Biochemie der Ernährung II at Karlsruher Institut für Technologie
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Was sind Bestandteile von Membranen?
- Phospholipide
- Sphingolipide
- Steroide
- amphiphatische Lipide (Aggregate)
- integrale und periphere Membranproteine
- Glycolipide
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In welchen Formen kommen Proteine in Membranen vor? Wie Einbettung in Membran?
- periphere vs. Integrale Proteine
- Einbettung in die Membran anhand der AS-Sequenz möglich
(zB Polypeptidkette von Bakteriorhodopsin)
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Generelle Eigenschaften lebender Systeme im Vergleich zu unbelebter Materie?
- komplizierte, hochgeordnete, strukturelle Organisation
- Lebewesen können ihrer Umwelt Energie entziehen und nutzbar machen (chemische, Strahlungsenergie) -> erlaubt es, die eigenen hochentwickelten Strukturen aufzubauen, instandzuhalten und mechanische, chemische und osmotische Arbeit zu leisten
- Fähigkeit zu genauer Selbstreproduktion (Bakterienzelle kann innerhalb von 24h ca. 1Mia fast identischer Tochterzellen hervorbringen)
- dynamisches Wechselspiel der Bestandteile eines Lebewesens, die jeweils ganz bestimmte Funktion haben
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Zweck und Prinzip der Energiegewinnung von Organismen?
- schaffen und erhalten der komplexen, hochgeordneten Strukturen durch entziehen von freier Enthalpie (Sonnenlicht, Nährstoffe) aus der Umgebung
- Exergone chemische oder photochemische Reaktionen sind über gemeinsame Zwischenprodukte an endergonische Reaktionen gekoppelt -> freie Enthalpie wird zur Arbeitsleistung eingesetzt
- Zellen können chemische, elektrochemische, mechanische und osmotische Energie höchst wirksam von einer Form in die andere überführen
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Prinzip der Nutzung von Energie aus der Umwelt?
potentielle Energie
Nährstoffe aus Umwelt (komplexe Moleküle(KH, Lipide)/Sonnenlicht) =
->
Energieumwandlungen
Arbeit der Zellen (chemische Synthesen, mechanische Arbeit, osmotische und elektrische Gradienten, Übertragung genetischer Information)
->
Zunahme der Entropie
Stoffwechselendprodukte (einfache Moleküle wie CO2, H2O und Wärme)
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Vorteile von enzymkatalysierten Reaktionswegen?
Welche zwei Arten von Reaktionswegen gibt es?
- hohe Spezifität für die jeweilige Reaktion
- Ablauf unter physiologischen Bedingungen
- genaue Steuerung der Reaktionen möglich über Enzymmenge und -Aktivität
- Zusammenfassung vieler tausender enzymkatalysierter Reaktionen zu Reaktionswegen, in denen das Produkt der Reaktion zum Ausgangsstoff der nächsten wird (Metabolismus):
+ Katabolismus (Abbau von Nährstoffen zu einfachen Endprodukten)
+ Anabolismus (Synthese von Makromolekülen aus kleinen Vorläufermolekülen unter Energiezufuhr)
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Aufgabe und Funktion des Gastrointestinaltrakts?
Regulation?
- Hauptaufgabe: Verdauung (Überführung der Nahrung in resorbierbare Bestandteile) und Resorption (Aufnahme in den Körperkreislauf)
- Einleitung der Verdauung durch mechanische Vorgänge (zerkleinern, Transport und Durchmischen), Sekretion von Verdauungssäften in engem Zusammenhang
- Einwirkung von Enzymen (aus Verdauungssaft oder auf der inneren Darmwand) -> hydrolytische Spaltung von Proteinen, Kohlenhydraten und Fetten
- Resorption: Aufnahme der Endprodukte der Verdauung, sowie von Wasser, Mineralstoffen und Vitaminen aus dem Darmlumen über die Darmschleimhaut in das Blut oder die Lymphe
- bei Verdauung notwendige chemische, physikalische und enzymatische Prozesse unterliegen nervalen und humoralen Regulationsmechanismen
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Welche Organe sind an der Verdauung beteiligt?
- Mundhöhle
- Ösophagus
- Speiseröhre
- Magen
- Dünndarm
- Colon
- Rektum
- Drüsen (Leber, Pankreas)
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Rolle des Munds für die Verdauung?
- mechanische Zerkleinerung
- Vermischung mit Speichel (ca. 1,5l/d)
- Bolus: Nahrung wird schluckfähig
- erste Verdauungsprozesse
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Bestandteile des Speichels?
- Ptyalin (α-Amylase)
- Mucin (Glycoproteinhaltiger Schleim, erhöht Gleitfähigkeit des Bissens)
- Blutgruppensubstanzen
- Rhodanidionen (geringe antibakterielle Wirkung)
- pH bei Ruhesekretion: 5,5-6,0
- pH nach Stimulation: 7,6-7,8
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Aufbau der Magenschleimhaut?
- Nebenzellen: liefern Mucin (Schleim), -> überzieht die Magenwände und trägt zum Schutz gegen Selbstverdauung bei
- Belegzellen: Produktion von Salzsäure (aktiver Transport von H+ und Cl- durch die Membran)
- Hauptzellen: bilden proteolytische Enzyme des Magensafts
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Gastrointestinale Hormone, Bildungsort und Wirkung?
- Gastrin (gebildet in Antrum und oberem Dünndarm) stimuliert HCL-Sekretion im Magen
- Cholecystokinin (CCK, gebildet im oberen Dünndarm) stimuliert Produktion von Pankreasenzymen und Gallenblasenkontraktionen
- Sekretin (gebildet in Antrum und oberem Dünndarm) hemmt die HCL-sektion, stimuliert Wasser-und HCO3- -Sekretion des Pankreas
- Entero-Glucagon (gebildet in Magen und Darm) hemmt HCL-Sekretion und Magen-Darm-Motilität
- Glucose-abhängiges-insulintropes Peptid (GIP) (gebildet in Antrum und oberem Dünndarm) setzt Insulin frei
- Somatostatin (gebildet im Magen-Darm-Trakt) hemmt die Gastrin- und Pepsinogensekretion, stimuliert Schleimproduktion im Magen
- Vasointestinales Polypeptid (VIP, gebildet im Magen-Darm-Trakt) hemmt Magensaftsekretion und stimuliert Pankreassekretion
- Neurotensin (gebildet im Magen-Darm-Trakt) hemmt Magensaftsekretion und Magenentleerung
- Motilin (oberer Dünndarm) stimuliert Magenmotilität und Pepsinogensekretion
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