EL-MO II Moleküle, Schulbuch

114 8 ernÄHrung gleich von Konzentrationsunterschieden. Dieser ist freiwillig. An Membranen können aber auch Konzentrationsunterschiede gezielt erzeugt werden. Dies kostet Energie. Man spricht dann von aktivem Transport oder „ Ionenpumpen “. Werden gezielt Ionen auf eine Seite einer Membran gepumpt, so entstehen an der Membran elektrische Spannungen. Sind H 3 O + -Ionen gepumpt worden, so entstehen auch pH-Wert-Unterschiede (pH-Gradienten). Dieses Prinzip wird im biologischen System auf vielfache Weise genutzt. So wird beispielsweise am Mitochondrium in der Zelle Wasserstoff aus den Nährstoffen stufenweise mit Sauerstoff zur Reaktion gebracht. Die bei den Redoxreaktionen freiwerdende Energie wird dazu verwendet, einen pH- und elektrischen Potentialgradienten zu erzeugen. Bei dessen Abbau (H 3 O + -Ionen wandern freiwillig zurück) wird die nun freiwerdende Energie in Form von Molekülen mit energiereichen Bindungen gespeichert (ATP, siehe Seite 135 und 141). Auch die Umwandlung von Lichtenergie in chemische Energie in den Chloro- plasten der Pflanzen geschieht auf ähnliche Weise. Die Erregungsleitung in den Nervenzellen wird durch Membranpotentiale verursacht. Sie funktioniert über einen Transport von Natrium und Kaliumionen durch die Mem- bran. Im Ruhezustand herrscht im Zellinneren der Nervenzelle ein Überschuss an Ka- liumionen, außerhalb einer an Natriumionen. Außerdem ist das Zellinnere gegenüber außen negativ geladen (weniger Kaliumionen als Anionen). Dieser Zustand wird durch Ionenpumpen hergestellt. Bei der Reizleitung wird plötzlich ein Einströmen von Nat- riumionen in die Zelle ermöglicht, das elektrische Potential kehrt sich kurzzeitig um. Danach muss wieder der alte Zustand durch die Ionenpumpen hergestellt werden. Da beim Aufbau der Phosphorlipide die essenziellen Fettsäuren eine wichtige Rolle spielen, ist eine ausreichende Versorgung vor allem mit den selteneren ω -3 Fettsäu- ren EPA und DHA von großer Bedeutung, vor allem in der Schwangerschaft für die Gehirnentwicklung des ungeborenen Kindes. Welche Konsequenzen hat dies auf die Ernährung ? Die alte Regel – pflanzliche Fet- te sind gut, tierische schlecht – ist zu relativieren. Natürlich sollte die Fettversorgung reich an essenziellen Fettsäuren sein, die in Pflanzenölen vorkommen. Allerdings enthalten diese Fette zu viel an ω -6 und zu wenig an ω -3 Fettsäuren, die teilweise bei biochemischen Reaktionen miteinander in Konkurrenz stehen. Die einzige Mög- lichkeit einer guten ω -3 Versorgung ist der Verzehr von fettem Fisch, vor allem Kalt- wasserfisch (Hering, Makrele, Lachs). Ernährungsempfehlung: zweimal in der Woche Fisch. Fischfett als tierisches Fett ist wertvoller als die vielbeworbenen Pflanzenöle. Jedenfalls gilt, dass der Fettkonsum – vor allem der von gesättigten Fettsäuren – für unsere heutige, bewegungsarme Zeit im Durchschnitt zu hoch ist. Je geringer der Energieverbrauch, desto geringer sollte die Fettzufuhr sein. Empfohlen wird, nicht mehr als 25 % des Energieverbrauches aus Fett zu decken. Als Regel gilt : Gesättigte Fette einschränken (versteckte Fette), zum Kochen Pflan- zenöle (Rapsöl hat ein relativ günstiges ω -3: ω -6 Verhältnis), als Salatmarinade na- turbelassene Pflanzenöle (kaltgepresst) verwenden und den Fischkonsum erhöhen. Margarine, Fettersatzstoffe Margarine wurde als billiger Ersatz für Butter entwickelt. Man geht dabei von Pflan- zenölen wie Rapsöl, Sojaöl und Palmöl aus. An diese Öle wird katalytisch Wasserstoff addiert. Dadurch werden ungesättigte zu gesättigten Fetten und das Fett wird fest. Um ein streichfähiges Fett zu erhalten, werden nun gehärtete Fette (Hartfettanteil) mit ungehärteten im erwärmten Zustand flüssig gemischt. Dazu kommen ca. 20 % wässrige Phase (Wasser und Milch) und Farbstoffe wie Carotin, ein auch in Pflanzen vorliegender Naturfarbstoff. Durch Rühren wird eine Emulsion der wässrigen Phase im Fett erzeugt. Emulgatoren wie Lecithin, Mono- und Diglyceride halten diese Emul- sion stabil. Die Mischung wird unter Rühren schockartig gekühlt, wobei eine streich- fähige Masse entsteht, die Margarine (Abb. 115.1). Diätmargarinen, wie zB Becel, enthalten einen hohen Anteil an essenziellen Fett- säuren, da der Hartfettanteil weitgehend durchgehärtet ist und ein hoher Anteil von Sonnenblumenöl für unbehandelte essenzielle Fettsäuren sorgt. Das Fett ist dadurch ziemlich weich. Natürlich ist der Anteil an essenziellen Fettsäuren durch den Hartfettanteil niedriger als in Sonnenblumenöl selbst. Billigere Margarinen, die ■ 114.1: Weshalb ist Rapsölmethylester, aber nicht Rapsöl selbst als Dieselkraftstoff geeignet? Weshalb werden Fette vor der gas- chromatografischen Untersuchung mit Me- thanol umgeestert? ■ 114.2: Linolensäure wird bei der Marga- rineherstellung vollständig gehärtet. Wel- che Fettsäure entsteht dabei aus ihr? ■ 114.3: Welche Fettsäuren können ent- stehen, wenn in Linolensäure bei der Fett- härtung nur eine Doppelbindung hydriert wird? Wie viele davon sind essenziell? ÜBUNGeN Abb. 114.1: Aufbau einer biologischen Membran Um größere hydrophile Teilchen durch die Membran zu schleusen, bedarf es der Hil- fe von Carrier-Molekülen. Protein Protein Protein Protein hydrophobe Teilchen hydrophile Teilchen Carrier Lipid-Doppelmembran hydrophil hydrophil hydrophob Carrier ■ 114.1: Schutzbrille verwenden! Untersuchung von Speiseölen Weis den ungesättigten Charakter von Speiseölen durch Schütteln mit Bromwas- ser nach! Entsorgung: Kanister Cl SCHülerVersuCH Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv