Stoffwechsel

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Der menschliche Körper steht im ständigen Stoffaustausch mit seiner Umwelt: Er nimmt Lebensmittel und Sauerstoff auf und baut die daraus gewonnenen Nährstoffe im Körper nach Bedarf ein oder um. => Aufrechterhaltung der Lebensfunktionen und Energiegewinn. Ausscheidungsprodukte sind unverdauliche Bestandteile, Wasser und Kohlenstoffdioxyd. Diese Vorgänge werden unter dem Begriff Stoffwechsel zusammengefasst.

Abschnitte = Nahrungsaufnahme, Verdauung und Resorption, Zwischenstoffwechsel, Ausscheidung

Stoffwechsel ist eine fortlaufende Abfolge von chemischen Reaktionen.

Enzyme und Hormone

sind wichtig für die Umsetzung und die Steuerung des Stoffwechsels (werden im menschlichen Körper, vor allem in Drüsen, gebildet)

Enzyme

ermöglichen Auf- und Abbau von Stoffen. Körpertemperatur ist dafür ideal (=> Fieber stört das Zusammenspiel von Enzymen und Hormonen)

Hormone

werden aus den Drüsen ins Blut abgegeben und über den Blutkreislauf überall im Körper verteilt. Beeinflussen Wachstum und Psyche des Menschen, regulieren den Stoffwechsel.

=> Reglerfunktion geschieht durch Hemmung oder Förderung von Stoffumsetzungen. Ob eine bestimmte Drüse Hormone abgibt, wird durch einen Reglerkreis gesteuert.

=> in einem Reglerkreis wird geprüft, ob ein bestimmter Sollwert erreicht wird. Wird dieser Wert über- oder unterschritten, so erfolgt eine entsprechende Meldung, die weitere Abläufe in Gang setzt, mit dem Ziel, den Sollwert wieder zu erreiche.

=> Drosselung oder Ankurbelung der Hormonproduktion


Verdauung der Nährstoffe

Aufgabe und Ziel:
durch Aufschluss der zugeführten Lebensmittel dem Körper Nährstoffe in ihren kleinsten Bausteinen zur Verfügung stellen.

1. Mund

  • mechanische Zerkleinerung der Nahrung
  • Geruchs- und Geschmacksstoffe wirken auf Zunge und Nase + ermöglichen den Genuss der Nahrung (appetitliche Nahrung regt die Speichelproduktion an)
  • Speichel enthält Schleimstoff für die gute Gleitfähigkeit der Speisen + Enzym Amylase, welches Stärke abbaut
    • bei längerem Kauen von Brotkruste entstehen aus Stärke und Dextrinen süßlich schmeckende Monosaccharide
    • Speichelamylase wirkt bis in den Magen weiter, bis sie durch die Salzsäure des Magens inaktiviert wird.
    • (Säuglinge besitzen noch das Enzym Lipase, welches Milchfett spalten kann)
  • Schlucken => Speiseröhre =>

2. Magen

  • Magensaft enthält u.a. 0,5 %ige Salzsäure => Ansäurerung des Speisebreis => macht ihn für eiweiß- und fettspaltende Magenenzyme leichter aufschließbar
  • Magenbewegung => Speisen werden weiter zerkleinert und vermischt
  • nach ca. 1 – 9 Std. Abbauzeit (je nach Zusammensetzung und Fettgehalt der Nahrung), wird der Nahrungsbrei schubweise durch den Pförtner in den Zwölffingerdarm transportiert.

3. Zwölffingerdarm

  • alkalisches Milieu (pH – Wert über 7)
  • Gallenflüssigkeit zur Fettemulgierung, die in der Leber aus Cholesterin gebildet wird, und der enzymreiche Bauchspeichel aus der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) fließen hinzu.
    Bauchspeicheldrüse
    => gibt Hormone Insulin und Glucagon in die Blutbahn ab
    => liefert Bauchspeichel in den Zwölffingerdarm => Bicarbonat zum Neutralisieren des sauren Speisebreis aus dem Magen.
     
    Bauchspeicheldrüsensaft
    => Enzym Bauchspeichelamylase => führt Spaltung der Kohlenhydrate fort => es entstehen unterschiedlich große Bruchstücke von Polysaccariden
    => Enzyme Endopeptidasen und Exopeptidasen => Eiweißabbau => zu Peptide und Polypeptide,
    => Enzym Pankreaslipase => spaltet Nahrungsfette (Triglyceride) in Glyzerin und Fettsäuren.
    => Speichel-, Magensaftsekretion und auch die Bauchspeicheldrüse werden durch nervale und hormonelle Reize stimmuliert.
     
    Galle
    => Ausscheidungsprodukt der Leber
    => Entgiftung und Ausscheidung körpereigener Substanzen.
    => da Fette nicht wasserlöslich sind, können sie nicht so einfach abgebaut werden
    => Mithilfe der Gallensäure => Emulgator => Auftrennung der Fette in kleinste Tröpfchen und somit Verteilung in wässrigen Lösungen => fettspaltende Lipasen können angreifen
    => hat die Gallensäure ihre Aufgabe erfüllt, so wird sie im unteren Teil des Zwölffingerdarms rückresorbiert und bis zu acht Mal wiederverwendet.
     
    Leber
    => hält Blutzuckerspiegel im Gleichgewicht: zu hoch => es wird Glucose in Glycogen umgewandelt, zu niedrig => umgekehrt, es wird Glucose abgegeben
    => regelt Fett- und Aminosäuregehalt des Blutes: giftiges Ammoniak, das beim Eiweißstoffwechsel anfällt wird in Harnstoff umgewandelt und über die Nieren ausgeschieden.
    => wirkt bei der Enzymbildung mit (Gallensaft)
    => entgiftet den Körper (Arzneimittel, Alkohol)
  • Mischung und Weitertransport des Nahrungsbreis
  • Dünndarmschleimhaut bildet ein Verdauungssekret (Schleimstoff Mucin => schützt die Schleimhaut vor Magensäure und anderen schädlichen Stoffen, + kohlenhydrat-, eiweiß- und fettspaltende Enzyme)
  • => Peptide => Aminosäuren, Disaccharide => Monosaccharide
  • Resorption der Nahrungsbestandteile (aktiver Transport: Resorption gegen ein steigendes Konzentrationsgefälle benötigt Energie z.B. Natrium-Kalium-Pumpe, passiver Transport: Resorption gegen ein fallendes Konzentrationsgefälle) durch die Membran der Blutkapillare (Dünndarmwand) => weiterer Transport zu den Zellen => Zwischenstoffwechsel: Zellen bauen aus Nährstoffbausteinen körpereigenen Stoffe oder gewinnen aus ihnen Energie
  • unverdauliche Bestandteile werden weiter in den Dickdarm befördert
  • (mit der Resorption ist der Verdauungsvorgang abgeschlossen)

4. Dickdarm

  • Wasserentzug => einige Vitamine und Mineralstoffe werden resorbiert
  • Darmflora (Gärungs- und Fäulnisbakterien) zerlegen ballaststoffreiche Teile des Darminhaltes und nutzen sie für ihren eigenen Stoffwechsel => es entstehen Wasser, Kohlenstoffdioxyd, kurzkettige Fettsäuren, Ammoniak- und Methangase.
  • eingedickter Darminhalt wird durch den After ausgeschieden

Übersicht Stoffwechsel

Vorgänge Erklärung
Verdauung Zerkleinerung der Nahrung
Abbau der Nährstoffe
Resorption Übergang der abgebauten und gelösten Nährstoffe (Aminosäuren, Glycerin, Fettsäuren, Vitamine, Monosaccaride etc.) durch die Dünndarmwand ins Blut und in die Lymphbahnen
Zwischenstoffwechsel
  • Baustoffwechsel: Abbau von körpereigenem Eiweiß und Zellen
  • Energiestoffwechsel: Energiegewinnung durch Fettsäuren, Glycerin und Monosaccaride
  • Speicherung: Glucose wird zu Glycogen in der Leber und der Muskulatur umgebaut, Bildung von Depotfett
Ausscheidung nicht verwertbare Nahrungsbestandteile werden ausgeschieden => Urin, Schweiß, Kot, Atmung
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