PPE - Energiehaushalt Flashcards
Was versteht man unter dem Anabolen Stoffwechsel?
Aufbaustoffwechsel;
Herstellung komplexer Moleküle (Strukturmoleküle, zB Proteine) und Speicherstoffe (Fette & Kohlenhydrate)
Was versteht man unter dem katabolen Stoffwechsel?
Abbaustoffwechsel;
Verwendung von Energieträgern für:
- Grundfunktion und Lebenserhaltung
- Wachstum
- Muskelarbeit und Motorik
- Erzeugung von Wärme / Thermoregulation
Was beschreibt die Energiebilanz?
Ist das Verhältnis von Energieaufnahme zu Energieverbrauch.
Aus welchen Komponenten besteht die Verfügung stehende Energie?
Energiegehalt der Nahrung
minus Energie im Fäces = Resorbierbare Energie minus Energie im Harn und Gärgasen (MO’s) = umsetzbare Energie
Umsetzbare Energie teilt sich auf in gespeicherte Energie als Körpermasse und den Energieumsatz (Grundumsatz, Körperliche Aktivität und adaptive Thermogenese)
Woraus setzt sich der Energieumsatz zusammen?
Grundumsatz (60-70 %), Körperliche Aktivität (15-30 %) und adaptive Thermogenese (10-15 %)
An welcher Stellen der Energieaufnahme geht Wärme verloren?
- Aufnahme der Nahrung (5-10 % Wärmeverlust)
- Absorption im Darm (5-10% Wärmeverlust)
- Umbau der Energie in Speicherstoffe (50 % Wärmeverlust)
- Verwertung der Energie = Stoffwechselenergie, ATP-Gewinnung (30-60 % Wärmeverlust)
Was versteht man unter “spezifisch-dynamischer Wirkung”?
Die Aufnahme von Nahrung als Mahlzeit erhöht den Energieumsatz um 20-25 % (Aufnahme von Energie kostet Energie)
Wie hoch ist die spezifisch-dynamische Wirkung der einzelnen Makronährstoffe?
3-7 % für Kohlenhydrate und Fette; 25 % für Proteine (hohe Energie wegen der Ammoniakentstehung und -entgiftung)
Warum ist der physiologische Brennwert nur bei den Proteinen geringer als der physikalische Brennwert?
Weil neben den Kohlenhydraten zur Energiegewinnung auch Harnstoff entsteht.
Welches ist der erste Schritt in der Glycogensynthese aus Glucose?
Die Umwandlung von Glucose in Glucose-6-Phosphat durch die Hexokinase.
Welches ist der geschwindigkeitsbestimmende Schritt der Glycogensynthese?
Der Einbau von UDP-Glucose in das Glycogen, also die Knüpfung der 1,4-glycosidischen Bindung durch die Glycogensynthase.
Wie wird die Glycogensynthase indirekt durch Insulin aktiviert?
Insulin phosphoryliert die Proteinkinase B, welche wiederum die Glycogensynthase-Kinase 3 phosphoryliert und damit inaktiviert. Diese kann damit nicht mehr die Glycogensynthase phosphorylieren und inaktivieren, wodurch indirekt die Glycogensynthese stimuliert wird.
Aus welchen zwei Stoffen kann die Triglyceridsynthese starten?
Glucose oder freien Fettsäuren
Welches Enzym katalysiert den Abbau von Triacylglycerinen zu Glycerin und Fettsäuren?
Die Hormon-sensitive Lipase. (HSL)
Wie wird die hormon-sensitive Lipase reguliert?
Lipolytische Hormone wie Glycogen aktivieren die membranständige Adenylatcyclase, welche cAMP produziert, welches die HSL aktiviert.
Insulin aktiviert die membranständige Phosphodiesterase, welche cAMP abbaut und damit die HSL inaktiviert.
Welche Signale aktivieren den Glycogenabbau im Skelettmuskel?
Adrenalin bindet an ß1-adrenerge Rezeptoren, was die Phosphorylasekinase aktiviert. Diese phosphoryliert und aktiviert die Glycogenphosphorylase. Dadurch wird Glycogen zunächst zu G-1-P und dann zu G-6-P abgebaut, welches dann in die Glycolyse eingeschleust werden kann.
AMP und Calcium binden direkt an die Glycogenphosphorylase und aktivieren diese.
Da die AMP und Calciumspiegel beide bei Muskelarbeit ansteigen, führt Muskelaktivität zu einer erhöhten Glycolyse.
Was ist eine Leberspezifische Reaktion des Glycogenabbaus?
In der Leber kann Glucose-6-Phosphat zu Glucose abgebaut und an die Peripherie abgegeben werden.
Aus welchen Stoffen wird Glucose in der Leber bereitgestellt?
Aus Glucose-6-Phosphat aus dem Glycogenabbau sowie aus Gluconeogenese aus Laktat, Glycerin und Aminosäuren, was vor allem im Fastenzustand von Relevanz ist.
Welche Signale aktivieren den Glycogenabbau in der Leber?
Glucagon und Adrenalin
Welche Signale aktivieren den TAG-Abbau in Leber und Fettgewebe?
Glucagon und Adrenalin über die Aktivierung der hormonsensitiven Lipase und die ATGL.
Was sind die Standardbedingungen zur Messung des Ruheumsatzess?
- liegend, unbekleidet in thermoneutraler Umgebung (28-30 °C)
- in körperlicher und geistiger Ruhe
- nüchtern (12-18 h Fasten)
- morgens
Welche Organe haben den größten Anteil am Ruheumsatz?
Leber und Muskel (je 26 %), gefolgt vom Gehirn (18 %)
Wie viel kJ entspricht 1 kcal?
4,19 kJ
Wie lautet das Kleibergesetz?
I = I0 * m^0,75
I = Grundumsatz in kJ I0 = Normalisierungskonstante (für Männer oder Frauen) m = Körpermasse in kg
Was ist die einfachste Formel zur Schätzung des Grundumsatzes?
1 kcal / kg / h
Was fand Kleiber heraus, wovon der Grundumsatz eher abhängt als von der Körpermasse?
Von der Körperoberfläche.
Warum haben Männer einen höheren Grundumsatz als Frauen und wie viel höher liegt dieser?
Durch ein höheres Verhältnis von Muskel- zu Fettmasse. Circa 10 %
In welchen Situationen ist der GRUNDumsatz erhöht?
- erhöhter Trainingszustand (durch höheren Muskelanteil)
- Schwangerschaft (durch Wachstum des Fetus)
- Schilddrüsenüberfunktion (durch erhöhten Stoffwechsel)
- Fieber (durch erhöhte Temperatur und Zytokine)
- Krebserkrankung (durch erhöhten Stoffwechsel)
In welchen Situationen ist der Grundumsatz erniedrigt?
- mit zunehmendem Alter (bis zum 30. Lebensjahr um 10 % pro Jahrzehnt, danach um 3 % pro Jahrzehnt; durch Veränderung der Körperzusammensetzung und des Stoffwechsels)
- im Schlaf (durch verringerten Muskeltonus)
- beim Aufenthalt in den Tropen (gegenüber kalten Gebieten) (durch verringerte Thermogenese und Schilddrüsenhormone)
- bei längerem Fasten (durch verringerte Menge an Steroid- und Schilddrüsenhormonen)
welche Faktoren verändern den LEISTUNGSumsatz?
- Umgebungstemperatur (erhöhte und erniedrigte Temperatur erhöhen den Umsatz)
- Nahrungsaufnahme (spezifisch-dynamische Wirkung)
- Emotionen (veränderter Muskeltonus und Sympathikustonus)
- Art der körperlichen Aktivität
Wie berechnet sich der Gesamtumsatz?
Grundumsatz * PAL-Wert = Gesamtumsatz
Wie misst man den Energieumsatz?
Mittels Kalorimetrie, die auf der Abgabe von CO2, Wasser und Wärme durch die Aufnahme von Energie beruht
Wie kann die direkte Kalorimetrie am Menschen durchgeführt werden?
Ein Mensch sitzt in einem isolierten Raum, um welchen Eiswasser von 0 °C fließt. Durch die Messung der Erwärmung des Wassers + der Messung der Abfuhr von CO2 bzw der Zufuhr von O2 kann der Energieumsatz gemessen werden.
Wie kann man die indirekte Kalorimetrie am Menschen durchführen?
Der Energieumsatz wird direkt aus dem Sauerstoffverbrauch gemessen. Entscheidend ist der respiratorische Quotient, der das Verhältnis des CO2 zu O2 wiedergibt. Grundlage ist, dass je nach Nährstoffklasse unterschiedlich viel Mol CO2 pro Mol Sauerstoff gebildet werden.
Wie lautet der RQ für die einzelnen Nährstoffgruppen?
RQ 1 für Kohlenhydrate
RQ 0,7 für Fette
RQ 0,9 für Proteine
