lipide in der Mucosa? e) Wie gelangen die Lipide nun zu den Adipocyten (Fettzellen)? f) Nehmen Sie an, dass Fettsäuren in Körperzellen gelangt sind, wo Sie zur Energiegewinnung verwendet werden sollen. In welchem Zellkompartiment werden die Fettsäuren abgebaut? Wie gelangen sie in dieses Zellkompartiment (Transportprozeß) und wie heißt der Abbauweg (siehe auch Anschlussfragen (g,h))? 5P g) Welche Vitamine sind an dem unter (f) gemeinten Abbauweg beteiligt? Nennen Sie sowohl das Vitamin als auch die im Abbauweg wirksame Verbindung des Vitamins! 5P

3 Examensklausur Ernährungsphysiologie und angewandte Biochemie 3 h) Wo wird letztendlich die Energie aus den Fettsäuren in Form von ATP oder GTP gewonnen? Nennen Sie nur die Stoffwechselwege und die Abbauprodukte aus den Fettsäuren, die in diese Stoffwechselprozesse eingehen, sowie den Prozess, bei dem die energiereiche Verbindung also ATP oder GTP - entsteht! 7P von 40 P 2. a) Welche als Vitamin K bezeichnete Verbindungen findet man in handelsüblichen Lebensmitteln? b) Wie lautet der Fachbegriff für unterschiedliche Verbindungen, die zu einem Vitamin gehören? c) Welche Vitamin K-Verbindung findet man in Spinat? d) Gekochter Spinat enthält pro 100g etwa 0,4 mg Vitamin K. Der Tagesbedarf eines Erwachsenen liegt bei etwa 70 µg/tag. Durch welche Menge Spinat wird der Tagesbedarf eines Erwachsenen für Vitamin K erreicht (mit Rechnung)? e) Schildern Sie kurz die Absorption von Vitamin K aus Spinat (Aufnahme vom Darm in die Mucosa) und den Transport im Körper. 4P

4 Examensklausur Ernährungsphysiologie und angewandte Biochemie 4 f) Beschreiben Sie, für welche Reaktion im Organismus Vitamin K essentiell ist! Welche Rolle spielt das Vitamin dabei? (siehe auch Frage (g)) g) Welche Stoffwechselfunktionen sind von dem Ablauf der unter (f) beschriebenen Reaktion abhängig? Auf welche Weise werden diese Stoffwechselfunktionen von Vitamin K beeinflusst? h) Kennen Sie Antagonisten des Vitamin K? Zu welchem Zweck werden Sie pharmazeutisch eingesetzt? 4P von 20 P 3. Erklären sie die cholesterolsenkenden Eigenschaften von Ballaststoffen! von 5 P

5 Examensklausur Ernährungsphysiologie und angewandte Biochemie 5 4. Prüfen Sie die folgenden Aussagen zum Kohlenhydratstoffwechsel und kreuzen Sie die zutreffenden an! Glucose kann nach Abbau von Muskelglycogen aus dem Muskel vollständig wieder an die Blutbahn abgegeben werden Glucose kann im menschlichen Organismus aus Fruchtzucker gebildet werden Insulin beschleunigt die Gluconeosynthese die mit einer Substratkettenphosphorylierung verbundene Reaktion von Phosphoenolpyruvat zum Pyruvat ist irreversibel und muss bei der Gluconeogenese umgangen werden Glucose wird aktiv mit Hilfe der K + /Na + -ATPase in die Darmepithelzellen transportiert Glucose wird im Colon von den Darmbakterien gespalten und dann absorbiert Insulin ist ein Proteohormon, das in der Nebennierenrinde gebildet wird Erythrocyten (rote Blutkörperchen) müssen ihren Energiebedarf ausschließlich aus Glucose decken Glucose gelangt nur mit Hilfe von speziellen Glucosetransportern aus der Blutbahn in Körperzellen beim Pentosephosphatweg wird Energie bei einer Substratkettenphosphorilierung freigesetzt Insulin wird bei der Typ II Diabetes in zu geringen Mengen gebildet Lactat wird durch die Lactase in Glucose und Galactose gespalten der Glucosetransport in der Darmmucosa wird durch Insulin beschleunigt Glucose kann, wenn es in hohen Mengen aufgenommen wird in Körperfett umgewandelt werden Glucose wird bei der Lactation (Stillzeit) zum Aufbau des Milchzuckers (Lactose) in der Muttermilch verwendet Glucose kann nur in der Leber und Niere (und der Mucosa) durch Gluconeogenese aus Aminosäuren, Lactat oder Glycerol wieder aufgebaut werden Glucose hat einen Glykämischen Index (GI) von 100 %, dient also als Referenzsubstanz Saccharose wird bereits im Mund durch die Speichelamylase gespalten Glucose ist die einzige Energiequelle des Herzmuskels aus dem Pentosephosphatweg wird NADPH + H + für einige Lipidbiosynthesen (z.b. Fettsäurebiosynthese) zur Verfügung gestellt aus Arginin kann im Muskel Glucose aufgebaut werden die meisten menschlichen Enzyme sind spezifisch für die D-Enantiomeren von Glucose, Fructose oder Galaktose Fruktose wird durch aktiven Transport aus dem Darm in die Mucosa aufgenommen die Pankreasamylase hydrolysiert die 1-6 glycosidischen Bindungen der Glucose in der Stärke Glucose wird im Symport mit Natrium in die Mucosa transportiert bei der anaeroben Glycolyse der Glucose zur Milchsäure wird keine Energie gewonnen, da kein NADH + H + für die Atmungskette entsteht NADH + H + aus der Glycolyse wird mit Hilfe des Malat-Shuttles in die Mitochondrien zur Atmungskette transportiert die Glycogenphosphorylase ist das Schlüsselenzym der Glycogenolyse von 21P

6 Examensklausur Ernährungsphysiologie und angewandte Biochemie 6 5. a ) Gekochter Spinat enthält pro 100g etwa 3,6 mg Eisen. Der Tagesbedarf eines männlichen Erwachsenen liegt bei etwa 10 mg/tag. Durch welche Menge Spinat wird der Tagesbedarf dieses Erwachsenen für Eisen erreicht (mit Rechnung)? b) Schweinefleisch enthält etwa 1,8 mg Eisen/100g und Schweineleber 18 mg/100g. Diskutieren Sie die Bioverfügbarkeit von Eisen aus Spinat, Schweinefleisch und Schweineleber. Gehen Sie dabei darauf ein, in welcher (Bindungs-)Form Eisen in den genannten Lebensmitteln vorliegt und wie es absorbiert wird. c) Eisen spielt auch beim endogenen antioxidativen System eine Rolle. Nennen Sie die Funktion des antioxidativen endogenen Systems ( oxidativer Stress ) und mindestens eine Beteiligung des Eisens! 8P d) Kollagen, ein Bindegewebsprotein, wird posttranslational noch modifiziert (nach seiner Biosynthese werden noch Aminosäurereste verändert). Eisen ist mit einem Vitamin an der Hydroxylierung von Aminosäureresten beteiligt. Nennen Sie das Vitamin, und eine Aminosäure vor und nach Hydroxylierung! 4P von 18P

7 Examensklausur Ernährungsphysiologie und angewandte Biochemie 7 6. Der Harnstoffzyklus hat eine zentrale Funktion im Aminosäurestoffwechsel: Verbindung 3 Verbindung 2- synthase Verbindung 1 Verbindung 2 Zellkompartiment 1 Citrullin Zellkompartiment 2 a) Vervollständigen Sie für die obige Abbildung: Zellkompartiment 1: Zellkompartiment 2: Verbindung 1: Verbindung 2: Strukturformel: (Strukturformel ist abgebildet) Verbindung 3: Strukturformel: 7P

8 Examensklausur Ernährungsphysiologie und angewandte Biochemie 8 b) In welchem/n Organ(en) läuft der Harnstoffzyklus ab? 1P c) Wie heißt die enzymatisch katalysierte Reaktion, in dessen Verlauf Ammoniak aus Verbindung 3 abgespalten wird? 1P d) Mit welcher Reaktion können andere Aminosäuren ihre Aminogruppe auf welche Vorstufe von Verbindung 3 übertragen, so dass sie in den Harnstoffzyklus eingehen kann? Welches Vitamin spielt dabei eine essentielle Rolle? e) Aus den meisten Aminosäuren kann Glucose gebildet werden, aus einigen nicht! In welche großen Gruppen kann man Aminosäuren diesbezüglich einteilen? Welche großen Stoffwechselwege werden bei dem Weg von einer Aminosäure zur Glucose passiert? Welche Stoffwechselabbauprodukte entstehen aus den Aminosäuren, die keine Glucose bilden können? 5P f) Aus Aminosäuren können auch Neurotran smitter gebildet werden. Geben Sie eine Aminosäure und den daraus gebildeten Neurotransmitter an! g) Eine aus Aminosäuren gebildete Substanz spielt eine wichtige Rolle im Energiestoffwechsel der Muskeln: welche? Wie heißt das Abbauprodukt dieser Substanz, das ausgeschieden wird? h) Wie heißt die Stoffwechselerkrankung, die auf einen Defekt im Phenylalaninmetabolismus zurückzuführen ist? Welches Enzym wird von den Erkrankten in zu geringer Menge gebildet und was wäre das Reaktionsprodukt diese Enzyms? von 23 P

9 Examensklausur Ernährungsphysiologie und angewandte Biochemie 9 7. Die folgende Abbildung stellt einen Interorganzyklus dar: Glucose Stoffwechselweg 1 Glucose Stoffwechselweg 2 Pyruvat Aspartat Verbindung 1 Verbindung 2 Blut Pyruvat Verbindung 3 NADH+H + NAD + α-aminosäure Reaktionsname 1 Vitamin 1 α-ketosäure Verbindung 2 Organ 1 Organ 2 a) Vervollständigen sie die Angaben zur Abbildung! Name des Interorganzyklus: Organ 1: Organ 2: Stoffwechs elweg 1: Stoffwechselweg 2: Reaktionsname 1: Vitamin 1: Verbindung 1: Verbindung 2 mit Strukturformel: Verbindung 3 mit Strukturformel (diese Verbindung gehört streng genommen nicht zu dem Interorganzykus): 10P

10 Examensklausur Ernährungsphysiologie und angewandte Biochemie 10 b) Was erfolgt in Organ 2 mit der freigesetzten α Ketosäure? Geben Sie den Stoffwechselweg an, in den diese als nächstes eingeht! c) Welche Funktion hat dem abgebildeten Prozess die Verbindung 2? d) In welchen anderen Interorganzyklus kann Verbindung 3 eingehen? Unter welchen Bedingungen läuft dieser Interorganzyklus ab. Nennen Sie auch die beteiligten Organe und Stoffwechselwege! 6P von 21P 8. a) In welchem Organ werden 70% des alimentär aufgenommenen Jods angereichert? 1P b) Schildern Sie ausführlich, wie das Jod in dieses Organ aufgenommen wird, welche Reaktionen es eingeht und welche Verbindung(en) entsteht(en). 6P

11 Examensklausur Ernährungsphysiologie und angewandte Biochemie 11 c) Beschreiben Sie die Wirkung der in dem Organ gebildeten Jodverbindungen: Gehen Sie dabei auf die Vorgänge in den Zielzellen im Körper ein! Geben Sie mindestens eine Wirkung auf den Stoffwechsel an! 5P d) Welche Erkrankungen kennen Sie im Zusammenhang mit unzureichender Jodaufnahme? von 14 P Gesamt: von 162 P Note: Aufgabe Punkte gesamt 162 Punkte (erreicht)