Big Bang HTL 4, Schulbuch

40 Biochemie und Biotechnologie (IV. Jahrgang, 7. Semester) Ein Fall für die Homöostase – der Blutzuckerspiegel Viele Körperzellen, wie z. B. Neuronen oder rote Blutkörper- chen, können nur Glucose als Energiequelle nutzen. Die gleichmäßige Versorgung aller Körperzellen damit geschieht über einen konstanten Blutzuckergehalt von 70– 100mg Glucose pro 100ml Blut. Die Prozesse, die dies ge- währleisten, stellen ein gutes Beispiel für die Homöostase (siehe Kapitel 1) dar. In der Blutzuckerregulation gibt es zwei extreme Zustände: 1. Glucoseüberschuss aus Nahrungsverdauung 2. Glucosemangel bei Nahrungsmangel (Hunger) Ad 1.: Nach einer Mahlzeit liefert die Verdauung Glucose ins Blut, oft mehr, als für die direkte Versorgung der Körper- zellen notwendig ist. Der Blutzuckerspiegel steigt über seinen üblichen Wert an. Der Überschuss muss entfernt und für eine Speicherung in eine wasserunlösliche Form umgewandelt werden. Im gesunden Menschen löst der erhöhte Glucosege- halt die Produktion des Hormons Insulin in der Bauchspei- cheldrüse aus. Es bewirkt die Aufnahme von Glucose in Le- berzellen, die daraus zuerst Glycogen aufbauen. Sind die Glycogenspeicher der Leber voll, bewirkt Insulin die soge- nannte Lipogenese , also den Aufbau von Fettmolekülen aus Glucose und deren Transport ins Fettgewebe. Dieser Trans- port geschieht mit Lipoproteinen, die wir in Kapitel 2 bereits kennen gelernt haben. Diese Prozesse laufen ab, bis der Blutzuckerspiegel wieder auf den Normalwert gesunken ist. Ad 2.: Wenn über längere Zeit keine Nahrung aufgenom- men wurde, beginnt der Blutzuckerspiegel unter 100mg/dl Blut abzusinken. Dieses „Hungersignal“ führt in der Bauch- speicheldrüse zur Ausschüttung des Insulin-Gegenspielers Glucagon . Dieses Hormon bewirkt den Abbau von Glycogen zu Glucose und wenn dessen Vorrat verbraucht ist, auch die Spaltung von Fettmolekülen im Fettgewebe. Nach langen Hungerphasen kann die Leber Fettsäuremoleküle spalten und die Bruchstücke für den Aufbau von Glucose verwen- den. Dieser Prozess wird Gluconeogenese genannt und stellt sicher, dass unsere empfindlichen Nervenzellen immer mit Glucose versorgt sind. Diabetes Wenn der Blutzuckerspiegel dauerhaft zu hoch ist, spricht man von Diabetes. Eine Krankheit, die viele schwerwiegende Folgen hat. Der dauerhaft hohe Glucosespiegel kann zu Schäden in den Blutgefäßen führen. Dies wirkt sich vor allem im Bereich des Herzens, der Niere, Nerven, Augen und Extre- mitäten aus und kann zB zu Blindheit führen. Diese sind des- halb Folgeerscheinungen von unbehandelter Diabetes. Bei Diabetes Typ I , die vor allem in jungen Jahren auftritt, greift das Immunsystem des Körpers die eigene Bauspei- cheldrüse an und tötet die insulinproduzierenden Zellen ab. Diabetes Typ II entsteht durch falsche Ernährung und ande- rer Faktoren. Die Signalempfänger des Insulins werden un- empfindlicher gegen das Hormon. In beiden Fällen ist meist eine zuckerreduzierte Diät und die Gabe von Insulin direkt in die Blutgefäße notwendig. i Für die Fettverdauung im Dünndarm ist die Gallenflüssig- keit (auch Galle genannt) notwendig. Sie wird von der Leber gebildet und in der Gallenblase gespeichert. Dabei verwer- tet die Leber Abbauprodukte der roten Blutkörperchen, wo- durch die Galle gelblich-rötliche und grüne Farbstoffe ent- hält. Diese werden von Bakterien im Darm weiter abgebaut und geben dann dem Stuhl seine typische Farbe ( F12 ). Die in der Gallenflüssigkeit enthaltenen Gallensalze dienen als Emulgatoren und ermöglichen die Bildung von kleinsten Fetttröpfchen. Dadurch wird die Oberfläche für den Angriff der fettspaltenden Enzyme stark vergrößert. ( F11 ) Die Drüsenzellen des Dünndarms produzieren Verdauungs- enzyme , wie Proteasen. Durch sie werden Peptide in Amino- säuren gespalten, die dann ins Blut aufgenommen werden können. Um die Aufnahme zu erleichtern ist die Oberfläche des Dünndarms vergrößert. Die in Falten gelegte Oberfläche ist mit unzähligen mikroskopischen Falten, den Mikrovilli überzogen (siehe Abb. 3.4). Abb. 3.5: Vergrößerung der Oberfläche im Dünndarm Dickdarm Der Verdauungstrakt endet im Dickdarm. Seine Hauptauf- gabe ist die Entwässerung des Nahrungsbreis vor der Aus- scheidung. V 3.1 Verdauung von Stärke Geräte und Chemikalien: Schutzbrille, 4 Reagenzgläser, Reagenzglasständer, Spatel, Stärkelösung (1 kleiner Spatel Stärke in 100ml Wasser), Iod-Kaliumiodidlösung, Amylase (Pankreatin) Durchführung: – Fülle 3 Reagenzgläser zu je 1/3 mit Stärkelösung und füge je 2 Tropfen Iod-Kaliumiodidlösung hinzu. Schüttle die 3 Reagenzgläser kräftig. – Gib nun etwas Speichel in eines der Reagenzgläser und schüttle erneut. – Gib eine halbe Spatelspitze Amylase in ein anderes der Reagenzgläser und schüttle. – Warte 5 Minuten und beobachte. Aufgaben: – Notiere die Beobachtungen und versuche sie zu erklären. Entsorgung : Restmüll e Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv