Was ist die Glucosehomöostase?
Organismus ist bestrebt, die Konzentration an Glucose im Blut über einen engen Konzentrationsbereich zu regulieren
Gehirn und ZNS benötigen Glukose
Mindestkonzentration Glukose im Blut ca 60 mg/100ml Blut oder 3,3 mM
Glucosereserven reichen für einen Tag
Bei längerem Defizit an Kohlenhydraten bildet der Organismus Glucose aus anderen Substraten (va Aminosäuren)
Wie hält der Organismus die Blutglukosekonzentration konstant?
in erster Linie hormonell reguliert
Insulin (senken Blutzucker)
Glucagon, Adrenalin, Cortisol (erhöhen Blutzucker)
Was sind klinische Symptome einer Hypoglykämie?
Heißhunger
Nervosität, Reizbarkeit
Übelkeit
Erbrechen
Schwitzen
Tachykardie
Bluthochdruck
Störungen des ZNS
Hypoglykämischer Schock
Was sind die Ursachen einer Hypoglykämie?
Unsachgemäße Insulinverabreichung bei Diabetikern
Insulindoping im Sport
Langer Nahrungsentzug, Sport, Stress verursachen nur moderate Reduktion
Welche Zellen des Pankreas schütten wann welches Hormon aus?
Blutglukose hoch
Beta-Zellen schütten Insulin aus
Glykolyse
Blutglukose niedrig
Alpha-Zellen schütten Glukagon aus
Gluconeogenese
Wie ist der Anstieg des Plasmainsulins und der Blutglukose im Tagesverlauf?
Nach Nahrungsaufnahme steigt das Plasmainsulin schnell und spitz
Blutglukose flacher/abgerundeter
Im Tagesablauf sind die Plasmainsulin-Peaks zum Abend höher
Abends sind wir etwas mehr insulinresistent
Vorbereitung auf Schlaf, damit Blutzuckerspiegel über Nacht konstant bleibt
Triggert auch proteinreiche Nahrung die Insulinausschüttung?
ja vorallem Adenin und Leucin
Aminosäuren müssen in die Gewebe und Muskel um Energiespeicher anzulegen
Insulin ist dabei behilflich
Wie verläuft die Biosynthese des Insulins?
Ort: Beta-Zellen des endokrinen Pankreas (80% der Inselzellen)
Peptidhormon aus 51 AS die zu 2 Polypeptidketten unterschiedlicher Länge angeordnet sind und über Disulfidbrücken miteinander verbunden
Im Endoplasmatischen Retikulum Proteinsynthese
Präpro-Insulin (104 AS)
Pro-Insulin (84 AS)
Abspaltung C-Peptid
Insulin (51 AS)
Wofür ist C-Peptid in der Klinik gut?
guter Marker, ob und wie viel Insulin der Patient selbst bilden kann
Wie löst Glucose die Insulinsekretion aus?
Glucoseeinstrom über den GLUT1 führt zu einer gesteigerten Bildung von ATP durch die Glykolyse
Das erhöhte ATP/ADP Verhältnis führt zu einer Hemmung eines Kaliumkanals
Es entsteht ein Membranpotential, das zu einem Einstrom von Calciumionen führt
Signaltransduktionskaskaden werden initiiert, die zu einer Exozytose von Insulin aus der Beta-Zelle führen
Was wird auch ausgelöst durch Ausschüttung Insulin?
Ausschüttung Ras
Wachstum von Gewebe
Was bewirkt Insulin hinsichtlich des GLUT4?
Translokation zur Plasmamembran
Ohne Insulin befindet sich GLUT4 innerhalb der Zelle
Mit Insulin ist weniger innerhalb der Zelle und mehr in der Membran
Was ist der Produktionsort des Glukagons?
A-Zellen der Langerhansschen Inseln
Was ist das Translationsprodukt des Glucagons?
Präproglukagon (-Signalpeptid)
Proglukagon (Glicentin)
Glukagon (biologisch aktiv)
Speicherung in Granulat
Was sind Stimuli für die Ausschüttung von Glukagon, was hemmt die Ausschüttung?
Stimuli
Hypoglykämie
Proteinreiche Mahlzeiten
Körperliche Arbeit
Sympathikusaktivierung
Somatotropin (Wachstumshormone)
Hemmung
Insulin
Somatostatin
Wie wirkt Glukagon?
Mobilisierung der KH-Speicher
Mobilisierung der Fett-Speicher
Förderung der Glukoneogenese
schnelle Wirkung: Phosphorylierung von Enzymen
Langsame Wirkung: Phosphorylierung von Transkriptionsfaktoren
Wie wirkt eine proteinreiche und eine kohlenhydratreiche Mahlzeit auf die Sekretion von Insulin und Glukagon?
proteinreiche
Glucose ist konstant, da keine Kohlenhydrate mit der Mahlzeit aufgenommen wurden
Insulin wird ausgeschüttet
Glukagon wird ausgeschüttet und aktiviert die Glukoneogenese in der Leber
Kohlenhydratreiche
Glucose steigt an
Insulin stärker ausgeschüttet als bei der proteinreichen
Glukagon gehemmt, da genügend Kohlenhydrate mit der Nahrung aufgenommen wurden
Bei welchem Blutglucosewert befindet sich die individuelle Nierenschwelle?
8-9 mmol/liter
150-175 mg/dl
Was zeigt der glykämische Index?
Beschreibt die Blutzuckerwirksamkeit verschiedener Kohlenhydrate
Qualität der Kohlenhydrate
Je höher der GI desto stärker ist der Blutzuckeranstieg
Sagt nichts über die Menge der Kohlenhydrate
Vergleichslebensmittel Glucose (GI = 100)
Lebensmittel mit niedrigem GI führen bei Gesunden und Diabetikern zu einer günstigen Beeinflussung verschiedener metabolischer Parameter
Hülsenfrüchte und Vollkornprodukte zeigen einen kleinen GI
Was ist die Glykämische Last?
Menge der Kohlenhydrate wird auch berücksichtigt
GI/100 x Menge an enthaltenen Kohlenhydraten
Was sind Einflussfaktoren auf den glykämischen Index?
je mehr das Lebensmittel verarbeitet ist, desto höher ist der GI
Komplexe KH erniedrigen GI
Einfache KH erhöhen GI
weitere Faktoren
Partikelgröße, Temperatur während der Verarbeitung, andere Nahrungsbestandteile (Fette, Proteine)
Was sind die wichtigsten Wege des Abbaus und der Bereitstellung von Glucose?
Glykogensynthese
Aufbau
Glykogenabbau
Abbau
Hexose-Monophosphat Weg
Alternativer Abbauweg für Glucose-6-Phosphat
Glukoneogenese
Wie unterscheiden sich Stärke und Glykogen?
Glykogen ist stärker verzweigt
Was ist das Startermolekül des Stoffwechsels von Glykogen? Wo ist der Speicherort?
Startermolekül = Glykogenin
Speicherort = Zytosol der Zelle
Wie ist der Glykogengehalt in der Leber und im Muskel?
Leber
Bis zu 10% bezogen auf Frischmasse = 150g
Abfall im Fasten bis auf 0,1%
Muskel
1% bezogen auf Frischmasse = 250g
Trainiert bis zu 4%
Was sind die Schlüsselenzyme des Ab- und Aufbaus von Glykogen?
Glykogenphosphorylase
Glykogensynthetase
Wie funktioniert die Glykogensynthese?
Glc-1-Phosphat wird mit Uritintriphosphat gebunden
Glucose-1-Phosphat-UTP-Transferase
Starterglykogen (Glukose oder Glykogenin) wird an dieses gebunden; Pyruphosphat wird dabei abgespalten
Es entsteht Glykogen
Was macht das Branching enzym?
Verzweigungen werden eingefügt
Amylo-1,4 zu 1,6 Transglucosylase
Wie erfolgt der Abbau von Glykogen?
durch Glykogenphosphorylase
Es entsteht ein Glucose-1-Phosphat und ein um ein Glucosylrest verkürztes Glykogen
Welche Enzyme sind für den Abbau der Verzweigungen verantwortlich?
Alpha (1,4) zu Alpha (1,6) Glucantransferase
Führt zu einer Verlängerung der Hauptkette
Amylo-1,6-Glucosidase
Führt zum Abspalten des letzten verbleibenden Glukoserests durch Abspaltung von Wasser
Was ist die allosterische Regulation des Glykogenstoffwechsels?
nur in der Muskulatur
AMP (als Zeichen für Mangel an ATP) - Aktivierung der Glykogenphosphorylase - Glykogenabbau - Glucose-6-Phosphat wird freigesetzt - als Energiequelle für den arbeitenden Skelettmuskel
ATP + Glucose-6-Phosphat hemmen Glykogenabbau
Erhöhte Calzium Spiegel (bei vermehrter Muskelarbeit) stimulieren den Glykogenabbau, da Energie in Form von Glucose benötigt wird
Was ist die hormonelle Regulation des Glykogenstoffwechsels?
Glukagon (Leber) und Adrenalin (Muskel) - cAMP steigt - Phosphorylierung der Schlüsselenzyme: Glykogenabbauende Enzyme sind Phosphorylierung aktiv, glykogenaufbauende Enzyme inaktiv - Glykogenabbau
Insulin - cAMP sinkt - Dephosphorylierung der Schlüsselenzyme - Glykogenaufbau
Wie gelangt Glucose in den Muskel?
über GLUT4 - insulinabhängig
Was sind die Funktionen der Glycolyse?
Abbau von Glucose zur Energieerzeugung (direkt in Form von ATP, indirekt in Form von NADH/H+ - liefert über die Atmungskette ATP) - auch in Abwesenheit von Sauerstoff
Bereitstellung von funktionellen Zwischenprodukten für weitere Biosynthesen (zB Acetyl-CoA aus Pyruvat für die Biosynthese von FS und Cholesterin)
Was ist das Reaktionsprinzip der Glykolyse?
Glucose-Aufnahme in die Zelle und erste Phosphorylierung
Festhalten der Glucose
Reaktion irreversibel
ATP Verbrauch
Enzym: Hexokinase (niedriger KM-Wert, dadurch höhere Affinität zur Glukose)
Umbau und zweite Phosphorylierung der Glucose
Freigabe zur Glykolyse
Enzym: Phosphofruktokinase
Spaltung in zwei C3 Körper und Isomerisierung
Dehydrogenerierung erhöht P-Übertragungspotential, anschließend P-Übertragung auf ADP
Dehydratisierung und anschließend P-Übertragung auf ADP
Enzym: Pyruvatkinase
Wo findet die Glykolyse statt?
Zytosol
Wie ist die Regulation der Glykolyse auf zellulärer Ebene?
Allosterische Regulation
Intrazellulär gebildete Moleküle beeinflussen bestimmte Enzymaktivitäten
Homöostase der Zelle (nur so viele Produkte hergestellt wie nötig)
Schutzfunktion (stellt Arbeit der Zelle sicher unabhängig von Wünschen des Organismus)
Wie ist die Regulation des Gesamtorganismus im Rahmen der Glykolyse?
Hormonelle Regulation
Bildung von Hormonen (Insulin, Glukagon, Adrenalin) die über den Blutweg die Zielorgane erreichen und dort über spezifische Rezeptoren und sekundäre, intrazelluläre Botenstoffe (cAMP) den Energie-STW über Interkonvertierung oder Induktion/Repression von Genen regulieren
CAMP (zyklisches Adenosinmonophosphat) = Hungersignal - Aktivierung Proteinkinase A - Phosphorylierung von Enzymen, die dann entweder aktiv (Glukoneogenese) oder inaktiv (Glykolyse) sind (Interkonvertierung
Worauf deutet eine hohe NADH+/H+ Konzentration hin?
Energiemangel
Was ist die Gluconeogenese?
endogene Biosynthese von Glukose aus Nicht-Zuckern (Laktat, Aminosäuren..) in Hungerzuständen
Weitgehende Umkehrung der Glykolyse
Hauptsächlich Leber (zur Aufrechterhaltung des Blut Glucose Spiegels), aber auch Niere und Epithelzellen des Dünndarms im Fastenzustand
Zellkompartimente: Zytosol, Mitochondrium, ER
Notwendig für Gehirn und Erythrozyten
Aber auch für Nebennierenmark, Laukozyten im aktiven Zustand
Kann aus Acetyl-CoA Glukose hergestellt werden?
nein
Glukose als C6 Körper kann nur aus C3 oder C6 Körpern gebildet werden
Acetyl-CoA ist C2 Körper
Wie hoch ist der Energieaufwand der Glukoneogenese im Vergleich zum Energiegewinn der Glykolyse?
Energieaufwand Glukoneogenese > Energiegewinn Glykolyse
Warum ist die Reaktion der Pyruvatkinase irreversibel? Wie umgeht die Glukoneogenese diese?
Phosphoenolpyruvat ist sehr viel energiereicher als Pyruvat
Umgeheng über Pyruvatcarboxylase: Pyruvat zu Oxalacetat zu Malat und über den Malat-Shuttel aus Mitochondrium raus zurück ins Zytosol
Was sind Ausgangssubstrate der Glukoneogenese?
Fettgewebe
Glycerin
C3 Körper kann genutzt werden: 9g Glycerin pro 100g Fettgewebe
Ery, Muskel
Laktat, Aminosäuren (va. Alanin)
Wenn Glukosemangel - Ausschüttung Cortisol
Cortisol aktiviert Ubiquitin.., das führt zum Abbau des Muskelproteins
Weitere glukoplastische Aminosäuren
Propionat
Entsteht durch Mikroorganismen im Dickdarm
Aus Ballaststoffen werden flüchtige Fettsäuren gebildet - in die Leber
20-40g Ballaststoffe nehmen wir täglich über die Nahrung auf - ca 5g Propionat täglich
Was ist das Ziel des Hexose-Monophosphatweg?
Gewinnung von NADPH+/H+ und Pentosen
Wie läuft der oxidativen Teil des Hexose-Monophosphatweges ab?
Glucose-6-Phosphat
Durch Glucose-6-Phosphatdehydrogenase
Glucose oxidiert, NADP+ reduziert
Zu 6-Phosphogluconolacton
Durch Gluconolactonhydrolase
Anlagerung Wassermolekül
Zu 6-Phosphogluconat
Durch 6-Phosphogluconatdehydrogenase
Glukose oxidiert, NADP+ reduziert
Zu 3-Keto-6-Phosphogluconat
Durch Decarboxylierung (Abspaltung CO2)
Zu Ribulose-5-Phosphat
Wie verläuft der regenerative Teil des Hexose-Monophosphatwegs?
C5-Körper (Pentosen) können als Bausteine für Synthesen genutzt werden
C5-Körper werden aber auch wieder zu C6-Körpern aufgebaut
Transaldolasen überträgt C3-Einheiten
Transketolase überträgt C2-Einheiten
Wo ist der Hexose-Monophosphatweg besonders aktiv?
Nebennierenrinde
Laktierende Milchdrüse
Wofür benötigt der Körper NADPH/H+?
Fettsäure- und Cholesterinsynthese
Wie ist der Stoffwechsel der Fructose?
Fructose-1-Phosphat-Weg (Abbau über Glykolyse)
Sonderfall: Hexokinase-Weg
- statt Fruktokinase spaltet Hexokinase in Fructose-6-Phosphat, dann weiter wie bei der Glucose
Wie ist die Affinität der Hexokinase zu Glucose und Fructose?
Hexokinase hat eine 20fach höhere Affinität zu Glucose als zu Fructose
Hexokinaseweg kommt deshalb nur in Geweben mit niedriger Glukosekonzentration vor
ZB Fettgewebe, nicht jedoch in der Leber
Wie stimuliert die Fructose die Lipogenese?
Fructose läuft nicht über die Phosphofruktokinase, die ein Schlüsselenzym der Glykolyse ist, sondern mündet über Dihydroxyaceton-Phosphat in die Glykolyse
Schritt ist nicht reguliert
Fructose kann die Bildung von Glycerol-3-Phosphat in der Leber begünstigen, das Ausgangssubstrat für die Bildung von Triglyceriden ist
Konsum von Fructose führt daher zu einer Steigerung der Triglyceride in der Leber und im Blut
Nichtalkoholische Fettleber / Hypertriglyceridämie
Wie sieht der Stoffwechsel der Galactose aus?
Galaktose
Galaktokinase mit ATP Verbrauch
Galaktose-1-Phosphat
Galaktose-1-Phosphat-Uridyltransferase (GALT)
Glucose-1-Phosphat
Ab hier weiter wie bei der Glucose
Glykogensynthese oder Glykolyse
Was sind die Leitsymptome eines Insulinmangels?
Hyperglycämie
Hyperlipidämie
Metabolische Azidose
Wie wirkt sich ein Insulinmangel aus?
Glucose durch Nahrung im Blut - Blutzucker erhöht
Aufnahme in Muskel und Fettgewebe gehemmt
Dadurch Aminosäuren und Fettsäuren in Blut, Körper denkt es herrscht Energiemangel
Blutzucker steigt weiter an
Leber produziert aus Fettsäuren Ketonkörper
Durch Ketonkörper im Blut - metabolische Azidose
Wie setzt sich der Urin zusammen bei einem Insulinmangel?
Glucose
Ketonkörper-Anionen
Wasser, Elektrolyte
Welche Rolle spielt das Insulin bei der Bildung von Serotonin im Gehirn?
Serotonin wird im Gehirn aus Tryptophan gebildet
Bildung von Serotonin hängt ab von der Aufnahme von Tryptophan in das Gehirn
Insulin fördert die Bildung von Serotonin durch die Steigerung des Tryptophan
Welche Wirkungen vermittelt Serotonin, bzw Trytophan?
Hunger/Appetit-Regulation
Heißhunger bei Serotoninmangel - Insulinspiegel niedrig
Schlaf-/Wach Rhythmus
Serotonin wirkt beruhigend
Emotionale Kontrolle
Tonus der Blutgefäße
Blutgefäße weiten sich - Migräne
Was sind Ballaststoffe?
Stoffe, die durch körpereigene Enzyme im Dünndarm nicht verdaut und somit nicht in resorbierbare Formen überführt werden
Stoffe, die im Dickdarm teilweise durch mikrobielle Enzyme fermentiert werden
Kurzkettige Fettsäuren: Acetat, Propionat, Butyrat - Chymusansäuerung, Energiesbubstrat
Fermentationsgase (CO2, H2, CH4) - Flatulenz
Nicht-essentielle Nährstoffe
Wie viel Energie besitzen Ballaststoffe?
Im Falle der Fermentierbarkeit zu kurzkettigen Fettsäuren besitzen sie einen Brennwert von ca 2 kcal/g Ballaststoff
Was bedeutet Flatulenz?
Entstehung von Darmgasen
Was bedeutet Fermentierung?
Methode, um Lebensmittel haltbar zu machen, indem organische Stoffe mithilfe von Mikroorganismen wie Bakterien und Pilzen umgewandelt werden
Welche Nicht-Stärke-Polysaccharide können unterschieden werden?
Pflanzlich
Struktur-Polysaccharide
Cellulose, Hemicellulose, Pektine, Beta-Glukane
Wasserbindende Polysaccharide (Pflanzengummis)
Traganth, Carubin, Schleimstoffe aus Pflanzensamen
Algenpolysaccharide
Alginate, Carrageen, Agar-Agar
Speicher-Polysaccharide
Inulin, unverdauliche Stärke
Unverdaubare Oligosaccharide
Raffinose, Stachyose, Verbascose
Tierisch
Chitin
Welche nicht-Kohlenhydrate lassen sich bei den Ballaststoffen unterscheiden?
Lignin
Unverdauliche Proteine
Keratin
Hochschmelzende Fette
Fettersatzstoffe
Glycerinether, Fettsäureester mit anderen Alkoholen als Glycerin, Zucker-Fettsäure-Ester
Unlösliche Mineralstoffe
Silikate, Erdalkaliphosphate
Pflanzenwachse
Welche löslich/gut fermentierbar und unlöslich/schlecht fermentierbaren Ballaststoffe lassen sich unterscheiden?
löslich (Quellstoffe)
Pektine, Beta-Glucane, Teile der Hemicellulose
Pflanzengummis
Unlöslich (Füllstoffe)
Cellulose
Hemicellulose
Was passiert mit den Nicht-Stärke-Polysacchariden im Dickdarm?
Abbau zu den Monomeren
Fermentierung zu Acetat, Propionat, Butyrat
Wie sieht der Ballaststoffgehalt bei Weizenmehl aus?
je höher der Typ, desto höher die Balaststoffe
Unlösliche erhöhen sich deutlich
Was sind Komponenten und Eigenschaften von Cellulose?
Komponenten
Glucose (1-4 Beta glykosytische Bindung)
Eigenschaft
Unverdaulich, unlöslich
Was sind Komponenten und Eigenschaften von Beta-Glukanen?
1-3, 1-4 Beta glykolytisch
1-3, 1-6 Beta glykolytisch
Unverdaulich, quellend, viskositätserhöhend, löslich
Was sind Komponenten und Eigenschaften von Hemicellulosen?
Glucose, Xylose, Arabinose, Mannose, Galaktose
Meist stark verzweigt
Unverdaulich, teilweise löslich
Was sind Komponenten und Eigenschaften von Pentosane?
Xylose, Arabinose
Unverdaulich, quellend, viskositätserhöhend, teilweise löslich
Was sind Komponenten und Eigenschaften von Pektine?
Hauptkette: Poly-Galakturonsäure
Seitenkette: Arabinose, Galactose, Xylose
Unverdaulich, löslich, viskositätserhöhend, Gebilden
Was sind Komponenten und Eigenschaften von Lignin?
Phenylpropan
Extrem resistent
Was sind Komponenten und Eigenschaften von Inulin?
Fruktose (1,2 Bindung)
Unverdaulich, löslich
Was sind Komponenten und Eigenschaften von Chitin?
N-Acetylglycosamin
Wie ist die Struktur der Cellulose?
Strukturkohlenhydrat (pflanzliche Zellwand) - Zugfestigkeit
Monomer: Glucose (Homoglucan)
Lineare, unverzweigte Kette: 1-4 Beta-glycosidisch verknüpft
Quasikristallin durch starke intermolekulare H-Brücken
Wasserunlöslich
Spaltbar durch mikrobielle oder Futterenzyme
Was ist die Wirkung von Cellulose im GIT?
Kautätigkeit
Speichelbildung
Peristaltik
Wellenförmige Muskelbewegung, die in Hohlorganen wie Speiseröhre, Magen, Darm stattfindet
Keine Wasserbindung - Füllstoff
Teilweise fermentierbar
Stuhlvolumen (Bakterienmasse)
Was ist die Struktur der Beta-Glukane?
Lichenin
1-3, 1-4 Beta-Glucan
Speicherkohlenhydrat
Geknickte Ketten
Unverzweigt
Wasserbindend
Spaltbar durch mikrobielle Enzyme und Futterenzyme
Laminarin
1-3, 1-6 Beta-Glucan
Verzweigt
Wasserlöslich
In Algen vorkommend
Wie wirken Beta-Glukane im GIT?
Wasserbindung, Viskosität und Gelbildung führen zur Erhöhung des Chymusvolumen
Verzögerte Magenentleerung (Gel fließt langsamer als Wasser)
Peristaltik - beschleunigte Dünndarmpassage
Chymustransitzeit im Dünndarm geringer
Stuhlvolumen erhöht durch den Bulking effect
Was ist der Bulking effect?
Zunahme des Stuhlvolumens durch wasserbindende Ballaststoffe
Wie ist die Struktur der Hemicellulose?
Strukturkohlenhydrat: Stütz- und Gerüstsubstanz
Homo- und Heteropolysaccharide aus C5-Zuckern und C6-Zuckern
Pentosane
Hexosane
Häufig stark verzweigt
Teilweise löslich (alkalische oder sauer Lösungsmittel)
Wie ist die Wirkung der Hemicellulose im GIT?
Füllstoff
Wasserbindung
Viskosität
Verzögerte Magenentleerung
Peristaltik erhöht - Chymustransitzeit im Dünndarm verringert
Stuhlvolumen durch Bulking effect erhöht
Fermentierung, Gasbildung
Unspezifische Bindung: Kationen, Gallensäuren
Warum ist die Bindung von Gallensäuren durch Ballaststoffe vorteilhaft?
Gallensäure entsteht aus Cholesterin, wenn wir Gallensäure verlieren, muss diese durch Cholesterin neugebildet werden
Wie ist der Aufbau und die Funktion der Pektine?
Wo kommen diese vor?
Hauptkette: D-Galacturonsäure, Alpha 1,4 glycosidisch verknüpft
Seitenketten: 1-50 Einheiten Arabinose, Galactose, Xylose
Mit Methanol veresterte Carboxygruppen
Funktion
Festigende und wasserregulierende Funktion in der pflanzlichen Zellwand (Gelcharakter der Mittellamelle)
Wie ist die Wirkung der Pektine im GIT?
Wasserbindung, Viskosität, Gelbildung führen zur Erhöhung des Chymusvolumens
Chymustransitzeit im Dünndarm verringert
Stuhlvolumen durch Bulking Effekt erhöht
Fermentierung im Dickdarm
Gallensäurebindung
Wie unterscheiden sich niedrig und hoch veresterte Pektine?
niedrig verester 5-50%
Gelbildung in Anwesenheit mehrwertiger Kationen auch ohne Zucker
Hoch verestert >50%
Gelbildung bei einem Zuckergehalt von >55% und ph Wert 1-3
Wie ist der Aufbau von Lignin?
Festes und resistentes Molekül
3-dimensionales Netzwerk aus Phenylpropanen
Substituierten des Benzolrings
Propankette (C-Gruppe)
Hydroxylgruppen (OH-Gruppen)
1-2 Methoxygruppen
Alkoxy-Gruppen
Was ist die Funktion von Lignin?
Stützfunktion
Verholzung der Zellwand (Lignifizierung) - Druckfestigkeit; bis zu 30% der Trockenmasse von Pflanzen
Füll- bzw Kittmaterial für Mittellamelle (hydrophob)
Wie ist die Wirkung von Lignin im GIT?
Anregung der Kautätigkeit, Füllstoff, Peristaltik
Keine Fermentierung und Wasserbindung
Unspezifische Bindung: Gallensäurebindung
Was ist resistente Stärke?
unverdauliche Stärke
Wegen physikalischer Eigenschaften (zB grob Gemahlene Körner, Samen)
Wegen resistenter Stärkegranula (zB rohe Kartoffeln, Bananen)
Retrograde Stärke (zB erkaltete gekochte Kartoffeln)
Wie gestaltet sich die resistente Stärke in rohen, gekochten und erkaltete Kartoffeln?
in roher Kartoffel sehr hoch - für uns unverdaubar
Beim Kochen wandelt sich diese in schnell verdaubare Stärke
Nach erkalten wieder etwas mehr resistente Stärke, aber nicht so viel wie zu Anfang
Was ist Phytinsäure?
Hexaphosphorsäureester des (Myo-)Inosit(ol)s
Begleitstoff von pflanzlichen Ballaststoffen
Essentieller Bestandteil der pflanzlichen Zellwand
P-Speicher der Pflanze
Spaltung durch mikrobielle Phytasen, Pflanzenteilen Phytasen, Futterenzyme
Wie wirkt Phytinsäure im GIT?
Bildung unlöslicher, nicht resorbierbarer Komplexe mit zweiwertigen Kationen im Magen-Darm-Trakt
Eingeschränkte Verwertung von zahlreichen Mineralstoffen
Wie ist Chitin aufgebaut?
Monomere: Glucosamin und Acetyl-Glucosamin
1-4 Beta-glycosidisch verknüpfte Ketten
Was ist die Funktion von Chitin?
Strukturbestandteil des Exoskeletts der Arthropoda
Bestandteil der Schalen von Krabben, Hummern und Garnelen
Zellwandkomponenten “Niederer Pilze” und “Höherer Pilze”
Was sind die Eigenschaften von Chitin?
in wässrigen Lösungsmitteln unlöslich
Weich, biegsam
Zusammen mit Sklerotin bildet Chitin das Athropodin
Wie wird Chitin verwendet?
Chitosan wirkt als Lipidadsorbens
Einsatz von Chitosan
Fettblocker (nur vereinzelt zugelassen)
Filtermaterial (Abwasserklärung)
Wie wirkt Chitin im GIT?
ähnlich wie Cellulose
Füllstoff, Dehnungsreiz, Peristaltik, Kautätigkeit, Speichelbildung
Unspezifische Bindung: Gallensäure
Was sind erwünschte Wirkungen von Ballaststoffen im GIT?
verzögerte Entleerung Magen
Schwermetallbindung Dünndarm
Steroidbindung Dünndarm
Gallensäurebindung Dünndarm
Verkürzte Transitzeit
NH3-Bindung
Kurzkettige FS
PH-Wert Änderung
Konsistenzänderung
Volumenzunahme
Was sind indifferente und unerwünschte Wirkungen von Ballaststoffen im GIT?
indifferent
Mucosaveränderungen
Fettlösliche Vitamine
Verminderte Resorption
FE-Bindung
Unerwünscht
Mineralstoff-/Spurenelementbindung
erhöhte Gasbildung
Was sind Anfangs- und Enprodukte der Fermentierung von Ballaststoffen im Dickdarm?
unverdaute/resistente Stärke
NSP
Werden zu Monosacchariden
Wird zu Pyruvat aufgespalten
Endprodukte
Propionat (Verwendung in Gluconeogenese)
Acetat (Verwendung in Fettsäurensynthese)
Butyrat (Energiequelle + Prävention für Darmkrebs)
Auf was nimmt eine hohe Gesamtballaststoffzufuhr einen risikosenkenden Einfluss?
Adipositas bei Erwachsenen
Hypertonie
Koronare Herzkrankheit
Evtl auch Dyslipoproteinämie (Senkung Gesamt- und LDL-Cholesterin); maligne Tumoren im Lolorektum
Auf was nimmt eine hohe Zufuhr an Ballaststoffen aus Getreideprodukten einen risikosenkenden Einfluss?
Typ 2 Diabetes
Maligne Tumore im Kolorektum
Evtl auch koronare Herzkrankheiten; maligne Tumore im Magen
Auf was nimmt eine hohe Zufuhr an Vollkornprodukten einen risikosenkenden Einfluss?
Koronare Herzkrankheiten
Evtl auch Senkung Gesamt und LDL Cholesterin
Auf was nimmt eine hohe Zufuhr löslicher Ballaststoffe einen risikosenkenden Einfluss?
Senkung von Gesamt, LDL und geringem Ausma auch HDL Cholesterin
Auf was nimmt eine hohe Zufuhr löslicher und unlöslicher Ballaststoffe einen risikosenkenden Einfluss?
Was ist die Charakteristika der nicht löslichen / löslichen Ballaststoffe?
Nicht löslich
resistent gegenüber Degradation durch bakterielle Enzyme im Kolon
Keine Gelbildung
Löslich
Abbau durch bakterielle Enzyme im Kolon
Gelbildung mit Flüssigkeit
Was sind wichtige Funktionen der nicht löslichen / löslichen Ballaststoffe?
nicht-löslich
Regulation der Dickdarmtransitzeit
Erhöhung der Stuhlmasse/-frequenz
Verzögerte Glukoseabsorption
Senkung LDL- und Gesamtcholesterin
Was sind Vertreter der nicht löslichen / löslichen Ballaststoffe?
Zellulose
Gummi
Mucilagene
Wo kommen nicht lösliche / lösliche Ballaststoffe vor?
Weizen- und Vollkornprodukte
Apfelschorle
Kohl
Karotten
Rosenkohl
Blumenkohl
Hafermehl
Bohnen
Erbsen
Gerste
Zitrusfrüchte
Kartoffeln
Wie viel Ballaststoffe sollten Erwachsene täglich aufnehmen?
Was sind die empfohlenen Quellen?
über 30g pro Tag
Frauen 16g/1000 kcal
Männer 12,5g/1000 kcal
empfohlene Ballaststoffquellen
Vollkornprodukte
Gemüse
Frisches oder getrocknetes Obst
Nüsse
Was sind physiologische Effekte der Ballaststoffe im Magen/Dünndarm?
erhöhte Sättigung
Verringerter Stärkeabbau und verringerte Glukoseabsorption
Was sind physiologische Eigenschaften von Ballaststoffen im Dickdarm?
erhöhtes Stuhlgewicht
Energiequelle
Erhöhte Absorption von Na/H2O
Epitheliale Effekte
Bakterielle Proteinsynthese/Stoffwechselprodukte und Biomasse sind erhöht
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