Fitnesstrainer B-Lizenz (Subject) / Modul III (Lesson)

Aufbau und Funktion der Zelle

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• Auf welche verschiedenen Weisen kann die Zelle auf Training reagieren? Wachstum bzw. Größenzunahme der Zelle (Zunahme des Baustoffwechsels) Erhöhung des Betriebsstoffwechsels (Zunahme der Enzymkapazität) Zunahme der Reizbarkeit bzw. Erregung der Zelle (Reizaufnahme und Reizweiterleitung) Zellvermehrung bzw. -teilung
• Welche Anpassungs- bzw. Veränderungsreaktionen der Zellorganellen lassen sich zusammenfassen? Volumen- und Größenzunahme der Zelle durch vermehrte Flüssigkeitseinlagerung und/oder Proteinneubildung Zunahme der Enzymkapazität (aerob oder anaerob) Zunahme der Speicherkapazität energiereicher Substrate (ATP, Glykogen, Lipide) und Elektrolyte (Kalzium, Natrium, etc.) Vergrößerung der Mitochondrienoberfläche/ -anzahl → verbesserter aerober Energiestoffwechsel Veränderung der Zellmembran (Depolarisation und Reizweiterleitung)
• Wie reagiert das Zytoplasma auf den Trainingsreiz und welche Reize gelten als auslösende Faktoren? Zunahme der Zellflüssigkeit → vermehrte Speicherung (Wasser, Elektrolyte, etc.), größerer Raum für chemische Reaktionen Kraftausdauer-, Hypertrophie-, Maximalkraft-, aerobes und anaerobes Ausdauertraining
• Wie reagiert das ER mit Ribosomen auf den Trainingsreiz und welche Reize gelten als auslösende Faktoren? Erhöhung der Kalziumkonzentration für die muskuläre Kontraktion (Erregungsübertragung) Erhöhung der Proteinbiosynthese Kraftausdauer-, Hypertrophie-, Maximalkrafttraining
• Wie reagieren die Mitochondrien auf den Trainingsreiz und welche Reize gelten als auslösende Faktoren? Vergrößerung der Oberfläche und Anzahl → erhöhter Energiestoffwechsel bzw. vermehrte Verarbeitung von Kohlenhydraten und Fetten Erhöhung der aeroben Enzymkapazität aerobes Ausdauertraining
• Wie reagiert die Zellmembran auf den Trainingsreiz und welche Reize gelten als auslösende Faktoren? erhöhte Erregbarkeit verbesserte Ansprechbarkeit der Rezeptoren (z.B. für Hormone) Kraft-, Schnelligkeits-, Kraft-, Ausdauertraining
• Wie läuft der Energiebereitstellungsprozess in den Mitochondrien statt? Kohlenhydrate und Fette werden zu ATP und Kreatinphosphat oxidiert und gespeichert → das ATP wandert dann von den Mitochodrien zu den Myofibrillen → dort gibt das ATP die gespeicherte Energie in dem Moment ab, wenn sich der Muskel kontrahiert
• Welche Energieausbeute an ATP ist pro Mol Glukose bei aerober Stoffwechsellage zu erwarten? 38 ATP
• Was unterschiedet den anaeroben vom aeroben Stoffwechsel? die Muskulatur kann aufgrund zweier Stoffwechselmechanismen Dauerleistungen vollbringen: entweder durch Verbrennung von Glukose (Glykolyse) oder Fettsäuren (Lipolyse) unter Sauerstoffverbrauch → AEROB oder durch den Abbau von Glukose ohne Sauerstoff → ANAEROB Fließt mit dem Blut genug O2 heran, hat                                                                            Verbraucht die Muskulatur mehr Energie als der das aerobe System in den Mitochondrien                                                                          aerobe Energiegenerator liefern kann, hat der  den Vorrang. Der dabei freigesetzte Was-                                                                          anaerobe Stoffwechsel den Vorrang. Die Zellen serstoff wird zu Wasser, die gewonnene                                                                            gewinnen ATP, indem sie Glukose über mehrere  Energie als ATP gespeichert.                                                                                             Zwischenstufen in das Produkt Laktat wandeln.
• Wie lauten die vier biochemischen Reaktionen zur Energiegewinnung? Anaerob-alaktazid                                                                                             Kreatinphosphat (KrP) + Adenosindiphosphat (ADP) → Kreatin + ATP Anaerob-laktazid                                                                                                Glukose → Laktat (Lac) + ATP Aerob (Aerobe Glykolyse, oxidativer Glykogenabbau)                                  Glukose + O2 → CO2 + H2O + ATP Aerob (Aerobe Lipolyse, oxidativer Fettabbau)                                               Freie Fettsäuren (FFS) + O2 → CO2 + H2O + ATP → Betaoxidation
• Was ist Laktat? = Milchsäure Laktat ist das Endprodukt des anaeroben Stoffwechsels und der beste Indikator für die objektive Beurteilung der Ausdauerfähigkeit. Wenn während einer intensiven Ausdauerbelastung der über die Atmung aufgenommene Sauerstoff nicht ganz ausreicht, um den im Muskel benötigten Energiebedarf zur Muskelkontraktion zu decken, entsteht das Stoffwechselprodukt Laktat durch die unvollständige Verbrennung von Glukose.
• Wie sieht die Bereitstellung der Energie bezogen auf die Zeit aus? 0 - mehrere Sek.→ anaerobe Spaltung energiereicher Phosphate (ATP, CP) mehrere Sek. - mehrere Min. → anaerobe Glykolyse (Glukose) mehrere Min. - mehrere Std. → aerobe Glykolyse (Glukose) mehrere Min. - mehrere Std. → aerobe Lipolyse/Betaoxidation (Fettsäuren)
• Aus wie vielen Zell- und Gewebetypen besteht der menschliche Körper? rund 220 Dabei wurden die Zellen spezialisiert und sind oft einzeln nicht mehr vollständig lebensfähig. Jede Zelle stellt ein strukturell abgrenzbares, autonomes und selbsterhaltendes System dar.
• Was sind die verschiedenen Fähigkeiten der Zelle? Vermehrung durch Zellteilung (Mitose oder Meiose) Stoff- und Energiewechsel (Nahrungsaufnahme, Aufbau von Zellstrukturen oder Energieumsatz) Reaktion auf Reize (externe oder interne Reize auf abiotische und biotische Faktoren) Möglichkeit der Bewegung (Bakterien durch Geißel, Tiere durch Muskeln; auch in der Zelle bewegen sich Proteine und Vesikel)
• Was ist die Funktion der Zell- oder auch Plasmamembran? Schutz vor Umgebung, Abgrenzung Transport/Austausch (Aufnahme und Abgabe) besteht aus Doppellipidschicht und verschiedenen Proteinen, welche den Austausch von Ionen oder Molekülen zwischen der Zelle und ihrer Umgebung ermöglichen.
• Was ist die Funktion des Zytoskeletts? Gerüst der Zelle mechanische Stabilisation der Zelle und ihres Phänotyps aktive Bewegung der Zelle als Ganzes Bewegungen/Transporte innerhalb der Zelle Das Zellskelett ist ein wichtiges, komplexes und auch dynamisches Zellelement und setzt sich aus Proteinen zusammen, den Mikrofilamenten.
• Was ist die Funktion des Zytoplasmas? Reaktionsort für unzählige Stoffwechselreaktionen Transportmedium für viele Stoffe in der Zelle Lagerung unterschiedlichster Stoffe (Ionen, Nährstoffe, Enzyme, etc.) Das Zytoplasma ist die flüssige, gelartige Grundsubstanz innerhalb der Zellmembran.
• Was zeichnet den Zellkern aus? enthält chromosomale DNA besitzt doppelte Membran (Kernhülle), welche von Kernporen unterbrochen wird → Austausch von Molekülen zwischen der Substanz des Kerninneren, dem Karyoplasma, und dem Zytoplasma synthetisiert die RNA (Ribonukleinsäure, dient zum Transport für enzymähnliche Reaktionen) besitzt Nukleolus, welcher die DNA enthält, die die Baupläne für die ribosomale RNA bereitstellt Der Zellkern ist die Steuerzentrale der eukaryotischen Zelle (Zellen mit Zellkern).
• Was ist die Funktion von Ribosomen? Proteinbiosynthese; dienen der Systhese aus Proteinen und Aminosäuren und sind für die Neubildung von Proteinen in Zellen zuständig = Baustoffwechsel Die Ribosome sind aus RNA und Protein bestehende Komplexe ind Pro- und Eukaryoten und können 100 bis 1000-fach in einer Zelle vorhanden sein.
• Was ist die Funktion von Mitochondrien? Speicherung und Umwandlung von Energie Oxidation organischer Stoffe mit molekularem Sauerstoff, wobei Energie freigesetzt und in Form von chemischer Energie, als ATP, gespeichert wird Die Mitochondrien stellen die Energiekraftwerke der Zelle dar. In ihnen können bei der Frau 250-300g und beim Mann ca. 500g Zucker gespeichert werden.

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