Dulloo

• Verlust > 14 % Kérperigenes Proteins --> weitreichende, pathologische Konsequenzen
• Einzige N-Quelle, essentiell: BCAAs, Lysin, Methionin, Phenylalanin, Threonin, Tryptophan
  • Augeschiedene N-Atome entsprechen ca. 16 % eingenommenen Proteine
    Nitrogen Balance: erlaubt abschätzen von Proteinoxydation
    • 6,25 * N = gegessenes Protein
    • falls negativ: Prot-Katabolismus erhöht, zu tiefe Prot- oder Kalorien-Einnahme
• Biologische Wertigkeit:
  • bei tierischen produkten hoch: enthàlt meist viele bis alle der essentiellen AS
  • bei Leguminosen mittel, bei Getreide tief --> mèssen kombiniert werden, um alle AS zu liefern
• Tagesdosis
  • vgl Bild, beachte Schwangere
  • Kinder Brauchen AS für Wachstum, Erwachsene nur um Oxidationsschäden zu reparieren

Funktion

• A, D, E, K- Resorbtion
• 2 x E-reicher als Gluc/Prot

essentielle: ALA & LA

• Mehrfach ungesättigte
  • Omega-3-FS: erste Doppelbindung an C3-Atom
    • ALA: Vorläufer DHA und EPA --> wichtig für Gehirn
      • = C18; 3 n-3
  • Omgea-6-FS: erste Doppel-Bdg an C6-Atom
    • LA: Vorläufer AA
      • = C18; 2 n-6

Unterteilung

• Sterole
• Phospholipide
• Lipoproteine

Terminologie (wetten kommt an Prüfung?!)

• Triacylglyceride: 3 FS über 1 Glycerol-molekül verbunden
  • FS können gesättigt oder ungesättigt sein (vgl ALA & LA)
  • FS können lang oder kurzkettig sein
  • (18:2 n-6) = 18 C-Atome, 2 Doppelbindungen wovon erste auf C6 --> LA

Vorkommen

• gesättigte: v.a. in tierischen produkten, kakaobutter, Kokosfett/Palmöl
• mono-ungesättigt: Olivenöl, Rapsöl (Colza)
  • rapsöl gutes Verhältnis zw. alles Fettarten: 1/3 mehr MUFA als PUFA und 10 mal mehr MUFA als SFA
• poly-ungesättigt
  • n-3: Fische
  • n-6: in the tales of les vegetales

Definitionen

• Mikronährstoffe: in mg-µg benötigt
  •  
• Makronährstoff: in g benötigt
  • Zuckerzzz:
    • Monosacch.: einfache Zucker, werden schnell aufgenommen 
    • Disacch.: nicht absorbierbar
    • Oligosacch.
    • Polysacch.: Stärke, Glykogen
      • Fasern ≠ Polyglukane, weil Fasern komplex sind - Polyglukane sind repetitiv verkettete Monosaccharide
        • dienen der Kontrolle der Glyzämie sowie Darmperistaltik, Futter für Microbiota
    • Fett- oder wasserlöslich: Pektin, Inulin sind löslich, Cellulose nicht
  • Lipide
  • Wasser
  • Proteine
• Essentielle Nährstoffe: per Definition nicht endogen synthetisierbar
  • 21 AS
  • ALA & LA
  • Mineralstoffe
  • Oligoelemente
  • Vitamine
  • Zucker sind nicht essentiell!
• Brennwerte: vgl Bild --> Fett 2 x grösser als Rest

Funktionelle Aufgaben: rein theoretisch --> in vivo wird alles für alles verwendet bzw. Funktion eines Nährstoffes nie isoliert 

• energetisch
• Wachstum/Instandhaltung
• schutzfunktion

vgl. Bild

Zusammensetzung

• Genaue Zusammensetzung vgl Bild
• Messmethoden
  • DEXA (Dual Energy X-ray absorbtion)
  • CT-Scan
  • MRI (mag. Res. Imaging)
  • Körpervolumen und Dichte Berechnen
  • MFBIA (multiple frequence bioimpedance analysis): misst TBW, schätzt Fettmase ab und kann daraus FFM berechnen

Wasser

• Mangel: 10% Wasserverlust führt zu ernsthaften Schäden, 20% Wasserverlsut gleichbedeutend wie Tod
• Funktionen (vgl Bild)
• Vorkommen:
  • v.a. in gut durchbluteten Organen (Hirn, Niere, Lunge, Herz), sowie Blut selber
  • 30-40% TBW extrazel, 60-70% intra (vgl bild)
    • interstitielle (l): Lypmhe, Magensekrete, liquoir cerebrospinalis, sinovialflüssigkeit, Glaskörperflüssigkeit, Amnionflüssigkeit bei Schwangeren
  • Fett enthält kein Wasser (unterteilt in Adipos und essentielles, zB in membranen, dem Signaling oder im Gehirn vorkommendem Fett)
• Einflüsse
  • TBW nimmt mit Alter ab
  • Schwangerschaft
  • Pathologien und Läsionen
  • Umgebung sowie Körpertemp.
• Dehydratation --> Kreislaufstörungen
  • Behandlung: hinlegen & Füsse hoch, zu trinken geben, Körpertemp reduzieren bzw mässigen
  • Bei Kindern
    • von natur aus viel mehr TBW als Erwachsene, verlieren aber auch schneller H2O aufgrund Oberfläche/Volumen-Verhältnis
    • scheiden über Urin mehr Wasser aus als Erwachsene
    • Problem: Können Trinkwunsch nicht eindeutig ausdrücken, und dabei dringend auf Wasser angewiesen

Okzident

• 25-50% Europäer leiden an PEM
  • Risiko nimmt im Alter zu
  • Folgen: Mortalität erhöht, Spitalaufenthalte werden länger und Kosten für Gesellschaft steigen
    • Und trotzdem: 1/3 Patienten erhalten keine passende Ernahhrung im Spital --> Problem wird nicht gelöst, obwohl weit verbreitet

Indizien

• BMI: Formel vgl Bild
  • unter 18.5: Magerheit; unter 17: CED/PEM
• MUST: System, das Punkte für Schlimmheitsgrad und Behandlungsnotwendigkeit anhand BMI, Gewichtsverlust und Nahrungszugang/gewohnheiten berechnet
  • vgl Bild
  • für Erwachsene

Behandlung unterteilt in mehrere Phasen:

• Stabilisation:  hypoglyc. und -thermie sowie Dehydratation werden vorerst behandelt
• Rehabilitation: erst ab hier wird Wachstum wieder gefördert und nahrung mit Eisen ergänzt --> stehengebliebenes Wachstum führt zum Stopp mentaler Entwicklung

Ursachen Fehlernährung

• Essgewohnheiten mindestens so grosses Problem wie Nahrungsmittelknappheit im Allgemeinen
• Auf gesellschaftlicher Ebene
  • Resourcen werden kontrolliert, sodass Zugang zu nahrung erschwert (traurig aber wahr)
  • Bildung schlecht: Fürsorge Kinder schlecht, Mütter nicht unterstützt
  • Medizinische versorgung schlecht
  • Konsequenzen:
    • Krankheiten und schlechte Versorgung resultieren in Fehlernährung und zugehörigen Risiken und Sterblichkeitsraten:
      • 5 Krankheiten verlaufen in 60% der Fälle aufgrund Fehlernährung fatal aus
        • Untergewichtige kinder für Pneumonie viel stärker anfällig, als normal grosse
• Auf familiärer Ebene: generationsübergreifend
  1. schlecht ernährte Mutter bringt Kind zur Welt, das für hohe Sterblichkeit, eingeschränkte mentale Entwicklung und mit erhöhtem Risiko für krankheiten im Erwachsenenalter prädestiniert ist.
  2. Kind wächst unter schlechten Lebensumständen auf: Essen/Fürsorge schlecht, mental zurückgeblieben
  3. Kind wird erwachsen, schlechte Voraussetzungen für Schwangerschaft/Fürsorge
  4. teufelskreis schliesst sich (vgl Bild)

primär

• Aufnahme inadäquat aufgrund: Armut, Glaube und Aberglaube, Umweltkatastrophen, Pathologien 
  • PEM: protein energy malnutrition
    • Marasmus: E-Apport tief
      • schleichend: Gesundheitszustand Kranken kann sich übere mehrere Jahre anhaltend verschlechtern --> tiefe Mortalität
      • Stressreaktionen erschwert
      • Creatinin-Gewicht_Index: Vergleich zwischen standartisiertem Sollwer und gemessenem [Kreatinin]pl --> Grenze fpr Marasma bei Index < 60%
    • Kwashiorkor: Prot-Apport tief
      • rapide Verschlechterung Gesundheitszustandes (Wochen)
      • Charakteristika: keinen Hunger, Ödeme (Kf durch Entzündungen höher, onk. Druck tief), Leberhypertrophie
  • CED: chronic energy deficiency
    • Beriberi ?

sekundär

• erhöhte Bedürfnisse: Schwangerschaft, Wachstum, Infekte
• Absorbtion/Verdauung gestört: chronische Durchfälle, Zöliakie, Hasenscharten, short bowel disease
• erhöhter katabolismus oder Ausscheidung: Entzündungen sowie Infekte, Verbrennungen

Folgen

• Teufelskreis: Unterernährung macht anfälliger für Infekte und verschlechtert Blutfluss, was Bedürfnisse an Nährstoffen erhöht. wird weiterhin wenig/keine Nahrung aufgenommen, wird Körper noch anfäliger, dh Bedürfnisse noch höher. Teufelskreis schliesst sich.
• Gewichtsverlust: an ihm kann veranschaulicht werden, welche Pathologien sich wann ausbilden
  • Fett, Muskelmasse, Knochen und Haut betroffen
  • IS betroffen
  • Leber & Verdauungssystem betroffen
  • Gehirn, Nieren, Herz und Lungen betroffen
    --> schädigt gesamten Organismus
• Folgen extremer PEM: Hypoglyc. sowie -thermie, Herz-  und Leberversagen, Infektionen, Anämien

Magen

• corpus (proximaler): Lagerung
  • Flexibel: intragastrischer Druck soll nicht zu stark ansteigen
  • Kaum Peristaltik: wenige KOntraktionen dienen lediglich Transport Chymus in Richtung fundus
  • vago-vagaler-Reflex: Erschlaffung Magens schon bevor Nahrung diesen erreicht und füllt
  • Krypten
• fundus (distaler): Verdauung
  • pylorische Drüsen
  • Peristaltische Frequenz: 3/min --> in antrum pylorum starke Kontraktionen
    • Pacemakerzellen generieren AP für gesammten corpus, über communication junctions weitergeleitet
  • antral mixing: erreicht eine Welle Pylorus, verschliesst sich dieser. Folgenden Wellen generieren Hin und Her des Chymus im Antrum, das ihn gut mit Enzymen vermischt.
  • Magenleerung: Peristaltische Wellen des Antrums mit geöffnetem Pylorusshpinkter
    • Selektivität: Flüssigkeiten und Glucose verbeliben weniger lange im Magen als feste Nahrung. Unverdaubares bleibt am längsten

• Glatte Muskel über Dehnungszustand
• Inervierung
  • extrinsisch
  • intrinsisch
• Hormone
• Dehnungzustand des Duodenums: Retroaktion des Dünndarmes auf Magenmotilität
  • Mechano- und Chemorezeptoren registrieren Zustand Dünndarm und können Magenmotilität verringern 

Sekretion vgl Bild

• Pesinogen und HCl werden zu Pepsin, das Protein degradiert. Dadurch Zellen vor eigenverdauu geschützt.

Parietalzellen

• Endo und Exozytose von membranassozierten Kanälen: bei inaktiver Zelle in Vesikeln
  • CAII: CO2 + H2O --> HCO3- + H+ --> H+ Lieferant ist CO2 mit CAII
  • apikale Transporter
    • K-Cl-Kotransporter
    • K-H+ Exchanger unter ATP-Verbrauch

Regulation: Andocken verschiedener Stoffe --> second messenger --> Aktivierung Pumpen

• Histamin aus ECL-Zellen
• ACh aus PSP-Fasern (vagus)
  • HCl Sekretion
• Gastrin der G-Zellen gelangt über Blut an Rezeptor

• Mukus-Bicarbonat Schutzschicht, von gastrischen Zellen sekretiert
  • wenn diese mit tiefem pH in Kontakt kommt, wird sie visköser --> Pepsin und HCl können nicht passieren
  • Ulcer: Leck in Mukus-Bicarbonat-Schutzschicht --> aktiviert Teufelskreis
• Prostaglandine schützen Magenepithel indem sie HCl-Sekretion verringern und HCO3 und Mukus-Sekretion stimulieren
  • Aspirin interferiert mit Prostaglandinsynthese: kann zu Ulcern führen

Magensekret: v.a. NaCl in Ruhe, wohingegen in Aktion praktisch HCl im isotonischer Konzentration (HCl-Sekretion kann sich verachtfachen)

cephalische Phase: Magen leer

• Vagus stimuliert G-Zellen und Parietalzellen
  • Reize: Konditionierung, gustatorische und olfaktorische Wahnehmung, Kauen und Schlucken
• Sekretion
  • nimmt schnell zu (8-fach in ca. 30min)
  • nimmt schneller ab, wenn keine gastrische Phase folgt

gastrische Phase: Nahrung in Magen

• enterische Neurone verfügen über Rezeptoren für Dehnung, Peptide/AS --> kommen diese mit gastrischen mucosa in Kontakt, beginnt Magen mehr Magensekrete abzugeben
• Dehnungszustand des Duodenums sowie pH-Wert des Magens verhindern übermässige Sekretion 

intestinale Phase: Nahrung in Dünndarm übergegangen

Nervensystem

• Vor erbrechen: Sympathikus gestört (komplett inhibiert um PSP arbeiten zu lassen?)
• Vagus und SP: Kontraktion relevanten Muskeln für Magen und duodenale(!) Leerung

Folgen

• aspiratorische Pneumonie: Einatmen von Erbrochenem
• Für wiederholtes Erbrechen: S/B-Störungen, Hypokalämie (Magensekret Kaliumreich), Elektrolytmangel

Funktion

• Fettverdau und -Aufnahme
• Eliminierung endogener Abfallprodukte (pigment biliaires, cholesterol) sowie gewisser Xenobiotika

Zusammensetzung

• Inorganisch: H2O, Na, HCO3, K, Cl
• Organisch
  • Gallensalze: alles "cholate", alles Steroidabkömmlinge (=aus Cholesterin synthetisiert), die mit Glycin oder Taurin versetzt werden
  • Cholesterol: bildet mit Phospholipiden Mizellen
    • amphiphil: machen Cholesterol löslich
    • emulgieren Fette aus Nahrung wodurch Lipasen erst wirken können
    • Gallensteine falls Komposition Cholesterol/Lecithin/Gallensalz ungünstig (ausserhalb Kurve ABC)
  • Biliäre Pigmente: Hämoglobinkatabolismus vgl bild
• variiert
  • Gallensalze sowie andere Stoffe werden in Gallenblase konzentriert (durch H2O-resorbtion) und gelagert --> Leben- und Gallenblasengalle verschiedene Konz!
  • Veränderungen entlang Transport vgl blauen Bilder
  • interdigestive Phase: Sekretion galle läuft weiter, wird in gallenblase gesammelt iund bis zu 20x aufkonzentriert
    • aktiver NaCl Transport
    • passiver H2O Transport
    • in Kanälen wird immer HCO3 hinzugefügt

Regulation

• CCK: erreichen FS und AS aus Nahrung das Duodenum, wird CCK
  • Gallenblase kontrahieren
  • Oddi-Sphinkter öffnet sich--> Fluss aus choledochus & pancreaticus nun möglich
• Viel Gallensalze in Pfortader fördert Gallensekretion aus Hepatozyten
• Viel Secretin fördert HCO3 Sekretion in Gallenwege

Leber -(Gallenblase)-> Duodenum --> Illeum --> Pfortader

• Rückresorbtion Gallensalze in Ileum
  • Gallensalzmolekül durchläuft Kreislaus bis zu 4/24h
  • Gallensalz zu 95% rückresorbiert
  • (Rückresrobtion auch von B12)

Zusammensetzung

• Isotonisch
• 1.5 - 3L/24h
• Variiert je nach Sekretionsrate
  • in Ruhe: NaCl
  • in Aktion: Bicarbonatreich: pH 8 - 8.3 --> optimale Bedingungen für Enzyme
    • Trypsin
      • als Trypsinogen sekretiert, das über Enterokinase an Oberflächenepithel aktiviert wird. Trypsin aktiviert ebenfalls Trypsinogen wie auch Chymtotrypsinogen zu Chymotrypsin
    • Chimotrypsin
    • Amylase
    • Lipase

Sekrete

• Mukus aus Krypten und Becherzellen zur Lubrifikation sowie zum SChutz vor Selbstverdauu

cephalische Phase

• Enzymreich aber nur kleines Volumen sekretiert

gastrische Phase

• vago-vagaler Reflex: sobald Magen gedehnt wird, stimuliert Gastrin auch Pankreas

intestinale Phase

• macht 70-80% der Sekretion aus
• Duodenale S-Zellen werden vagal (PSP) und durch tiefen pH angeregt, Sekretin ins Blut abzugeben
  • Rolle Sekretin vgl Bild
• Duodenale I-Zellen werden ebenfalls vagal aber auch über FS&AS stimuliert CCK in Blut abzugeben
  • Rolle CCK vgl Bild

• GIP: Glucoseabhängiges insulinotropes Peptid oder gastric inhibitori peptide
  • aus K-Zellen, wenn viel Glukose/FS/AS im Dünndarm oder tiefer pH in Duodenum
  • Fördert Insulinfreisetzung
  • wirkt hemmend auf Magenmotorik und Magensaftsekretion

vgl Bild

Während digestiven Phase sind

• Peristaltik: propulsion Darminhalt: 1-3 successive Kontraktionen in 5-20 sec Intervall
  • Inhibieren Darmmotilitàt, die der Reinigung des GI-tracts dienen

Während interdigestiven Phase sind

• Segmentierung
  • circ. glatte Muskulatur dekontrahiert und kontrahiert sich rythmisch, sodass Chymus homogenisiert wird. Kein Transport.
• MMC: Migrant motor complex (rot)
  • Reinigung während interdigestiven Phase: normalerweise in dieser Phase nur schwache, unregelmässige kontraktile Aktivität
  • wiederholt sich alle 2h, braucht ebenfalls 2h um Darm einmal von vorne bis hinten komplett zu durchlaufen
  • 5-10min lange, starke Kontraktionen
  • wird durch Nahrungsaufnahme inhibiert

• Glatter Muskel
• Nervensysteme
  • intrinsisch
  • extrinsisch
    • PSP erhöht während SP Aktivität verringert
• Hormone:
  • CCK fördert

ENS

• gleich viele Neurone wie RM (200 Mio)
• garantiert autonome Peristaltik, Aktivität wird durch VNS und Hormone moduliert
  • Funktioniert nach Denervierung weiterhin, aber unter veränderter Aktivität: schlechtere Anpassung (?)
• verwendet klassischen NT des ZNS (Ach, (Nor)adrenalin, GABA, Serotonin, Substanz P (Schmerz), NO, ATP etc.

Funktion

• Elektrolyt und Wasserresorbtion
  • im distalen Teil (descendens und sigmoidum) wird Fäces dadurch fest
• Lagerung und Weitertransport Fäkalien sowie willentlicht Entleerung
• Darmflora

Motilität

• Rythmische Kontraktionen zur Vermischung
• Peristaltik und Antiperistaltik: vor- und Rückwärtsbewegung möglich
  • um Resorbtionzeit zu verlängern
• Massenkontraktionen
  • 1-3/24h
  • Transporter Faeces über lange Distanzen

• Defäkationsreflex
• Colono-colisch
• Gastro-colisch
• Duodeno-colisch

Wichtige Strukturen

• Kapillaren: Nährstoffaufnahme und Abtransport
• Lymphgefässe (Chylifère): für Fettaufnahme
• Kapillaren und Lymphgefässe liegen in t. submucosa der Plicae
  • Plicae nur in Dünndarm, graduiert abnehmend bis in Dickdarm verschwunden.
• Krypten mit Brunnerdrüsen (Schutzmukus) und Panethzellen (Enterokinase)
  • Lieberkühndrüsen (=Krypten) nur in Dünn- und Dickdarm, nicht im Magen
• Becherzellen: Sekretieren Mukus
• Enterozyten:
  • sekretieren Verdauungsenzyme
    • Membranassoziierte Verdauung
      • Sucrase, Maltase, Lactase
      • Peptidase
    • intestinale Lipase
  • Wasser- und Elektrolytresorbtion

Verdauungsarten und Verdauungsstörungen

• luminal: Amylase in Speichel, exokriner Pankreas, Magensekrete
• membranassoziiert/Kontaktassoziiert
  • Membranassoziiert: Bestandteil der membran
    • Patho: Hypolactasie: zu wenig Lactase in Membran
  • Kontaktassoziiert: Enzym frei, arbeitet aber auf Oberfläche der Membran 
• cytoplasmatisch: zB Cholersterin-Homöostase (?) 

Zuckerabsorbtion (vgl. Bild)

• NUR Monosaccharide sind resorbierbar
• SGLT1: sekundär aktiver Transport
• GLUT5: carrier mediated diffusion
• GLUT2: faciliated diffusion

Ballaststoffe

• über Microbiota zu Di- und Monosacch., die danach fermetinert werden: Essigsäure, Propionsäure, Buttersäure --> volatile FS (=VFA)
  • Buttersäure dient E-Versorgung Epithelzellen
  • Propion- und Essigsäure dienen als Metabolite für Lipo und Gluconeogenese
  • haben Einfluss auf Genexpression auf Dickdarmzellen

Patho, bei der zu wenig Lactase in Membran vorhanden

• integrales Membranprotein in Bürstensaummembran der Enterozyten des Zottenepithels des Dünndarms
  • spaltet b-1,4-Bdgen
• Mutationen im LCT-Gen (codiert für Lactase) können über eine Verringerung der Lactaseaktivität Ursache für erbliche Varianten von Laktoseintoleranz sein.
  • wird von Microbiota verstoffwechselt: Entstehung Gasen sowie osm. Gradienten, der Wasser entzieht --> Durchfall und Koliken
    • Dehnung und grosse menge Gas ermöglichen Eintreten eines Teiles der Gase in Blut. Zirkuliert bis hin zu Lunge und wird ausgeatmet --> messabar und Indiz für Lactoseintoleranz
  • je nach Ethnie häufig nicht funktionelle Lactase
• Abhängig von
  • Alter: normalerweise Verringerung der Lactaseproduktion nach der Stillzeit
  • Ethnie: Nordhämisphäre zeigt bessere Verträglichkeit

vgl Bild

Zölliakie

• Hypersensivität auf Gluten bzw. verdauungsresistentes Gliadin, das einen Bestandteil von Gluten ist
• Verlust der Bürstensäume und damit assoziierten Enzymen, wie Lactase --> verkleinerte Absorbtionsfläche
  • Hyoerplasie der Krypten sowie Vergrösserung des GALT
  • Folge: Malabsorbtion --> Proteindefizienz --> Kwashiokor (Ödeme)

Wichtig

• Gallensalze machen  Fette löslich
• Enzyme
  • Cholesterolesterase: zersetzt CE zu FS + Cholesterol
  • Phospholipase A2: zersetzt Lecithin zu FS und Lysolecithin
  • Lipase: zersetzt TAGs zu FS und Monoglycerid
    • Lipase arbeitet an Phasengrenze

vgl. BC.0114 für Details

Für Medizinprüfung schon lernen!

Lymphgefäss = Lacteal (Eng.) = Chylifère (Fr.)

vgl. Bild

Resorbtion

• Wasserlösliche Vitamine: sofort nach Magen maximal, danach sinkend
  • Wasserresorbtion in Colon findet statt, wasserlöslicher Vitamine hingegen nicht --> deswegen auch Na-Resorbtion in Colon
    • 8L/24h H2O aus Verdaunssekreten resorbiert, 2L getrunken
• Carbs: v.a. jejunum
  • 40-60% in Duodenum absorbiert
• Fette: v.a. Duodenum --> Pankreas Lipase + Gallensalze
  • Resorbtion gallensalze vs. Fettsäuren umgekehrt proportional
  • Viel Fett in Nahrung verlangsamt Magenentleerung
  • 60% in Duodenum reabsorbiert
• AS: recht konstant mit Maximum in Jejunum
  • 5g Proteinverlust durch Abwerfen toter Zellen
• Gallensalze
  • 95% in Ileum resorbiert, nachdem in Duodenum sekretiert