PPE - Energiehaushalt

Question 1

Was versteht man unter dem Anabolen Stoffwechsel?

Answer 1

Aufbaustoffwechsel;

Herstellung komplexer Moleküle (Strukturmoleküle, zB Proteine) und Speicherstoffe (Fette & Kohlenhydrate)

Question 2

Was versteht man unter dem katabolen Stoffwechsel?

Answer 2

Abbaustoffwechsel;

Verwendung von Energieträgern für:

• Grundfunktion und Lebenserhaltung
• Wachstum
• Muskelarbeit und Motorik
• Erzeugung von Wärme / Thermoregulation

Question 3

Was beschreibt die Energiebilanz?

Answer 3

Ist das Verhältnis von Energieaufnahme zu Energieverbrauch.

Question 4

Aus welchen Komponenten besteht die Verfügung stehende Energie?

Answer 4

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)

Question 5

Woraus setzt sich der Energieumsatz zusammen?

Answer 5

Grundumsatz (60-70 %), Körperliche Aktivität (15-30 %) und adaptive Thermogenese (10-15 %)

Question 6

An welcher Stellen der Energieaufnahme geht Wärme verloren?

Answer 6

• 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)

Question 7

Was versteht man unter “spezifisch-dynamischer Wirkung”?

Answer 7

Die Aufnahme von Nahrung als Mahlzeit erhöht den Energieumsatz um 20-25 % (Aufnahme von Energie kostet Energie)

Question 8

Wie hoch ist die spezifisch-dynamische Wirkung der einzelnen Makronährstoffe?

Answer 8

3-7 % für Kohlenhydrate und Fette; 25 % für Proteine (hohe Energie wegen der Ammoniakentstehung und -entgiftung)

Question 9

Warum ist der physiologische Brennwert nur bei den Proteinen geringer als der physikalische Brennwert?

Answer 9

Weil neben den Kohlenhydraten zur Energiegewinnung auch Harnstoff entsteht.

Question 10

Welches ist der erste Schritt in der Glycogensynthese aus Glucose?

Answer 10

Die Umwandlung von Glucose in Glucose-6-Phosphat durch die Hexokinase.

Question 11

Welches ist der geschwindigkeitsbestimmende Schritt der Glycogensynthese?

Answer 11

Der Einbau von UDP-Glucose in das Glycogen, also die Knüpfung der 1,4-glycosidischen Bindung durch die Glycogensynthase.

Question 12

Wie wird die Glycogensynthase indirekt durch Insulin aktiviert?

Answer 12

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.

Question 13

Aus welchen zwei Stoffen kann die Triglyceridsynthese starten?

Answer 13

Glucose oder freien Fettsäuren

Question 14

Welches Enzym katalysiert den Abbau von Triacylglycerinen zu Glycerin und Fettsäuren?

Answer 14

Die Hormon-sensitive Lipase. (HSL)

Question 15

Wie wird die hormon-sensitive Lipase reguliert?

Answer 15

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.

Question 16

Welche Signale aktivieren den Glycogenabbau im Skelettmuskel?

Answer 16

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.

Question 17

Was ist eine Leberspezifische Reaktion des Glycogenabbaus?

Answer 17

In der Leber kann Glucose-6-Phosphat zu Glucose abgebaut und an die Peripherie abgegeben werden.

Question 18

Aus welchen Stoffen wird Glucose in der Leber bereitgestellt?

Answer 18

Aus Glucose-6-Phosphat aus dem Glycogenabbau sowie aus Gluconeogenese aus Laktat, Glycerin und Aminosäuren, was vor allem im Fastenzustand von Relevanz ist.

Question 19

Welche Signale aktivieren den Glycogenabbau in der Leber?

Answer 19

Glucagon und Adrenalin

Question 20

Welche Signale aktivieren den TAG-Abbau in Leber und Fettgewebe?

Answer 20

Glucagon und Adrenalin über die Aktivierung der hormonsensitiven Lipase und die ATGL.

Question 21

Was sind die Standardbedingungen zur Messung des Ruheumsatzess?

Answer 21

• liegend, unbekleidet in thermoneutraler Umgebung (28-30 °C)
• in körperlicher und geistiger Ruhe
• nüchtern (12-18 h Fasten)
• morgens

Question 22

Welche Organe haben den größten Anteil am Ruheumsatz?

Answer 22

Leber und Muskel (je 26 %), gefolgt vom Gehirn (18 %)

Question 23

Wie viel kJ entspricht 1 kcal?

Answer 23

4,19 kJ

Question 24

Wie lautet das Kleibergesetz?

Answer 24

I = I0 * m^0,75

I = Grundumsatz in kJ
I0 = Normalisierungskonstante (für Männer oder Frauen)
m = Körpermasse in kg

Question 25

Was ist die einfachste Formel zur Schätzung des Grundumsatzes?

Answer 25

1 kcal / kg / h

Question 26

Was fand Kleiber heraus, wovon der Grundumsatz eher abhängt als von der Körpermasse?

Answer 26

Von der Körperoberfläche.

Question 27

Warum haben Männer einen höheren Grundumsatz als Frauen und wie viel höher liegt dieser?

Answer 27

Durch ein höheres Verhältnis von Muskel- zu Fettmasse. Circa 10 %

Question 28

In welchen Situationen ist der GRUNDumsatz erhöht?

Answer 28

• erhöhter Trainingszustand (durch höheren Muskelanteil)
• Schwangerschaft (durch Wachstum des Fetus)
• Schilddrüsenüberfunktion (durch erhöhten Stoffwechsel)
• Fieber (durch erhöhte Temperatur und Zytokine)
• Krebserkrankung (durch erhöhten Stoffwechsel)

Question 29

In welchen Situationen ist der Grundumsatz erniedrigt?

Answer 29

• 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)

Question 30

welche Faktoren verändern den LEISTUNGSumsatz?

Answer 30

• Umgebungstemperatur (erhöhte und erniedrigte Temperatur erhöhen den Umsatz)
• Nahrungsaufnahme (spezifisch-dynamische Wirkung)
• Emotionen (veränderter Muskeltonus und Sympathikustonus)
• Art der körperlichen Aktivität

Question 31

Wie berechnet sich der Gesamtumsatz?

Answer 31

Grundumsatz * PAL-Wert = Gesamtumsatz

Question 32

Wie misst man den Energieumsatz?

Answer 32

Mittels Kalorimetrie, die auf der Abgabe von CO2, Wasser und Wärme durch die Aufnahme von Energie beruht

Question 33

Wie kann die direkte Kalorimetrie am Menschen durchgeführt werden?

Answer 33

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.

Question 34

Wie kann man die indirekte Kalorimetrie am Menschen durchführen?

Answer 34

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.

Question 35

Wie lautet der RQ für die einzelnen Nährstoffgruppen?

Answer 35

RQ 1 für Kohlenhydrate
RQ 0,7 für Fette
RQ 0,9 für Proteine