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Biowissenschaftliche Grundlagen (Fach) / Energetische Aspekte (Lektion)

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• Parallelschaltung des Blutkreislaufs Parallelschaltung im Körperkreislauf Parallele Versorgung der Organe mit Blut (ansonsten die Versorgung mit Blut nicht schnell genug)
• Serienschaltung des Blutkreislaufs Serienschaltung im LungenkreislaufDas komplette Blut geht in den Lungenkreislauf um mit o2 angereichert zu werden
• Verteilung des Blutvolumens Niederdrucksystem (Venen): Druck: niedrig (< 3 kPa) Gefäßwände: dünn Volumen: groß (85%) Weitbarkeit: 200 Blutreservoir (Blutvolumen-Regulation) Hochdrucksystem (Artierien): Druck: hoch (< 13 kPa) Gefäßwände: dick Volumen: klein (15%) Weitbarkeit: 1 schneller Transport zu den Geweben (Blutdruck-Regulation)
• Hydrostatischer Druck aufgrund der Schwerkraft wirken am stehenden Menschen hydrostatische Drücke auf das Blutkreislaufsystem und die Verteilung des Blutvolumens im Liegen ist der Einfluss der Schwerkraft vernachlässigbar gering Die Körperebene, in der sich die Druckverhältnisse bei Lagewechsel nicht ändern, nennt man IndifferenzebeneHydrostatischer Druck in Blutgefäßen hängt vom Abstand zur Indifferenzebene ab Hydrostatischer Druck kann negativ sein Ist auf Herzebene praktisch 0 Hängt nicht vom Durchmesser der Gefäße ab
• Muskelpumpe Funktion:Muskelpumpe pumpt das Blut (trotz Schwerkraft) zurück zum Herzen dient der Unterstützung des Blutkreislaufs durch An- und Entspannen der Muskulatur werden die in der Tiefe der Muskeln verlaufenden Venen immer wieder komprimiert, was zu einem besseren Rückfluss des Blutes zum Herzen führt intakte Venenklappen und Wechsel zwischen Kontraktion und Relaxion der Muskulatur
• Herzzeitvolumen Volumen an Blut, welches in einer Minute vom Herzen über Aorta in den Blutkreislauf gepumpt wird Maß für Pumpfunktion des Herzens Herzzeitvolumen = Herzschlagvolumen * Herzfrequenz Herzzeitvolumen = Gesamtquerschnitt * Strömungsgeschwindigkeit
• Widerstände - Hagen-Poiseuille Erkenntnisse Doppelter Radius erniedrigt den Widerstand Halbierter Radius erhöht den Widerstand um den Faktor 16 Doppelte Viskosität ergibt einen doppelt so hohen Widerstand 4-fache Länge ergibt 4fach so hohen Widerstand
• Energiestoffwechsel - Kohlenhydrate - Monosaccharide Glucose Fructose Galactose Monosaccharide sind Bausteine aller Kohlenhydrate Einfachzucker Kette aus mindestens 3 Kohlenstoffatomen 1 Carbonylgruppe 1 Hydroxgruppe Obst, Honig + Süßigkeiten
• Energiestoffwechsel - Kohlenhydrate - Disaccharide Maltose Saccharose Lactose chemische Verbindung von zwei Monosacchariden Obst-, Fruchtsäften, Zuckerrohr, Zuckerrüben wird als Haushaltszucker gewonnen
• Adenosintriphosphat Bestandteile: Adeninrest Zucker Ribose 3 Phosphate universell verfügbare Form der Energie in jeder Zelle wichtiger Regulator energieliefernder Prozesse Bindung von 3-Phosphaten: sehr energiereiche chemische Verbindungen Spaltung durch Hydrolyse in ADP und Phosphat
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• Hydrolyse Bei der Hydrolyse durch ATPasen entsteht H+ (Wassterstoffproton) Spaltung einer chemischen Verbindung durch Reaktion mit Wasser Formal wird ein Wasserstoffatom abgegeben 
• ATPasen ATPasen sind Enzyme die ATP in ADP und Phosphat aufspalten können bei Hydrolyse wird Energie frei, die vom Enzym genutzt werden kann, um eine Reaktion zu treiben kommen in allen Lebewesen vor treiben den Transport von Ionen, Bewegungen von Muskelfasern und verschiedene Reaktionen des Energiestoffwechsels
• Resynthesewege des Adenosintriphosphat - Anaerob alaktazid erste Sekunden einer sportlichen Belastung vorhandener ATP-Vorrat nach wenigen Sekunden der Belastung verbraucht in den folgenden 10-20 Sekunden Resynthese durch das schnell verfügbare Kreatinphosphat
• Resynthesewege des Adenosintriphosphat - Anaerob laktazid Energie wird aus Glucose ohne den Verbrauch von Sauerstoff produziert Entstehung von Milchsäure (Laktat) als Abfallprodukt Laktat wird in Leber, Niere, Herz und wenig beanspruchte Muskulatur transportiert, da verstoffwechselt und eliminiert Produktion von Laktat > Elimination von Laktat => Muskel wird "sauer" Stoffwechselweg 40-50 Sekunden bei maximalen Belastungen Energieausbeute ist gering (2-3 ATP pro Molekül Glucose) Gut trainierte Sportler bauen pro Minute ca. 0,5 mmol/Liter Lactat ab, untrainierte Personen nur die Hälfte. Laktatspiegel zeigt uns, inwieweit der Körper noch mit Sauerstoff gesättigt ist. Je weniger desto mehr geht der Körper in die anaerobe Glykolyse über ==> Laktatspiegel steigt!
• Nahrungsbedingter Umsatz - Brennwerte Kohlenhydrate 17 Proteine 17 Fette 39 Ethanol 29 Brot 795 - 1045 Nudeln bzw. Reis 1465 Fleisch 835 - 1130 Öle 3430 - 3810 ATP 6,3 Kreatinphosphat 14,7 Glykogen 5040 Glucose 15,7 größte nutzbare Energie pro Gramm hat Glucose-6-Phosphat
• Schwitzen Verdampfung2400 kJ/kg
• Watt/Kilowattstunde 1 Watt = 1 J/s 12 kJ pro Minute = 12000/60 = 200 J/s = 200 Watt
• Niederdruck vs Hochdrucksystem größere Weitbarkeit Größerer Anteil am Blutvolumen geringerer dynamischer Druck stärkerer Einfluss des hydrostatischen Drucks
• Polysaccharide Pflanzenstärke Amylose Amylopektin MuskelglykogenLeberglykogen

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