Nährstoffe Flashcards
Was sind Nährstoffe?
- Energiequelle und Körperaufbau:
* Kohlenhydrate
* Eiweiße
* Fette - Wasser und Verbindungen, die die Aufnahme energiereicher Verbindungen erleichtern oder essentielle Bestandteile von Stoffwechselvorgängen liefern
* Vitamine
* Mineralien/Spurenelemente
Kohlenhydrate
Zucker wie z.B.
**Glukose
**Saccharose (Transportzucker in Pflanzen): Glukose+Fruktose
**Trehalose (Hämolymphzucker bei Insekten):
Glukose+Glukose
- Stärke:
- **Amylopektin (alpha-1,4 und alpha-1,6-Verzweigung)
- **Amylose (alpha-1,4)
*Inulin:
Grundbaustein Fruktose
**in Compositen: Dahlien, Löwenzahn
**Topinamur: reich an Inulin in der Knolle; süßlich
- Glykogen (tierische Stärke)
- **wie pflanzliche Stärke
- **Leber- und Muskelzellen von Vertebraten
- **verschiedene Zellen von Invertebraten
Klebrige Polysaccharide
*Pektine: Polymere von Galacturonsäure
*Hemicellulosen sehr variabel und nicht mit Cellulose verwandt
=> Polymere von mehreren Einfachzuckern (Xylose, Arabinose, etc.)
- Gras-Hemicellulosen sind reich an Xylose mit Anteilen von Arabinose, Galactose und Uronsäuren
- Erbsen-Hemicellulosen sind reich an Arabinose, Galactose und Uronsäuren, aber mit nur wenig Xylose
- Cellulose:
- **Bindungen 1,4-beta-glykosidisch
- **40-60% der Zellwand
Verdauung von Stärke und Cellulose
- Stärke: Amylasen
- Cellulose: Cellulasen
- *früher: Cellulasen werden i.d.R. von Endosymbionten geliefert; nur wenige Tiere körpereigene Cellulasen
z. B. Silberfischchen, Assel Limnoria ?
**heute: Endogene Zellulasen in niedrigen/höheren Termiten, Schaben, Grillen, Käfer, Lepismatidae, Collembola, Phasmiden
Effektivität der Celluloseverdauung abhängig von…
- mikrobielle Aktivität und Expression insekteneigener Cellulasen
- Darmlänge und Darmvolumen
- Verweildauer der Nahrung im Darm
- Anteil verdauungsmindernder Substanzen in Nahrung
- z.B. phenolische Verbindungen (Tannine)
- setzen Aktivität von Verdauungsenzymen herab
*besonderen Anpassungen im Verhalten oder in Morphologie/Anatomie
Anpassungen im Verhalten (Celluloseverdauung)
*Wirtspflanzenwahl: Vermeidung faserreicher Nahrung
*Autokoprophagie: Fressen der eigenen Exkremente
(Kaninchen, Meerschweinchen)
=> erst doppelte Darmpassage der aufgenommenen Nahrung gewährleistet, dass pflanzliche Nahrung effektiv verwertet wird
Anpassungen in Morphologie/Anatomie
- Darmlänge/Darmvolumen
- besondere Zahnstrukturen
- hochkronige, breite Zähne beim Pferd zum Zerreiben von hartem Gras
(hochkronig -> Schmelz schmirgelt langsam ab | bei Kaninchen wachsen hochkronige Zähne nach)
*besondere Magenstrukturen
- Wiederkäuer (Vorderdarmfermentierer)
- Pferde (Enddarmfermentierer)
- besondere Darmstrukturen
- langer Blinddarm
- kompartimentierter Grimmdarm
Kohlenhydratgehalt von Pflanzen
*abhängig von Lichtexposition
- Tageszeitliche Schwankungen
- Jahreszeitliche Schwankungen
- Standortbedingte Schwankungen
- C/N Verhältnis oft invers
- junge Blätter: N hoch, C niedrig
- alte Blätter: N niedrig, C hoch
Proteingehalt in Pflanzen
- abhängig von Taxon
- variert nach pflanzl. Gewebe
- variert nach Stickstoffversorgung der Pflanze
- Pflanzen können prinzipiell alle notwendigen AS bieten
- reich an Proteinen und allen notwendigen essentiellen AS: Weizenkeime & Sojabohnen
- einige Pflanzen arm an Methionin (Hülsenfrüchte) und Lysin (Getreideprodukte)
- einige Insekten mit Endosymbionten, die auch wichtige AS liefern können,
z. B. Blatella germanica: endosymbiontische Produktion von Methionin aus Schwefel
Essentielle AS
- Lysin
- Valin
- Leucin
- Methionin
- Isoleucin
- Threonin
- Phenylalanin
- Tryptophan
Fette: Kategorisierung
- Öle: Fettsäuren
- Echtes Fett: Fettsäuren verestert mit Glycerin
- Wachse: Fettsäuren verestert mit langkettigen Alkoholen
- Tierisches Fett: Cholesterin und viel gesättigte FS
- Pflanzliches Fett: Phytosterol und viel mehrfach ungesättigte FS
Phytosterole wichtig für herbivore Insekten, da sie keine eigene Sterolsynthese betreiben können
Öle
- FS flüssig bei Raumtemperatur
- am verbreitesten in Samen
- einige haben so viel Öl, dass sie industriell produziert und geerntet werden können (Olive, Kokosnuss, Sonnenblume, Sojabohne)
- am häufigsten:
- Ölsäure (C-18 1 Doppelbindung)
- Linolsäure (C-18 2 Doppelbindungen) - Omega-3-FS
- Linolensäure (C-18 drei Doppelbindungen) - Omega-6-FS
Letztere beiden essentielle FS
> Einbau in Zellmembran
Vorstufen von Eicosanoiden -> lokale Mediatoren: Regulation Gefäßtonus, Entzündungsreaktionen, Blutgerinnung
Antioxidantien
Relevanz Insekten:
> Bildung von Phospholipiden
> Fehlen führt zur Störung bei Häutung
Wachse
- Komplxe Fettsäuren verestert mit langkettigen Alkoholen
- Epikutikulare Pflanzenwachse: Äußere Schicht von Blättern, Früchten und Stengeln
- Kuticulare Wachse: Eingebunden in Kuttikula der Pflanze.
- Cutin ist Wachs in der Kuttikula
- Suberin wird in Korkzellen in der Rinde und in Pflanzenwurzeln gefunden, verhindern Wasserverlust
- Struktur der Wachse abhängig von Pflanze
- Wachse sind normalerweise härter und wasserabweisender als andere Fette
Vitamine
- chemisch uneinheitliche Stoffe
- nicht stabil bei Erhitzen/Kochen
- Fettlösliche Vitamine: A, D, E, K
- Wasserlösliche Vitamine: B, C, H
Vitamin A (Retinol)
Biogenese:
*aus Carotin = Provitamin A
Vorkommen:
- Provitamin A in zahlreichen Pflanzen
- Retinol in tierischen Produkten: Lebertran, Eigelb
Funktion:
- herbivore Insekten: ??
- Mensch: Oxidation von Retinol zu Retinal;
a) prosthetische Gruppe v. Sehfarbstoffen (Rhodopsin), Mangel: verminderte Sehfähigkeit im Dunkeln
b) beteiligt an Fülle weiterer Stoffwechselvorgänge, z.B. Zellwachstum, Hauterneuerung
