BioChemie

• RGT-Regel


  Eine Erhöhung der Temperatur um 10 Grad C bewirkt eine Beschleunigung der Reaktionsgeschwindigkeit um das 2- bis 3-fache. Die RGT-Regel gilt jedoch nur in einem Temperaturbereich bis etwa 40 Grad C.
• Dünndarm


  Teil des Darms zwischen Magen und After
• Dickdarm


  Teil des Darms zwischen Dünndarm und After
• Der menschliche Darm hat normalerweise eine Gesamtlänge von etwa sechs bis acht Metern, wobei der Dünndarm mit bis zu fünf Metern den größten Teil darstellt
• Dünndarmschleimhaut


  • Stark gefaltet
  • Mit Dünndarmzotten besetzt
• Dünndarmzotten


  • Enthalten ein Netz aus Blutkapillaren und ein zentrales Lymphgefäß
  • Ermöglichen die Resorption von Nährstoffen und Wasser
• Dünndarmzellen


  • Mit etwa 3000 Mikrovilli besetzt
• Dickdarmschleimhaut


  • Keine Zotten
  • Über 400 verschiedene Arten von Bakterien (Darm-Mikrobiom)
  • Tiefe Einsenkungen mit Mikrovillisaum
• Im Dickdarm werden keine weiteren Enzyme zugesetzt
• Im Dickdarm werden unverdauliche Stoffe durch Bakterien zersetzt und die Produkte resorbiert
• Im Dickdarm wird restliches Wasser rückresorbiert und der unverdauliche Rest als Kot ausgeschieden
• Aktivierungsenergie


  Energie, die für den Start einer chemischen Reaktion benötigt wird
• Biokatalysator


  Enzym, das eine chemische Reaktion beschleunigt, ohne selbst verbraucht zu werden
• Enzyme


  • Proteine mit einem aktiven Zentrum
  • Binden Substrate spezifisch
  • Wandeln Substrate in Produkte um
  • Bleiben selbst unverändert
• Funktionen von Enzymen im Körper

  • Steuerung des Stoffwechsels
  • Verdauung von Nährstoffen
  • Aufbau körpereigener Stoffe
  • Blutgerinnung
  • Informationsübertragung im Nervensystem
  • DNA-Replikation
  • Abläufe des Immunsystems
• Es gibt schätzungsweise über 50.000 verschiedene Enzyme im menschlichen Körper
• Substrat


  Edukt, der von einem Enzym umgesetzt wird
• Spezifität des aktiven Zentrums

  Nur ein passendes Substrat kann sich anlagern und umgesetzt werden
• Wirkungsspezifität


  Ein Enzym wandelt Substrate immer in die gleichen Produkte um
• Jeder Reaktionsschritt im Stoffwechsel benötigt ein eigenes Enzym
• Reaktionstypen, die Enzyme katalysieren können

  • Aufbau von Stoffen
  • Abbau von Stoffen
  • Umwandlung von Stoffen
• Verdauungsenzyme


  • An die Bedingungen des Organs angepasst, in dem sie wirken
  • Unterschiedlicher Bau der Nährstoffe erfordert verschiedene Enzyme
• Verdauung


  1. Mechanische Zerkleinerung der Nahrung im Mund

  2. Speichelenzyme beginnen mit Kohlenhydratverdauung

  3. Proteinvorverdauung im Magen durch Pepsin

  4. Fettvorverdauung im Magen durch Lipasen

  5. Neutralisation des Mageninhalts im Dünndarm durch Bauchspeichel

  6. Weitere Verdauung durch Enzyme des Bauchspeichels
• Gallensäuren


  • Wirken als Emulgatoren und erleichtern so die Fettverdauung
• Biomembran


  • Doppelschicht aus Phospholipiden
  • Hydrophiler Außenbereich, hydrophober Innenbereich
• Membranproteine


  • Ermöglichen den Transport von Stoffen durch die Membran
• Passiver Transport


  Erfolgt ohne Energieaufwand entlang des Konzentrationsgefälles
• Aktiver Transport


  Erfolgt entgegen des Konzentrationsgefälles und benötigt Energie
• Biomembran


  • Aufgebaut aus ähnlichen Molekülen, sog. Phospholipid-Moleküle, die einen polaren sowie einen unpolaren Molekülteil besitzen
  • Wasser-Moleküle, die zu beiden Seiten der Membran vorkommen, sind aufgrund ihres Aufbaus polare Moleküle
  • Die Phospholipid-Moleküle ordnen sich in einer Doppelschicht an, sodass die polaren Molekülteile nach außen zeigen
  • Das Innere der Biomembran ist ein hydrophober (wasserabweisender) Bereich, weil sich dort die unpolaren Molekülteile befinden
  • Die einzelnen Membranbausteine haben keine festen Plätze, sondern können sich aneinander vorbeibewegen, ohne Lücken in der geschlossenen Schicht zu hinterlassen
  • Zusätzlich können Membranproteine angelagert oder in die Biomembran eingelagert sein
• Teilchen gelangen durch die Membran


  1. Nur Teilchen bestimmter Stoffe können die Membran ungehindert passieren

  2. Proteine (z.B. Tunnelproteine) sind in die Membran eingelagert, durch die auch andere Stoffe von einer Seite der Membran auf die andere gelangen bzw. transportiert werden können

  3. Passive Transportvorgänge laufen ohne Energieaufwand ab

  4. Aktive Transportvorgänge erfolgen entgegen des Konzentrationsgefälles und erfordern Energie (z.B. ATP)
• Diffusion


  Ein Stoff bewegt sich vom Ort großer Konzentration zum Ort niedriger Konzentration
• Tunnelproteine


  Ermöglichen polaren Molekülen (z.B. Wasser-Molekülen) oder kleinen, geladenen Teilchen (Ionen) den Durchtritt durch die Membran (erleichterte Diffusion)
• Carrier


  Proteine, die Moleküle nach dem Schlüssel-Schloss-Modell auf der einen Membranseite gezielt aufnehmen und auf der anderen Seite wieder abgeben
• Der Pro-Kopf-Konsum von Frischmilcherzeugnissen lag 2010 bei ca. 92,2 kg und ist bis 2020 auf ca. 86,5 kg gesunken
• Nur ca. 15% der Deutschen leiden an einer Lactoseintoleranz
• Lactoseintoleranz


  Das Enzym Lactase spaltet den Milchzucker Lactose nicht ausreichend, sodass die Lactose unverdaut in den Dickdarm gelangt und dort zu Durchfall, Blähungen und Bauchschmerzen führt
• Lactoseintoleranz ist keine Krankheit, sondern die Fähigkeit zur Verdauung von Milchzucker im Erwachsenenalter ist weltweit eher eine Ausnahme
• Milch enthält alle Makronährstoffe in einem ausgewogenen Verhältnis sowie zahlreiche Vitamine und Mineralsalze
• Ein übermäßiger Milchkonsum (mehr als drei Gläser pro Tag) kann zu Entzündungsprozessen im Körper führen
• Gluten


  Ein Sammelbegriff für ein Stoffgemisch aus unterschiedlichen Protein-Molekülen, die als Speicherstoff in Getreidesamen vorkommen