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Ernährungsphysiologie (Subject) / Energie (Lesson)

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• Stufen der Energie Bruttoenergie>Verdauliche E.>Umsetzbare E.→ Erhaltung↔Speicherung (Fett, Muskel,Milch,Foetus) Energie wird in Form von Wärme frei!
• Bruttoenergie von Protein, Fett, KH und Alkohol Proteine ca.24 kJ/gFett ca.39kJ/gKH ca. 17 kJ/gAlkohol ca. 30 kJ/g
• Umsetzbare Energie von Proteinen 24kJ/g Brennwert, davon werden 92% absorbiert, d.h ca 21kJ/g werden verdautDurch Ausscheidung im Urin (-5,2 kJ/g) bleiben am Ende etwa 15 kJ/g als umsetzbare energie übrig. Ungefähr so viel wie KH
• Das ATP-Bildungsvermögen der Nährstoffe Beim Abbau von Nährstoffen kann ein Teil der freiwerdenden Energie durch energetische Koppelung verschiedener Reaktionen in Form von ATP konserviert werden. Der Rest wird in Form von Wärme ("Extrawärme") frei.
• Aufwand für die ATP-Bildung Fette liefern am meisten ATP, geben aber bei der Verbrennung auch viel Wärme frei Glucose hat einen höheren Wirkungsgrad und ist etwas weniger aufwändigGanz aufwendig ist die ATP-Bildung aus Proteinen
• Energetischer Wirkungsgrad bei Syntheseprozessen: 1) Fett aus Gluc 2) Fett aus Protein 3) Fett aus FS 4) Gluc aus Milchsäure 5) Glycogen aus Gluc 6) Lactose aus Gluc 7) Protein aus AS 1) Fett aus Gluc: 802) Fett aus Protein:70-803) Fett aus FS: 954) Gluc aus Milchsäure: 875) Glycogen aus Gluc: 976) Lactose aus Gluc: 967) Protein aus AS: 80-90
• Aufbau von Fettgewebe 80-85% TG und 15-20% Wasser =31-33MJ (7500-8000kcal)/kg
• Der Energiebedarf/ Gesamtumsatz Der Energiebedarf des Menschen setzt sich zusammen aus Grundumsatz und Leistungsumsatz1. GU 45-60%2. körperliche Aktivität 30-40%3. Postprandiale Thermogenese 8-12%4. Unwillkürliche Muskelaktivitäten bis 10%5. Thermoregulation 5%
• Determinanten des Energiebedarfs GU (Energieverbrauch im Schlaf+ Erwachen) + thermischer Effekt der Nahrung + Genetik + Aktivität
• Der Grundumsatz oder BMR (Basale metabolische Rate) ist der Energieverbrauch einer gesunden Person im Ruhezusatnd, morgens vor dem Aufstehen, nach mindestens 12-stündiger Nahrungskarenz in einer thermoneutralen UmgebungEr entspricht den Energiebedarf zur Aufrechterhaltung aller lebenswichtiger Funktionen
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• Physiologische Grundlagen des GU - lineare Beziehung zu Körperoberfläche(keine direkte Abhängigkeit zum Körpergewicht, da Fett und fettfreie Masse einen sehr unterschiedlichen Energiebedarf haben)
• Was verbraucht am meisten an Energie? Muskulatur
• Einflussfaktoren auf GU 1) Körpermasse2) Hormonelle Funktionen (Schildrüsenhormone, Androgene, Wachstumshormone)3) Körperzusammensetzng (Fettanteil)4) Geschlecht (Hormone, Körperzusammensetzung)
• Postprandiale Thermogenese (Mahlzeiteninduzierte Thermogenese) ist die erhöhte Wärmebildung nach Nahrungsaufnahme infolge:- der Tätigkeit der Verdauungsorgane- von Absorptionsprozessen- des Transportes von Nährstoffen in Zellen- Syntheseprozesse (Glycogen, Fettgewebe, Protein)
• Wie hoch ist die postprandiale Thermogenese jeweis von Proteinen, KH und Fette? Proteine: 18-25%KH: 4-7%Fette: 2-4% Mittelwert: 8-12%
• Einfluss der Körpertemperatur auf die BMR Eine Steigerung der Temperatur um 1°C erhöht die BMR um 13% durch eine gesteigerte Oxidation an Nährstoffen
• thermoneutralen Zone etwa 18-35°C
• Regulation der Körpertemperatur- Kälte Zitterfreie Thermogenese: Entkopplung der Atmungskette, erhöhte Oxidationsrate in Fettgewebe, Muskel und Leber Zitterthermogenese: Muskelkontraktionen
• Regulation der Körpertemperatur- Wärme Erhöhte HerzfrequenzVermehrte Durchblutung der HautBildung von Schweiß
• Schätzung des Grundumsatzes GU(kcaal/24h)= Körpergewicht* x 24 *Masse ohne Übergewicht
• Bestimmung des GU mittels indirekte Kalorimetrie bei der Oxidation von Nährstoffen wird Sauerstoff verbraucht und es entsteht CO2aus dem Verbrauch an O2 und der Bildung von CO2 kann die Menge oxidierter Nährstoffe errechnet werden
• Respiratorischer Quotient RQ= Molvolumen CO2/ Molvolumen O2 Glucose= 1Fett= 0,71Protein= 0,84
• Reaktionen des Energiestoffwechsels 1) Oxidative Dacarboxylierung (Pyruvat-Decarboxylase→Acetyl-CoA)2) Citrat-Zyklus3) Oxidative Phosphorylierung (Atmungskette, ATP-Bildung)
• Die Pyruvat-Dehydrogenase Katalysiert die Reaktion zwischen Glycolyse und Citrat-ZyklusPyruvat→Acetyl-CoA (NAD+→ NADH/H+) Coenzym: TTP= aktiviertes Thiamin
• Die Pyruvatcarboxylase Die Pyruvatcarboxylase ist ein Schlüsselenzym der Gluconeogenese und katalysiert die Carboxylierung von Pyruvat zu Oxalacetat. Coenzym: Biotin
• Energiebilanz der Atmungskette - pro mol NADH/H+ werden 10 H+ in die innere Mitochondriummembran gepump- pro mol oxidiertes FADH werden 6H+ in die innere Mitochondriummembran gepump- Für die Bildung von 1 mol ATP müssen 3,7H+ transportiert werden- 1 mol NADH/H+= 2,7 mol ATP- 1 mol FADH  = 1,6 mol ATP- Wirkungsgrad der Atmungskette liegt bei 65%35% der Energie der energiereichen Elektronen geht in die Wärmeproduktion auf
• Malat- Shuttle Transportiert reduktionsäquivalente der Glycolyse aus dem Cytosol  in das Mitochondrium für die Atmungskette

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