Stoff- & Energieaustausch

Konstanzerhaltung des inneren Milieus (Temperatur, Salz- und Zuckerkonzentration, Flüssigkeitsvolumen, pH-Wert, Fettgehalt, Energiehaushalt, etc.).

Bei Abweichung muss der Körper entsprechend regulieren.

Sie steuert das vegetative (autonome, unwillkürliche) Nervensystem (oft via Hormonsystem).

Organoberflächen (Epithelien): Haut, Lunge, Darm und Nieren

• Sie müssen möglichst gross und dünn und dennoch stabil sein.
• Sie müssen für die auszustauschen Stoffe gut durchlässig sein.
• Zum Stoffaustausch muss die Austauschfläche feucht sein (zum Energieaustausch nicht).

Gebrauchte Energiemenge bei absoluter Ruhe

45% davon wird für die Homöostase verwendet

55% verlässt den Körper ungenutzt als Wärme

Frauen: 1'460 kg = 6'113 kJ

Männer: 1'820 kg = 7'620 kJ

Faustregel: Grundumsatz [kJ] = Körpergewicht [kg] x 90 (Frau) / 100 (Mann)

ist ein geregeltes Steuersystem des Organismus.

Aufgrund Rückmeldungen von Veränderung (z.B. zu hohe Temperatur), reagiert der Organismus entsprechend (z.B. kühlen)

Kleine Tiere verlieen durch ihr kleines Volumen und ihre relative grosse Oberfläche viel mehr Wärme (können die produzierte Wärme nicht lange speichern) und müssen daher ihren Körper laufend heizen.

"Selbsternährend" Ernährung nur aus nur aus anorganischen, energiearmen Stoffen (Mineralien, H₂O_, CO₂).

Die Energie für die Assimilation (Aufbau von Körpereigenen Stoffen aus körperfremden Stoffen) kommt von Licht. 

"Fremdernährend" Ernährung von organischen, energieschen Stoffen.

Die Energie für die Assimilation stammt aus der Oxidation von Zucker (Zellatmung).

Erzeugen ihre Körpertemperatur vorwiegend selber (von innen); Säugetiere, Vögel (Ausnahme: Kolibris, Schnabeltiere und Ameisenigel: heterotherm)

• Vorteil: können bei Wärme & Kälte gleichermassenaktiv sein
• Nachteil: müssem eine grosse Menge an Nahrung (Energie) aufnehmen; Menschen 10x Nahrung von Krokodil

Die Körpertemperatur wird vorwiegend von aussen bestimmt; die meisten anderen Tiere (Ausnahme: Honigbiene, Thunfische, Rochen)

• Vorteil: müssen viel weniger essen
• Nachteil: werden bei Hitze & Kälte langsamer bis zur Erstarrung

Er reguliert seine Körpertemperatur von innen heraus durch aktives Erwärmen (z.B. durch entstehende Wärme aus Stoffwechsel, Muskelzittern bei Kälte) oder Kühlen (z.B. Schwitzen).

Durch das Verhalten: Aufsuchen warmer bzw. kühler Räume, Sonne/Schatten, Kleidungwechsel, Aufwärmen an der Heizung oder durch ein heisses Getränk, Abkühlung im Schwimmbad, im Wald oder durch ein kühles Getränk.

Übertragung von Wärmeenergie durch Verdunstung von Wasser (hier in der Ausatemluft)

Transport von Wärmeenergie über Wasser- oder Luftstrom (hier Wind)

Leitung von Wärmeenergie über fester Materie (nur der Stein)

Elektromagnetische Wärmestrahlung (direktes Sonnenlicht, Wärmestrahlung des Körpers)

Makromoleküle (Kohlenhydrate, Proteine, Fette, Nucleinsäure) werden zuerst mechanisch (Mund, Magen) und dann chemisch durch Enzyme in kleine wasserlösliche Bausteine zerlegt (Mund, Magen, Zwölffingerdarm), sodass sie resorbiert (aufgenommen) werden können.

Darunter versteht man die Aufnahme der Nahrungsbausteine (z.B. Aminosäure, Einfachzucker, Fettsäuren, Glycerol, etc.) vom Darmlunen durch die Darmwand ins Blut.

Mund; Zunge; Rachen; Speiseröhre; Magen; Dünndarm: Zwölffingerdarm, Leerdarm, Krummdarm; Dickdarm: Blinddarm (inkl. Wurmfortsatz), aufsteigender GRIMMdarm, querlaufenden GRIMMdarm, absteigender GRIMMdarm, s-förmiger GRIMMdarm (Sigma), Mastdarm (Enddarm, Rectum); Anus (After); Leber, Gallenblase, Bauchspeicheldrüse

p.s. der GRIMMdarm wird auch Colon genannt

Die Zähne zerkleinern die Nahrung mechanisch; Nahrung wird mit Speichel vermischt.

Die Zunge hilft mit bei den Kau- und Saugbewegungen, sie formt einen schluckfähigen Bissen (Bolus) und leitet den Schluckakt ein.

Zudem dient die Zungeder Tast- und Geschmacksempfindung (süss, sauer, salzig, bitter, unami, fettig).

Der wässrige Speichel besteht insbesondere aus Schleimstoffen (Muzine), die den Bissen gleitfähig und damit schluckbar machen, aus Ptyalin (Speichelstoff, α-Amylase), das Stärke zu Malzzucker spaltet, aus Hydrogenkarbonat (Bikarbonat, HCO₃), das saure Speisen neutralisiert, aus Lysozym (Muramidase), das Bakterien zerstört und aus Flouride, die zur Remineralisation des Zahnschmelzes dienen.

A: Atemweg ist frei

B: Weg zur Nasenhöhle geschlossen

C: Weg zur Luftröhre geschlossen

D: Atemweg öffnet sich wieder

Die Speise wird mittels Peristalik (alternierende Kontraktion der Längs- und Ringmuskulatur) in Richtung Magen befördert.

Sobald die Speise mittels der Ringsmuskulatur durch den obersten Teil der Speiseröhre gedrückt wurde, bleibt die dortige Ringsmuskulatur so lange verschlossen, bis sie beim nächsten Schluckakt wieder geöffnet wird

→ So  ist Essenn & Trinken in jeder Körperhaltung möglich ohne dass der Inhalt zurück in den Rachen flieest,

Im...

Pansen: wird Zellulose von Bakterien durch Gärung zersetzt (abgebaut). Die Bakterien von Wimpertierchen und Geisseltierchen gefressen und reguliert so die Bakterienpopulation.

Netzmagen: wird feste von bereits fermentierte Nahrung separiert, die Feste wird wieder in den Pansen geleitet  und die fermentierte in den Blättermagen.

Blättermagen: wird der Nahrungsbrei gepresst und durch Resorption von Wasser eingedickt.

Labmagen: (entspricht den menschlichen Magen) wird der Inhalt durchmischt (mechanisch zerkleinert) und durch die Salzsäure desinfiziert. Die Salzsäure denaturiert zudem Eiweisse, welche von Pepsin (Enzym) in grobe Bruchstücke gespaltet werden.

Der Pförtner: (Schliesswinkel am Ende des Magens) lässt den Nahrungsbrei nur portionsweise in den Zwölffingerdarm.

→ Der Magenschleim, der die Innenseite der Magenwand überzieht, schützt die Magenwand vor der Salzsäure und den Enzymen

BRUNNER'sche Drüssen geben Hydrogencarbonat ab, um den sauren Speisebrei zu neutralisieren.

Stärke oder andere Kohlenhydrate werden von Enzyme (z.B. Amylase, Maltase, etc.) in Einfachzucker (z.B. Glukose, Fruchtose, etc.) gespalten.

Die Bausteine werden reosbiert (von den Dünndarmzotten aufgenommen und in die Blutkkapilarien weitergeleitet).

Fettsäuren und Lipide werden vom ER der Dünndarmzotten wieder zu Fette zusammengebaut und vom GOLGI-Apperat mit einer Proteinhülle versehen; es entstehen so wasserlösliche Lipoproteine, die in die Lymphkapilaren abgeben werden.

Abschnitte des Dichdarms: Blinddarm, aufsteigender GRIMMdarm (Colon), querliegender GRIMMdarm, absteigender GRIMMdarm, s-förmiger GRIMMdarm, (Mastdarrm)

Wasser (vom Essen & Trinken) sowie Speichel, Schleim und andere in das Verdauunsrohr abgegebene Säfte (ca. 7 LIter pro Tag) werden im Dickdarm weitgehend resorbiert, ebenso gewisse Vitamine und Mineralstoffe. Dabei wird der Dickdarminhalt eingedickt.

Unverdautes (v. a. Cellulose) wird von Dickdarmbakterien zersetzt (Gärungs- und Fäulnisprozesse) und als relativ fester Kot ausgeschieden.

Bei allmählicher Füllung der Ampulle werden Dehnungsrezeptoren in der Mastdarmwand angeregt. Diese sneden ein Signal ans Gehirn.

Das Gehirn sendet einen Befehl an den unwillkürlichen inneren Schliessmuskel sich zu öffnen.

Dies wird als Stuhldrang waahrgenommen.

Der äussere Schliessmuskel lässt sich dann willkürlich öffnen, bzw. zuhalten, sofern die Wartezeit nicht zu lange dauert.

Proteine → Aminosäure

Kohlenhydrate (Stärke) → Maltose → Glukose

Lipide (Fette) → Glyzerol und Fettsäuren

Nucleinsäure (DNA, RNA) → Nucleotide

Die Galle wird in der Leber hergestellt und in der Gallenblase gelagert.

Die Gallenflüssigkeit wird in den Zwölffingerdarm ausgeschüttet und emulgiert Fette (macht wnizige Fetttröpfchen), die in wässrigen Lösung gebunden und von der Lipase in Fettsäuren und Glycerol gespallten werden.

Betriebsstoffe: Energielieferanten v.a. Kohlenhydrate (Brot, Teigwaren, Kartoffeln, Zucker, etc.) und Fette.

Baustoffe: Vor allem Eiweisse: Proteine (Fleisch, Fisch, Eier, Milch, Nüsse) → Baustoffe für Antikörper, Hormone, etc.

Reglerstoffe (Schutzstoffe): Vitamine (Früchte, Gemüse, etc.) Mineralstoffe: DNA, RNA, Wasser

Ballaststoffe (Schlaken): Vor allem pflanzliche Faserstoffe (Volkornprodukte, Kartoffeln, Gemüse, Obst, etc.)

Zusatzstoffe (E-Nummern): Konservierungsmittel, Geschmacksverstärker, Süssstoffe, etc.