Zoophysiologie
Osmo- und Wasserregulation, Niere; Ernährung
Osmo- und Wasserregulation, Niere; Ernährung
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Cartes-fiches
einhöhliger Magen
Einhöhliger Magen der Säugetiere: Durchmischung der Nahrung mit dem Magensaft --> Denaturierung der Proteine
Magensaft
- HCl-Lösung
- pH 0.8-1.5 bei Nahrungsaufnahme, sonst neutraler pH
- produziert durch Belegzellen der Fundusdrüse (Säugetiere): H+/K+-ATPase
- Pepsin: Proteinase, die Peptidbindungen spaltet
- pH-Optimum im stark sauren Bereich
- wird als Pepsinogen abgegeben
- Schleim
Spaltung der Cellulose bei Wiederkäuern
- i.d.R. mit Hilfe von symbiotischen Bakterien
- Pansen = Gärkammer anaerobes, leicht saures Milieu
- Pansen-Bakterien können aus Amiden und Ammoniumsalzen Proteine synthetisieren, welche anschliessend im Labmagen und Dünndarm verdaut werden können
- Unterteilung des Magens in mehrere Kompartimente
mehrhöhliger Magen
der Wiederkäuer
Mehrmaliges Durchkauen bis Mageninhalt flüssige Konsistenz hat, Cellobioseabbau zu Glucose --> weitere Vergärung zu niederen FS
- Pansenepithel resorbiert Acetat, Propionat und Butyrat
- Blättermagen: Wasserrückresorption
- Labmagen: eigentliche Verdauung des mikrobiellen Proteins durch Pepsinogen und HCl
- Produkte der Gärung passieren die gesamte Darmlänge, wo sie weiter verdaut und resorbiert werden
Dünndarm
- Hauptsächlicher Ort der Verdauung und Resorption von Nahrungsstoffen, Vitaminen und Flüssigkeit
- Oberfläche durch Ringfalten, Darmzotten und Mikrovilli stark vergrössert --> grosse Oberfläche für enzymatische Verdauung, Resorptions- und Sekretionsvorgänge
- Verdauungsvorgänge:
- Gallensäure als Emulgatoren
- Amylase, Lipase, Proteinase
- in Bürstensaum sind Enzyme lokalisiert: Lactasen, Maltasen, Aminopeptidasen
- Resorption der Bestandteile im Duodenum
- Gallenblase und Pankreas führen zu Duodenum
- grosser Teil der resorbierten Stoffe gelangen über die Portalvene in die Leber
Resorption von fettlöslichen Substanzen
- Lipide sind in Wasser schlecht löslich, daher ist die Verdaung erschwert
- Lösung durch Aussenden von chemischen Verbindungen, die als Lipidemulgatoren wirken
- Gallenflüssigkeit ist Mischung aus Cholesterin, Phospholipiden, Farbstoffen und Salzen, die in der Leber (Gallenblase) produziert und in den Darm abgegeben werden.
- Phospholipide und Gallensalze zerteilen Lipide in Mizellen
- in der Mizelle befindet sich mit der Nahrung aufgenommenes Cholesterin und fettlösliche Vitamine --> bilden hydrophoben Kern
- Fettsäuren und Monoglyceride ummanteln den Kern zusammen mit Gallensäuren und Phospholipiden
- Mizellen wandern per Diffusion zu den Mikrovilli --> Komponenten diffundieren aus der Mizelle und durchqueren die Enterozytenmembran
- Nahrungstriglyceride werden im Dünndarm durch die Pankreaslipase gespalten
- Synthese von Triglyceriden in der Darmmukosa
- Als Chylomikronen, bestehend aus Trigylceriden, Cholesterin, Proteinen und Phospholipiden, gelangen sie in die Lymphe und von dort in den grossen Blutkreislauf
Dickdarm
- Eindickung des Kots
- Wasser- und Elektrolytresorption
- Bifidobakterien: Vitamin K, Vitamin B12, Biotin, Folate, Thiamin, Riboflavin, Pyridoxin
Einfluss von Darmbakterien
Übergewicht und Insulinresistenz
- Mäuse ohne "Toll-like receptors" in keimfreier Umgebung -->werden nicht dick und entwickeln kein Diabetes trotz fettiger Nahrung
- in nicht keimfreier Umgebung werden sie dick und entwickeln Diabetes
- --> mehr Bakterien vom Typ Firmicutes
- gibt man normalen Mäusen die Darmbakterien von dicken Mäusen, werden sie auch dick und entwickeln Diabetes --> Rückgängigmachen durch Antibiotika
- Genetischer Schutz wird durch Bakterien aufgehoben
- Mäuse haben im Blut mehr Lipopolysaccheride (aus bakterieller Zellwand)
- Darm hat weniger tight junctions, ist durchlässiger für LPS
dickmachende Bakterien
- gewisse Arten von Bakterien sind effiziente Kohlenhydrataufspalter --> Kohlenhydrate können dadurch verdaut werden, die normalerweise ungenutzt ausgeschieden werden würden --> es wird mehr Energie aus demselben Esser herausgeholt
- Lästige Fettpolster trotz dem gleichen Essen --> andere Darmbakterien, die mehr aus der Nahrung herausholen
Appetitkontrolle
3 Haupthormone
Zwischen den Mahlzeiten:
- Ghrelin: appetitanregend --> wird von Magenzellen freigesetzt, wenn Magen leer ist
- Peptid YY: appetitverringernd --> wird von Colonzellen freigesetzt, wenn Colon voll ist
Langfristige Kontrolle:
- Leptin: appatitzügelndes Hormon --> wird im weissen Fettgewebe produziert
- erhöht den Lipidspeicher, wenn Lipidspiegel sinkt
- fördert Lipidfreisetzung, wenn Lipidspiegel steigt
Stoffwechselfunktionen der Leber
- Protein-Stoffwechsel
- Synthese von Plasmaproteinen, Gerinnungsfaktoren
- Lipid- oder Lipoproteinstoffwechsel
- Synthese der Lipoproteine (Blutfette)
- Cholesterin (Arteriosklerose)
- Kohlenhydratstoffwechsel
- Regulierung des Blutzuckers: Glycogenspeicher, Gluconeogenese (EC, Nervenzellen)
- Stickstoffstoffwechsel
- Synthese von Harnstoff
- Entgiftungsfunktion
- fettlösliche Substanzen werden in wasserlösliche umgewandelt
- Beispiele: Pflanzengiftstoffe, Bilirubin
Nahrungstrigylceride vom Darm zur Leber
- Nahrungstrigylceride werden im Dünndarm durch die Pankreaslipase gespalten
- Synthese von Triglyceriden in der Darmmukosa
- Chylomikronen gelangen über den Lymphweg in den Blutkreislauf
- Lipoproteinlipasen --> Spalten die FS vond en Triglyceriden ab
- Kontakt mit Lipoproteinen (HDL-Partikeln) = Blutfette
- Aufnahme der Reststoffe in die Leber
Lipoproteinpartikel
= Blutfette
- Supramolekulare Aggregate bestehend aus Triglyceriden, Phospholipiden, Cholesterin und Apolipoproteinen
- Cholesterin (-ester), Triglyceride sind für den Transport im Blut an Apolipoproteine gebunden --> die freie Form ist wasserunlöslich
- Proteine: Apolipoproteine
- ApoB (v.a. LDL), ApoC, ApoE
- ApoAI und ApoAII (nur HDL)
- VLDL und LDL nicht gut
- HDL gut --> günstiger Effekt auf koronare Herzkrankheiten, da sie Cholesterin zur Leber zurücktransportieren
LDL-Lipoproteine - pathologische Vermehrung
LDL können nur in begrenztem Ausmass von den Muskel- und Fettzellen über den Apo B-Rezeptor aufgenommen werden. Überschüssige LDL-Partikel zirkulieren weiterhin im Blut und werden von Makrophagen aufgenommen. Bei überschiessender Aufnahme von LDL-Partikeln werden die Makrophagen unbeweglich und lagern sich an der Gefässwand ab --> Atherombildung
Hyperlipoproteinämien
- gesteigerte Synthese oder verzögerter Abbau von Lipoproteinen
- Vermehrung der Plasmalipoproteinpartikel
- Ursache:
- genetischer Defekt in der Synthese oder dem Abbau bestimmter Lipoproteinpartikeln (LDL-Rezeptor, Apolipoprotein-B)
- Erhöhung der Blutfette im Rahmen anderer Erkrankungen (Diabetes mellitus, Alkoholismus)
- Ernährung
Regelung der Abgabe und Aufnahme von Blutzucker und Blutfetten über die Hormone Insulin und Glucagon
- Insulin:
- aus den Speichergranula der B-Zellen des Pankreas wir bei Blutglucoseanstieg im Blut das Proinsulin gespalten und Insulin sezerniert
- Wirkung: Blutglucose senkend
- Muskel- und Fettgewebe nehmen vermehrt Glucose aus dem Blut auf --> über durch Insulin regulierten Transporter GLUT-4 --> Glucose wird im Fettgewebe zu FS umgwandelt und als Triglycerid gespeichert
- Gegenspieler:
- Glukagon, wird in den A-Zellen des Pankreas gebildet
- Adrenalin/Noradrenalin (Nebenniere), z.B. bei Stress
- Glucocortikoide (Nebenniere)
- Wirkung: Blutglucose erhöhend
- Abbau von Glykogen, z.B. bei Stress, Hunger)
- Verhältnis von Insulin zu Glucagon entscheidet über das Verhältnis von Glucoseverbrauch und Glucosemobilisation (Gluconeogenese)
Diabetes mellitus
= chronische Hyperglykämie
- Name: Glucose im Harn
- Insulinmangel
- Störung der Glucoseaufnahme in den Zellen
- gesteigerte Gluconeogenese, Glykgenolyse
- gesteigerte Lipolyse, Ketogenese
- gesteigerter Proteinabbau
- Langzeitfolgen:
- Glykolisierung langlebiger Proteine
- Basalmembran der Niere: Verlust der Ionenselektivität, Proteinurie
- Kollagen --> Trübung der Augenlinse
- Veränderungen der Myelinproteine im ZNS
- Hyperinsulinämie und erhöhte LDL-Partikel führen zu Gefässerkrankungen
- Herzinfarkt
- Gefässschädigungen
- Glykolisierung langlebiger Proteine