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Zusammenfassung - Vorlesung: Verdauung und Ernährung...

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Verdauung und Ernährung Energiebedarf 



Täglicher Bedarf (Mittelwert) o Männer: 3.000kcal o Frauen: 2.200kcal Nährstoffzusammensetzung o 50 – 55% Kohlenhydrate o 30% Fette o 15 – 20% Proteine

Nahrungsstoffe MENGE IM KÖRPER [KG] 10

ENERGIEGEHALT [KJAL/G] (KCAL/G) 17 (4,1)

TÄGLICHER BEDARF

KOHLENHYDRATE

1

17 (4,1)

390

FETTE

10 - 15

39 (9,3)

80

WASSER

35 - 40

0

2.500

PROTEINE

MINERAL- 3 STOFFE VITAMINE

0

M: 55 F: 45

ALLGEMINE FUNKTION IM STOFFWECHSEL Lieferant von Aminosäuren Energiequelle Energiequelle (Glucose) Energiereserve (Glykogen) Ballaststoff (Cellulose) Stützsubstanz (Knochen, Knorpel, Schleim) Energiequelle, Energiereserve, Lösungsmittel für Vitamine, Lieferant essentielle FS Lösungsmittel, Zellbaustein, Dielektrikum, Reaktionspartner, Wärmeregulator Baustoffe, Elektrolyte, Cofaktoren von Enzymen Bausteine von Enzymen

ESSENTIELLE BESTANDTEILE Essentielle AS Val, Lei, Ile, Lys, Phe, Trp, Met, Thr Kein essentieller Nahrungsbestandteil

Mehrfach ungesättigte FS: Linolsäure Linolensäure Arachidonsäure

Makromineralien, Mikromineralien (Spurenelemente) Fettlösliche/ wasserlöslich Vitamine,

ATP-Äquivalent verschiedener Nährstoffe Glucose ATP-Bildung [mol/mol Substrat] ATP-Bildung [mol/g Substrat]

38,00

Tristearat Leucin Physiologischer Brennwert 458,00 39,00

18,00

0,21

0,51

0,39

kJ/g 15,7 39,1 Kcal/g 3,75 9,3 kJ/mol ATP 74,3 76 17,7 18,1 Kcal/mol ATP  Glucose: Monosaccharid  Tristearat: Salz der Stearinsäure, Fettsäure  Leucin: Aminosäure  Ethanol: Alkohol

0,30 Physiologischer Brennwert 26,2 5,52 91,1 21,7

Ethanol

29,8 7,10 76 18,1

Änderung der Essgewohnheiten – Adipositas  übermäßige Vermehrung an Fettgewebe  Grund: positive Energiebilanz  Komplikation in fast allen Bereichen der Inneren Medizin  Gesundheitsrisiko: sozial-ökonomisches Problem  Übergewicht: Körpergewicht über dem Normalgewicht oder dem normalen Körpermasssindex  Normalgewicht nach Broca: Körpergröße [cm] – 100 

𝐺𝑒𝑤𝑖𝑐ℎ𝑡 [𝑘𝑔]

BMI: (𝐺𝑟öß𝑒 [𝑚2)2

Essentielle, semiessentielle, nichtessentielle Stoffe STOFFGRUPPE FETTSÄUREN

ESSENTIELL Linol- und Arachidonsäure = ω-6-FS Linolensäure: ω-3-FS

SEMIESSENTIELL Außer essentiellen, Palmitinsäure, Ölsäure, etc. Glucose

AMINOSÄUREN

Valin (Val) Leucin (Leu) Isoleucin (Ile) Phenylalanin (Phe) Tryptophan (Trp) Lysin (Lys) Methionin (Met) Threonin (Thr) Histidin (His)

Tyrosin (Tyr) aus Phenyalanin Cystein (Cys) aus Methionin

ELEKTROLYTE

Na+ K+ Ca2+ Mg2+ ClPO43-

Sulfat (SO42-) aus Methionin und Cystein

SPURENELEMENTE

Cu Kupfer Fe Eisen Mo Molybdän Etc. Retinol Ascorbinsäure Pyrodoxin Cobalamin

VITAMIN

  

Natrium Kalium Calcium Magnesium Chlori Phosphat

NICHTESSENTIELL

Kohlenhydrate (außer Glucose) Glycin (Gly) Serin (Ser) Glutaminsäure (Glu) Glutamin (Gln) Asparaginsäure (Asp) Asparagin (Asn) Alanin (Ala) Prolin (Pro) Arginin (Arg)

Wasser (Mitochondriale Biosynthese)

Nicotinsäure (Vit. B3)

Calciferole (Vit. D)

Essentiell: vom Körper nicht selbst produzierbar  müssen mit Nahrung zugeführt werden Semiessentiell: kann vom Körper synthetisiert werden, aber nur unter bestimmten Bedingungen Nichtessentiell: Stoffe, die vom Körper selbst hergestellt werden können

Malassimilation Fehlende Nutzbarkeit von Substraten die über die Nahrung aufgenommen werden Korrelation klinischer Befunde und laborbefunde beim Malassimilationssyndrom Symptome und klin. Befunde Pathophysiologische Befunde Laborbefund Gewichtsverlust, Steatorrhö ↓ Aufnahme ↑ Stuhlfett ↓ Assimilation von Fett, KH, Proteinen ↓ β-Carotin Ödeme, Aszites ↑ Albuminverlust ↓ Albumin ↓ Proteinassimilation ↓ Gesamteiweiß 2+ 2+ Osteomalazie, Tetanie, ↓Calcium ↓ Resorption von Vit. D, Ca , Mg Parästhesien ↑ Alk. Phosphatase Ekchymosen, Petechien, ↓ Resorption von Vitamin K ↓ Prothrombinzeit Hämaturie, Hämatome Anämie ↓ Resorption von Folsäure und Vit. B12 Makrozytose ↓ Resorption von Eisen ↓ Folsäure und Vit. B12 Mikrozytose ↓ Eisen und Ferritin

Vitamine Vitamin A    



Fettlöslich Tagesbedarf: 1mg Provitamin: β-Carotin (Möhren) Umwandlung zu Retinol Wirksame Form des Retinol o Retinal  Sehpigment: Sehvorgang o Retinol  Coenzym: Zuckertransport o Retinsäure  Signalstoff: Entwicklung, Differenzierung Zufuhr o Gesunde Ernährung deckt Tagesbedarg o Fehlernährung, Unterernährung, Antibiotika, Resorptionsstörung: Hypovitaminose  Mangelkrankheiten  Vitamin-Gabe  Vitamin-Bedarf gedeckt  Hypervitmainose: Vitaminvergiftung

Vitamin D  Fettlöslich  Tagesbedarf: 0,01mg  Cholesterol Umwandlung via UV-Licht zu Calciol  Calciol (Milch) Umwandung zu Calcitriol  Calcium-Stoffwechsel  Stoffwechsel o In der Haut 7-Dehydrocholesterol vorhanden o Durch UVB fotochemisch umgesetzt zu Cholecalciferol (Prävitamin D) o Prävitamin Shift Proton C-19 zu C-9  Vitamin D3 o Gelangt ins Blut und wird an DBP gebunden zur Leber transportiert o In Leber zu 25-Hydroxy-Vitamin D3 umgewandelt o Transport zur Niere wo Hydroxylierung in Position C1 stattfindet  1,25-DihydroxyCholecalciferol  Zielzelle

Calcium    

Festigkeit von Knochen Blutgerinnung Signalübertragungen Beeinflusst von Parathormon (Steigert Kalziumresorption)

Vitamin E   

Fettlöslich Tagesbedarf: 10mg Tocopherole (Getreide): Oxidationsschutz

Vitamin K   

Fettlöslich Tagesbedarf: 0,08mg Phyllochinone (Gemüse, Darmbakterien)  Phyllohydrochinon: Blutstillung

Vitamin B1 und B2  



Wasserlöslich Thiamin (Vit. B1) o Tagesbedarf: 1,5mg o Schweinefleisch, Getreide o Aktive Form (Coenzym): Thiamindiphosphat o Funktion: Übertragung von Hydroxy-Alkyl-Resten Riboflavin (Vit. B2) o Tagesbedarf: 1,8mg o Milch, Eier o Aktive Form (Coenzym): FMN, FAD o Funktion: Wasserstoffübertragung

Folat, Nicotinat, Pantothenat  





Wasserlöslich Folat (Vit. B9, B11) o Tagesbedarf: 0,2mg o Gemüse, Leber o Aktive Form (Coenzym): Tetrahydrofolat o Funktion: C1-Stoffwechsel Nicotinat, Nicotinamid (Vit. B3) o Tagesbedarf: 20mg o Fleisch, Obst, Gemüse o Aktive Form (Coenzym): NADP+, NAD+ o Funktion: Hydridübertragung Pantothenat (Vit. B5) o Tagesbedarf: 7mg o Weit verbreitet o Aktive Form (Coenzym): CoA o Aktivierung von Carbonsäuren

Vitamin B6 und B12  



Wasserlöslich Pyridoxal, Pyridoxo, Pyridoxamin (Vit. B6) o Tagesbedarf: 2mg o Fleisch, Gemüse o Aktive Form (Coenzym): PLP (Pyridoxalphoshat) o Funktion: Aktivierung von Aminosäuren Cobalamin (Vit. B12) o Tagesbedarf: 0,002mg o Fleisch, Leber, Eier o Aktive Form (Coenzym): 5-Desoxy-adenosyl-cobalamin o Funktion: Isomerisierung o Stoffwechsel  Bindung an Intrinsic-Faktor im Ileum  Transport über Transcobalamin (TCII)  Speicherung in Leber o Mangel: perniziöse Anämie

Vitamin C und H  



Wasserlöslich Ascorbinsäure (Vit. C) o Tagesbedarf: 60mg o Früchte, Gemüse o Umwandlung zu Ascorbat o Funktion: Stabilisierung von Enzymsystemen Biotin (Vit. H) o Tagesbedarf: 0,1mg o Nüsse, Hülsenfrüchte o Funktion: Übertragung von Carboxygruppen

Mineralstoffe – Spurenelemente MINERAL-STOFFE

GEHALT

HAUPTQUELLE

TAGESBEDARF [G] 2.000

FUNKTION/ VORKOMMEN

WASSER

35.000 – 40.000

Getränke, Nahrung, Oxidationswasser

MAKROELEMENTE (TAGESBEDARF >100MG) NA 100 Kochsalz

1,1 – 3,3

K

150

1,9 – 5,6

CA

1.300

Gemüse, Früchte, Getreide Milch, Millchprod.

MG

20

Grünes Gemüse

0,35

CL P

100 650

Kochsalz Fleisch, Milch, Getreide, Gemüse

1,7 – 5,1 0,8

S

200

S-haltige AS

0,2

Osmoregulation, Membranpotenzial, Mineralstoffw. Membranpotenzial, Mineralstoffw. Knochenbau, Blutgerinnung, Signalstoff Knochenbau, Cofaktor für Enzyme Mineralstoffwechsel Knochenbau, EnergieStoffwechsel, NucleinsäureStoffwechsel Lipid- und KH-Stoffwechsel, Konjugatbildung

MIKROELEMENTE (SPURENELEMTE) 4–5 Fleisch, Leber, Eier, FE Gemüse, Kartoffeln 2–3 Fleisch, Leber, Getr. ZN CU 0,1 – 0,2 Fleisch, Gemüse, Früchte, Fisch CO < 0,01 Fleisch CR < 0,01 0,02 Getreide, Nüsse MO SE Gemüse, Fleisch 0,03 Meeresfisch, iodiertes I Speisesalz, Trinkwasser BEDARF NICHT GESICHERT F Trinkwasser, Tee, Milch

0,8

10

Lösungsmittel, Zellbaustein, Dielektrikum, Kühlmittel, Transportmittel, Reaktionspartner

15 2–3

Hämoglobin, Myoglobin, Cytochrome Zink-Enzyme Oxidasen

Spuren 0,05 – 0,2 0,15 – 0,5 0,05 – 0,2 0,15

Vit. B12 Unklar Redox-Enzyme Selen-Enzyme Thyroxin

0,0015 – 0,004

Knochen, Zahnschmelz

Eisenhaushalt   

Eisentransport: Transferrin zu Knochenmark Eisenspeicher: Ferritin in der Leber Eisenmangel führt zur Anämie

Verdauung Hydrolyse und Resorption von Nahrungsbestandteilen

Blutzusammensetzung           

Hämoglobin (Hb): M: 8,7 – 11,2 mmol/l; W: 7,4 – 9,9 mmol/l Erythrozytenzahl: M: 4,5 – 5,9 *1012; W: 4,5 – 5,2 * 1012 Hämatokrit (Hk): M: 0,41 – 0,53 l/l; W: 0,36 – 0,46 l/l Mittlerer Hämoglobingehalt der Erythrozyten (MCH): 1,67 – 2,1mmol/l Mittlere Hämoglobinkonzentration des Einzelerythrozyten (MCHC): 19 – 22 mmol Hb/l Erythrozyten Leukozytenzahl: 4.000 – 10.000 Zellen/µl Thrombozytenzahl: 150.000 – 350.000 Zellen/µl Eiweiß gesamt: 60 – 84g/l Albumin: 36 – 50g/l Am häufigsten γ-Globuline Häufigster Antikörper: igG

Hämoglobin  

Tetramer: 4 Untereinheiten: 2α + 2β Hämgruppe durch kovalente Bindungen an Histidin und durch hydrophobe Wechselwirkungen an Globin (Apoprotein) verankert

Myoglobin   

Roter Muskelfarbstoff Sauerstoffspeicher des Muskels Monomer: 1 β-Proteinkette

Häm-Gruppe   

Zentralatom: Eisen Prosthetische Gruppe der Hämoproteine bzw. Cytochrome Porphyrinring

Porphyrinsynthese  

 1. 2. 3. 4.

Entstehe aus: Glycin + Succinyl-CoA (Intermediat Citratzyklus) Einteilung in 3 Schritte 1. Bildung Pyrrholheterozyklus 2. Kondensation von 4 Pyrrolresten zu einem zyklischen Tetrapyrrol 3. Modifikation der Seitenketten und Oxidation am Ringsystem Letzter Schritt: Einbau Eisen-Atom Glycin + Succinyl-CoA  δ-Aminolävulinat Kondensation δ-Aminolävulinat  Porphobilinogen Porphobilinogen Desaminase  Hydroxymethylbilan-Synthase Kondensation Tetrapyrrolmolekül  Uroporphyrinogen III

Porhphyrien Defekt des Gens Cosynthase III    

Molekularpathogene des erhöhten Anfalls von Porphyrinvorstufen Partieller Enzymdefekt  Abfall Hämkonzentration Stimulierung δ-Aminolävulinat-Synthase  vermehrte Bildung δ-ALA und PBG Partieller Enzymdefekt bewirkt Akkumulation beider Substanzen und verlassen Zellen

Abbau von Häm      

Spaltung Häm in Sauerstoff und NADPH-abhängiger Reaktion zu Eisen-II + CO + Biliverdin Katalyse durch Häm-Oxigenase Biliverdin zu Bilirubin reduziert (NADPH-abhängig) Bilirubin Abgabe ins Blut  Bindung an Albumin (Lipophilie) Aufnahme Bilirubin in Leber  2-fach konjugiert durch UDP-Glucuronyl-Transferase Weiter via Galle in Darm  Reduktion von Bilirubin zu Urobilinogen + Stercobilinogen

Ikterus    

Ursache: Anstieg des Bilirubingehaltes im Plasma über 34 mmol/ll Gelbfärbung der Augenbindehaut und der Haut Normalgehalt Bilirubin: M: 160g Ethanol täglich (entspricht 4l Bier)  cirrhotische Leber  Tod

Plasmaproteinelektrophorese     

Albumin: 63,7% α1-Globulin: 3,0% α2-Globulin: 7,3% β-Globulin: 9,2% γ-Globulin: 17,0%

Plasmaproteine PROTEIN

PROTEI N ANTEIL [%]

NORMBERE ICH [G/L]

FUNKTION

PATHOBIOCHEMIE

99 100

0,1 – 0,4 35 - 55

Thyroxinbindung Transportfkt., kolloidosm. Druck

↓ bei schweren Leberleiden ↓ bei Leberzirrhose, Nephrose

44

0,55 – 1,4

Unklar

54

2–4

Proteaseinhibitor

Α1-LIPOPROTEIN (HDL)

200

2,9 – 7,7

PROTHROMBIN (FAKTOR II)

60

0,05 – 0,1

TRANSCORTIN THYROXIN BIND. GLOBULIN Α1-ANTICHYMOTRYPSIN

45

Transport Lipide, Hormone Proenzym Thrombins (Gerinnung) Cortisolbindung Thyrocinbindung

↑ bei entzündlichen Prozessen mit Gewebszerfall ↑ bei entzündlichen Prozessen, genetischer Mangel führt zu Lungenemphysem ↓ bei Lebererkrankungen

ALBUMIN PRÄALBUMIN ALBUMIN Α1-GLOBULINE SAURES Α1GLYKOPROTEIN Α1-ANTITRYPSIN

73

0,3 – 0,6

Chymotrypsininhibitor...