49

Nutztierwissenschaften (Subject) / 3) (Lesson)

Metabolismus Hauptnährstoffe

This lesson was created by Monale.

Learn lesson

back  |  next 1 / 1

Advertisement
  • Welche sind die Hauptnährstoffe? Kohlenhydrate  Proteine  Fette
  • Was ist die mengenmäßig bedeutendste Fraktion im Futter und warum? Kohlenhydrate Im tierischen Organismus nur in geringen Konzentrationen vorkommend– Energiegewinn– Umbau zu anderen Verbindungen
  • Welche Arten der Kohlenhydrate kennen Sie?   Monosaccharide:Grundbausteine, durch Säurehydrolyse nicht weiter spaltbar–  Hexosen (z.B. Glucose, Galaktose, Fructose)–  Pentosen (z.B. Ribose, Xylose)   Di- (2), Oligo- (3-10) und Polysaccharide
  • Was ist das Besondere an D-Glucose in Aldehydform? D-Glucose (Traubenzucker, Dextrose) Aldehydgruppe überwiegend nicht in freier Form, sondern in Reaktion mit einer alkoholischen Gruppe desselben Moleküls: Zyklisches Halbacetal
  • Wie entstehen α-D-Glucose und β-D-Glucose? Durch die Sauerstoffbrückenbildung wird das C1-Atom asymmetrisch, wodurch eine α- und eine β-Konfiguration möglich werden (04/S7)
  • Was ist das Produkt einer Glykosidbindung? Nennen Sie Beispiele. Disaccharide aus α-D-Glucose -> Maltose (04/S9) aus β-D-Glucose-> Cellobiose
  • Was sind Hemicellulosen?   Zweiter Hauptbestandteil der pflanzlichen Zellwand  Geringere Kettenlänge als Cellulose, viele Seitenketten  Monomere: Xylose und Arabinose, Galactose und Mannose sowie Glucuronsäure  In Säuren und Laugen leichter löslich als Cellulose (Bedeutung für Analytik)
  • Was ist Lignin?   Kein Kohlenhydrat!   Dreidimensionales Polymer, GrundbausteinePhenylpropanderivate   Begleitstoff der Gerüst-Kohlenhydrate, vor allem in verholzten Pflanzenteilen, Inkrustierung der Zellwände, Stabilisierung   Für das Tier weitgehend unverdaulich
  • Was wird bei der Verdauung von Kohlenhydraten vor dem Übertritt ins Blut vorausgesetzt? Was wissen Sie über diesen Vorgang? Übertritt in das Blut setzt den Abbau zu Monosacchariden im Verdauungstrakt voraus –  tiereigene Verdauungsenzyme–  Begrenzungen (vor allem bei β-glycosidischen Bindung)–  Bei jungen Säugetieren: Altersabhängigkeit
  • Wo findet die Stärkeverdauung statt? Welche Enzyme sind hier ausschlaggebend und wo kommen diese her? Stärkeverdauung vor allem im proximalen Drittel des Dünndarms–  Amylase: Pankreassekret, Bürstensaummembran–  Maltase, Saccharase, Lactase: Bürstensaummembran Dünndarm
  • Advertisement
  • Warum sind mikrobielle Enzyme bei der Kohlenhydratverdauung wichtig?  Mikrobielle Enzyme– ermöglichen den Abbau weiterer Kohlenhydrate aber: –  Entstehende Monosaccharide werden bereits im Verdauungstrakt abgebaut–  unter anaeroben Verhältnissen werden organische Säuren gebildet, die wiederum absorbiert werden können–  besonders effizient im Pansen
  • Was sind die wesentlichen Endprodukte der Verdauung von Kohlenhydraten, die in das Blut gelangen? –  Glucose und andere Monosaccharide bei Nichtwiederkäuern–  Kurzkettige Fettsäuren (Essig-, Propion-, Buttersäure) bei Wiederkäuern
  • Warum wird der Blutglucosespiegel möglichst konstant gehalten? Wie ist die Konzentration bei Nichtwiederkäuern und Wiederkäuern? Konzentration der freien Glucose im Blut wird möglichst konstant gehalten: Unterschiede in der Absorption und/oder dem Verbrauch im Stoffwechsel ausgleichen –  Nichtwiederkäuer: ca. 1 g Glucose je Liter Blut–  Wiederkäuer: ca. 0,5 g/L
  • Warum wird der Blutglucosespiegel möglichst konstant gehalten? Wie ist die Konzentration bei Nichtwiederkäuern und Wiederkäuern? Konzentration der freien Glucose im Blut wird möglichst konstant gehalten: Unterschiede in der Absorption und/oder dem Verbrauch im Stoffwechsel ausgleichen –  Nichtwiederkäuer: ca. 1 g Glucose je Liter Blut–  Wiederkäuer: ca. 0,5 g/L
  • Was ist die Aufgabe von Insulin? –  Sekretion stimuliert durch hohen Blutspiegel–  stimuliert Glc-Aufnahme in die Zelle durch Erleichterung des Transports
  • Was ist Glucagon? = Bluthormon – Antagonist– stimuliert Glycogenolyse, Gluconeogenese, Glucosefreisetzung aus der Leber
  • Welche Möglichkeiten des Verbleibs hat Glucose im Stoffwechsel?  Speicherung in Leber und Muskulatur: Glykogen !  Abbau in der Glykolyse: ATP und Pyruvat, dann weiter: – ATP-Gewinn durch vollständigen Abbau zu CO2 und H2O– Bildung von organischen Säuren unter anaeroben Bedingungen – Synthese neuer Verbindungen (über Acetyl-CoA) Fettsäuresynthese   Oxidativer Abbau im (PPZ) Pentosephosphatzyklus  Umbau zu anderen Zuckern
  • Was passiert während der Glykolyse (Embden-Meyerhof-Weg) ?   Folge von Reaktionen, in denen Glucose zu Pyruvat umgewandelt wird und gleichzeitig eine geringe Menge ATP entsteht  Anaerob  Im Cytosol der Zelle Nettoreaktion: Glucose + 2 Pi + 2 ADP + 2 NAD+ --->2 Pyruvat + 2 ATP + 2 NADH+H+ + 2 H2O
  • Was passiert mit Pyruvat nach Glykolyse?   im aeroben Milieu: Acetyl-CoA   bei begrenztem Sauerstoff: Ethanol oder LactatIm Pansen und im Dickdarm/Blinddarm:kurzkettige Fettsäuren (Essig-, Propion-, Buttersäure)Im Silo: Milchsäure
  • Was erhält die Glykolyse unter anaeroben Bedingungen aufrecht? Die Regenerierung des NAD+ bei der Reduktion von Pyruvat zu Ethanol, Lactat oder anderen organischen Säuren hält den Ablauf der Glykolyse unter anaeroben Bedingungen aufrecht.
  • Was passiert beim Citratzyklus?   auch: Tricarbonsäurezyklus, Krebs-Zyklus  abschließender gemeinsamer Stoffwechselweg bei der Oxidation von Brennstoffmolekülen (Aminosäuren, Fettsäuren, Kohlenhydraten)  Vollständige Oxidation der aktivierten Acetylgruppe zu CO2  Bereitstellung von Zwischenprodukten für Biosynthesen Nettoreaktion (für Energiegewinn): Acetyl-CoA+3NAD+ +FAD+GDP+Pi+2H2O -->2CO2 +3NADH+H+ +FADH2 +GTP+2H+ +CoA   nicht nur Hauptabbauweg zur ATP-Gewinnung  liefert auch Zwischenprodukte für Biosynthesen, v. a. Aminosäuren (alpha-Ketoglutarat, Oxalacetat)  ATP-Spiegel beeinflusst Einschleusung von C2-Einheiten und Umsatzraten
  • Was geschieht mit der Energie, wenn der Bedarf an ATP gedeckt ist? Übersteigen des Schwellenwertes bewirkt Energiespeicherung, z. B. durch Bildung von Kreatin-Phosphat als schnell verfügbaren (ATP-liefernden) Speicher im Muskel;Aufbau von Glykogen als „Energiepolster“ in der Leber. Kohlenhydrat- und Proteinspeicher sind allerdings limitiert; weiterer Energieüberschuss führt (über Acetyl-CoA) zur Speicherung von Fett.
  • Was wissen Sie über Lipide?   von griechisch lipos = Fett  aufgrund lipophiler (hydrophober) Gruppen sind Lipide wasserunlöslich -> Polarisierung  löslich in organischen Lösungsmitteln (z.B. Ether, Chloroform)  Unterteilung in Fette (Triglyceride) und Lipoide
  • Was wissen Sie über Triglyceride?   Gehören zur Stoffklasse  der Carbonsäureester  Fette sind Ester des dreiwertigen Alkohols Glycerin mit drei Fettsäuren (9 % Glycerin; 91 % Fettsäuren)  Vorkommen meist als Triglycerid mit verschiedenen Fettsäuren  Hohe Energiekonzentration (ca. 39 kJ/g)  Eigenschaften der Fette werden von enthaltenen Fettsäuren bestimmt
  • Was wissen Sie über Fettsäuren?  Unverzweigte Monocarbonsäuren (C-Kette) In der Regel enthalten sie eine gerade Anzahl von C-Atomen  Gesättigte Fettsäuren enthalten keine Doppelbindung Ungesättigte enthalten mindestens eine Doppelbindung Symbol z.B. 18:2 (Linolsäure) (18 = C-Atome, 2 = DB)
  • Was sind essentielle Fettsäuren?  Linol- und Linolensäure sind essentielle Fettsäuren, weil ein Enzym zum Einbau von Doppelbindungen fehlt  Bedarf nur in geringen Mengen, aber wichtige physiologische Funktionen (z.B. Bildung von Gewebshormone
  • Was machen Fettsäuren in Triglyceriden?  Die Fettsäuren im Triglycerid bestimmen maßgeblich die physikalischen Eigenschaften des Fettes (Schmelzpunkt) und damit die Verarbeitungseigenschaften, die Oxidationsanfälligkeit (Produktqualität, Lagerfähigkeit) und die physiologischen Funktionen des Nahrungsmittels   Sowohl in pflanzlichen als auch in tierischen Fetten
  • Wie findet die Absorption und Verdauung von Fetten statt?   Fettverdauung im Dünndarm  Emulgierung der Fette durch Gallensäuren zu feinsten Fetttröpfchen–  Synthese in der Leber aus Cholesterin und Aminosäuren–  Speicherung in der Gallenblase–  Ausscheidung mit der Gallenflüssigkeit–  Gallensäuren werden bei der Fettabsorption überwiegend wieder aufgenommen (enterohepatischer Kreislauf)  Hydrolyse der Triglyceride in Monoglyceride, Fettsäuren und Glycerin: Pankreaslipase  Pflanzliche Fette sind bei allen Tieren überwiegend hoch verdaulich
  • Wie findet die Absorption und Verdauung von Fetten statt?   Fettverdauung im Dünndarm  Emulgierung der Fette durch Gallensäuren zu feinsten Fetttröpfchen–  Synthese in der Leber aus Cholesterin und Aminosäuren–  Speicherung in der Gallenblase–  Ausscheidung mit der Gallenflüssigkeit–  Gallensäuren werden bei der Fettabsorption überwiegend wieder aufgenommen (enterohepatischer Kreislauf)  Hydrolyse der Triglyceride in Monoglyceride, Fettsäuren und Glycerin: Pankreaslipase  Pflanzliche Fette sind bei allen Tieren überwiegend hoch verdaulich
  • Was ist ein enterohepatischer Kreislauf? Gallensäuren werden bei der Fettabsorption überwiegend wieder aufgenommen
  • Advertisement
  • Wie hängt Futterfett mit Körperfett zusammen?  Beeinflussung des FS-Musters im Körperfett durch FS-Muster im Futter,z.B. bei Mastschweinen von Bedeutung  Ziel: beim Schlachten hartes Fett-> vorteilhaft: 3-4 Wochen vor dem Schlachten kein Öl mehr im Futter  beim Wiederkäuer nur begrenzter Einfluss auf das Körperfett wegen der Umsetzungen im Pansen
  • Wie hängt Futterfett mit Milchfett zusammen?   Bildung von Fettsäuren mit 4 bis 12 C-Atomen aus kurzkettigen Fettsäuren, v.a. Essigsäure  Auch längerkettige FS können nach der Absorption in das Milchfett eingebaut werden  Durch Einsatz „geschützter“ Futterfette kann das Fettsäuremuster in der Milch gezielt beeinflusst werden (Produktqualität, Qualitätsprogramme)  Auch das Grobfutter beeinflusst das Fettsäurenmuster der Milch:->Je höher der Grünlandanteil ist, desto höher ist der Gehalt an Polyensäuren in Milchfett
  • Wie kann man Energie aus Fettsäuren gewinnen? ATP-Gewinn aus Fettsäuren -> β-Oxidation   Abgabe freier Fettsäuren aus Fettzellen ins Blut -> Abbau in anderen Geweben durch β-Oxidation  Abbau von Fettsäuren findet in Mitochondrien statt  Abspaltung jeweils einer Einheit (2 C-Atome) über mehrere Reaktionsstufen  Überführung der Fettsäuren in reaktionsfähige Form: Actetyl-CoA  verkürzte FS durchläuft Reaktionsfolge erneut-> wiederholte Verkürzung um eine C2-Einheit
  • Was kann ein übermäßiger Abbau von Körperfett zur Folge haben? Ein übermäßiger Abbau von Körperfett kann zum Auftreten von Ketose führen.
  • Was ist der Hauptort der Lipogenese beim Schwein und bei Wiederkäuern? Depotfett
  • Vorstufe zur Fettsäuren-Synthese bei Nicht-Wiederkäuern und bei Wiederkäuern? Nicht-Wiederkäuern -> Glucose Wiederkäuern -> Acetat
  • Welche Strukturformen der Proteine kennen Sie?  Primärstruktur (Sequenz)  Sekundärstruktur (Konformation)  Tertiärstruktur  Quartärstruktur
  • Was wissen Sei über die Quartärstruktur? Entstehung von Oligomeren• intermolekulare Wechselbeziehungen von zwei oder mehr Peptidketten• Bindung durch– Wasserstoffbrücken– van-der-Waals-Kräfte – Coulomb‘sche Kräfte
  • Was wissen Sie über Tertiärstruktur? –  räumliche Anordnung der Peptidkette–  intramolekulare Wechselbeziehungen
  • Was wissen Sie über Sekundärstruktur? –  Wasserstoffbrückenbindungen innerhalb einer Peptidkette   • Schraubenstruktur (α-Helix) –  Wasserstoffbrückenbindungen zwischen Peptidketten• Faltblattstruktur (β-Struktur) –  Disulfidbrücken erhöhen Stabilität • Verknüpfung von Cystinresten
  • Was ist die Primärstruktur? – genetisch festgelegte Reihenfolge der Aminosäuren
  • Wie läuft die Proteinbiosynthese ab?  Für uneingeschränkten Ablauf müssen alle benötigten Aminosäuren verfügbar sein  Limitierende Aminosäure: begrenzt die Proteinsynthese   Die Höhe der Proteinsynthese und das Aminosäurenmuster des gebildeten Proteins bestimmen die Höhe des Aminosäurenbedarfes der Tiere.   Spezifisch für: Wachstum Laktation Eibildung Wolle/Haare Erhaltung und Tierart
  • Wie wird Protein verdaut?   ca. 75 – 90 % der Proteine des Futters gelangen als Aminosäuren ins Blut  Qualitätseigenschaft des Futters  Besonderheit: Proteinumsetzungen durch Mikroorganismen des Pansen  Etwa 1/3 des Futterproteins wird üblicherweise durch das Tier in Leistungsprodukte (Körpermasse, Milch, Ei) überführt-> Bei Broilern und Kaltwasserfischen 1⁄2 oder mehr  Der Rest wird ausgeschieden
  • Verwendung „überschüssiger“ Aminosäuren? Ausscheidung
  • Was ist die limitierende AS? begrenzt die Proteinsynthese
  • Wie werden AS abgebaut?  Entfernung der alpha-Aminogruppe Überführung des C-Skelettes in ein gängiges Stoffwechselzwischenprodukt Umwandlung der Aminogruppe in Harnstoff: 1. Oxidative Desaminierung Entstehung einer Ketosäure und NH3 2. Transaminierung Übertragung von NH2-Gruppen 3. Decarboxylierung Abspaltung von CO2
  • Wo wird der Harnstoff aus der Desaminierung umgewandelt? Ammonium/Ammoniak im Blut Umwandlung zu Harnstoff in Leber
  • Was ist der Ruminohepatischer Kreislauf? Harnstoffbildung in der Leber Ausscheidung über den Harn Rückdiffusion in den Darm möglich (besonders bei niedriger N- Versorgung), v.a. Dick- und Blinddarm Beim Wiederkäuer: Rückführung über Speichel und Diffusion in den Pansen-> Ruminohepatischer Kreislauf
  • Was wissen Sie über Harnausscheidung? Die renale Ausscheidung ist ein wichtiges Regulativ für den N-Stoffwechsel Wichtige Endprodukte des N-Stoffwechsels, die renal ausgeschieden werden, sind HarnstoffHarnsäure (Geflügel)

back  |  next 1 / 1