Stoffwechsel - Versionsgeschichte

Klaus am 19. Dezember 2017 um 19:56 Uhr

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	Alle chemischen Umsetzungen gehen mit Wärmeproduktion einher, sodass nur ein Teil der gewonnen Energie als chemische Energie zur Verfügung steht.<ref name="B330"></ref>		Alle chemischen Umsetzungen gehen mit Wärmeproduktion einher, sodass nur ein Teil der gewonnen Energie als chemische Energie zur Verfügung steht.<ref name="B330"></ref>

			Jeder Vorgang im Stoffwechsel setzt Wärme frei, so dass maximal nur rund 35% der mit der Nahrung zugeführten Energie den Lebensvorgängen zugute kommen (Nettowirkungsgrad).<ref>Hermann Bünte, Klaus Bünte: Das Spektrum der Medizin. Illustriertes Handbuch von den Grundlagen bis zur Klinik. Stuttgart 2004, 364.</ref>

Klaus am 17. Dezember 2017 um 16:04 Uhr

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	Stoffwechsel bedeutet Kommen und Gehen. So werden praktisch alle Atome (Elemente) im Laufe des Lebens einmal oder immer wieder abgebaut, ausgeschieden und müssen durch die [[Nahrung]] ersetzt werden. Zellen gehen zugrunde und regenerieren, so auch die Gewebe. Die Strukturen bleiben bei diesem Stoffaustausch unversehrt. Ein Steinchen wird entfernt und sogleich ersetzt."<ref name="B328"></ref>		Stoffwechsel bedeutet Kommen und Gehen. So werden praktisch alle Atome (Elemente) im Laufe des Lebens einmal oder immer wieder abgebaut, ausgeschieden und müssen durch die [[Nahrung]] ersetzt werden. Zellen gehen zugrunde und regenerieren, so auch die Gewebe. Die Strukturen bleiben bei diesem Stoffaustausch unversehrt. Ein Steinchen wird entfernt und sogleich ersetzt."<ref name="B328"></ref>

	Hermann und Klaus Bünte nennen 4 Kompartimente des Energieumsatzes:<ref name="B330">Hermann Bünte, Klaus Bünte: Das Spektrum der Medizin. Illustriertes Handbuch von den Grundlagen bis zur Klinik. Stuttgart 2004, 330.</ref>		Hermann und Klaus Bünte nennen 4 Kompartimente des Energieumsatzes. Dabei orientieren sie sich an den 3 Stufen der Oxidation der Nahrungsstoffe zur Energiegewinnung nach H. Krebs:<ref name="B330">Hermann Bünte, Klaus Bünte: Das Spektrum der Medizin. Illustriertes Handbuch von den Grundlagen bis zur Klinik. Stuttgart 2004, 330.</ref>
			* '''1. Kompartiment''' <br> Im 1. Kompartiment werden [[Kohlenhydrate]], [[Fette]] und [[Proteine]] in kleinere Moleküle abgebaut, [[Polysaccaride]] zu [[Zucker]], Fette zu [[Glyzerin]] und [[Fettsäuren]], [[Proteine]] zu [[Aminosäuren]]. Aus diesen Vorgängen resultiert keine Energie.
			* '''2. Kompartiment''' <br> Im 2. Kompartiment werden die Makromoleküle in einfache Bestandteile zerlegt, im wesentlichen zu [[Acetylgruppen]] abgebaut und mit dem [[Coenzym-A]] gekoppelt. Hieraus resultiert eine relativ kleine Menge von Energie.
			* '''3. Kompartiment''' <br> Im 3. Kompartiment, im [[Citratzyklus]] und der oxitativen [https://de.wikipedia.org/wiki/Phosphorylierung Phosphorylierung], erfolgt der Endabbau, wobei die [[Acetyl]]einheiten schließlich zu CO<sub>2</sub> oxidiert werden. Aus dem [[Citratzyklus]] werden Elektronen gewonnen und auf Carrier (Träger) übertragen. Wichtige Carrier sind [[NAD]] (Nicotinamid-Adenin-Dinucleotid) und [[FAD]] (Flavin-Adenin-Dinucleotid). Aus der Übertragung der Elektronen auf [[Sauerstoff]] (O<sub>2</sub>) in der Atmungskette resultiert dann letztlich der eigentliche Energiegewinn. Die freiwerdende Energie wird zur [[Synthese]] der energiereichen Verbindung [[ATP]] verwendet. Mit diesem Molekül wird die Energie transportiert.
			* '''4. Kompartiment''' <br> Im 4. Kompartiment wird Energie für die Lebensvorgänge, insbesondere Biosynthesen, Membrantransporte, Muskelarbeit in Gestalt des [[ATP]] verbraucht, wobei die energieärmeren Verbindungen [[ADP]] und [[AMP]] entstehen. ATP wird in Minutenschnelle nach seiner Synthese verbraucht und dementsprechend neu gebildet. Es ist eine Energieübertragung, keine Energiespeicherung. Aktuell besitzt der menschliche [[Organismus]] ca. 35 g [[ATP]]. Damit werden täglich [[ATP]]-Moleküle rund 2500 mal auf- und wieder abgebaut.

			Alle chemischen Umsetzungen gehen mit Wärmeproduktion einher, sodass nur ein Teil der gewonnen Energie als chemische Energie zur Verfügung steht.<ref name="B330"></ref>

Klaus am 17. Dezember 2017 um 15:14 Uhr

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	Stoffwechselvorgänge werden vor allem in der [https://de.wikipedia.org/wiki/Biochemie Biochemie] erforscht. In der [https://de.wikipedia.org/wiki/Medizin Medizin] und [https://de.wikipedia.org/wiki/Physiologie Physiologie] sind sie von großer Bedeutung. Sie können aber auch [https://de.wikipedia.org/wiki/Physik physikalisch] gedeutet werden, als Austausch von [https://de.wikipedia.org/wiki/Freie_Energie freier Energie] gegen Ordnung: Lebewesen erhöhen in sich die Ordnung und verbrauchen dabei Energie. Im Organismus nimmt die [https://de.wikipedia.org/wiki/Entropie_(Thermodynamik) Entropie] (Unordnung) ab, in der Umgebung nimmt sie zu.		Stoffwechselvorgänge werden vor allem in der [https://de.wikipedia.org/wiki/Biochemie Biochemie] erforscht. In der [https://de.wikipedia.org/wiki/Medizin Medizin] und [https://de.wikipedia.org/wiki/Physiologie Physiologie] sind sie von großer Bedeutung. Sie können aber auch [https://de.wikipedia.org/wiki/Physik physikalisch] gedeutet werden, als Austausch von [https://de.wikipedia.org/wiki/Freie_Energie freier Energie] gegen Ordnung: Lebewesen erhöhen in sich die Ordnung und verbrauchen dabei Energie. Im Organismus nimmt die [https://de.wikipedia.org/wiki/Entropie_(Thermodynamik) Entropie] (Unordnung) ab, in der Umgebung nimmt sie zu.


			Hermann und Klaus Bünte nennen 8 Etagen des Stoffwechsels, in denen ein Kommen und Gehen in Synthese und Abbau erfolgt:<ref name="B328">Hermann Bünte, Klaus Bünte: Das Spektrum der Medizin. Illustriertes Handbuch von den Grundlagen bis zur Klinik. Stuttgart 2004, 328.</ref>
			# '''Atome''' <br> Atome sind die Grundbausteine der Materie.
			# '''Ionen''' <br> Atome können Elektronen abgeben oder aufnehmen, wodurch sie zu positiven oder negativen Ionen werden.
			# '''Chemische Verbindungen''' <br> Durch [https://de.wikipedia.org/wiki/Chemische_Bindung chemische Bindung] von Atomen und Ionen entstehen [[chemische Verbindungen]], die als Bausteine des Lebens dienen, insbesondere der 5 [[Nukleotide]] als Bausteine der [[Nukleinsäure]]n.
			# '''Zellvereinigungen''' <br> Aus diesen Bausteinen des Lebens setzen sich die Zellen zusammen.
			# '''Gewebe''' <br> Mehrere Zellen bilden ein Gewebe.
			# '''Differenziertes Gewebe''' <br> Es gibt unterschiedliches Gewebe, was unterschiedlichen Stoffwechsel hat.
			# '''Organe''' <br> Das differenzierte Gewebe bildet die Organe und Systeme, z.B. das [[Blut-Kreislauf-System]].
			# '''Gesamtheit der Organstrukturen und Funktionen''' <br> In der Gesamtheit von allem ist es der Mensch.

			"Stoffwechsel lebender Organismen spielt sich auf verschiedenen, hierarchisch geordneten Ebenen ab. Jede höhere Etage bedeutet emergente (vorteilhaft gegenüber den darunterliegenden) Eigenschaften.<br>
			Basis sind die Atome. Sie betreten den Körper und verlassen ihn,z.B. der Sauerstoff. Zusammen mit Elektronen entstehen Ionen, Bestandteile von chemischen Verbingungen. Zahlreiche unterschiedliche Atome sind in den Zellen, den kleinsten Einheiten des Lebens enthalten. Diese bilden Gewebe, welche sich differenzieren.<br>
			Organe setzen sich aus vielerlei Gewebe zusammen, den Funktionsgeweben und Hilfgeweben, z.B. den [[Blutgefäßen]].<br>
			Stoffwechsel bedeutet Kommen und Gehen. So werden praktisch alle Atome (Elemente) im Laufe des Lebens einmal oder immer wieder abgebaut, ausgeschieden und müssen durch die [[Nahrung]] ersetzt werden. Zellen gehen zugrunde und regenerieren, so auch die Gewebe. Die Strukturen bleiben bei diesem Stoffaustausch unversehrt. Ein Steinchen wird entfernt und sogleich ersetzt."<ref name="B328"></ref>

			Hermann und Klaus Bünte nennen 4 Kompartimente des Energieumsatzes:<ref name="B330">Hermann Bünte, Klaus Bünte: Das Spektrum der Medizin. Illustriertes Handbuch von den Grundlagen bis zur Klinik. Stuttgart 2004, 330.</ref>

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Als [https://de.wikipedia.org/wiki/Stoffwechsel Stoffwechsel] (Metabolismus) bezeichnet man die Gesamtheit der chemischen Prozesse in Lebewesen. Dabei wandelt der Organismus [https://de.wikipedia.org/wiki/Chemischer_Stoff chemische Stoffe] in Zwischenprodukte ([[Metaboliten]]) und [[Endprodukte]] um. Diese biochemischen Vorgänge dienen dem Aufbau und der Erhaltung der Körpersubstanz ([https://de.wikipedia.org/wiki/Baustoffwechsel Baustoffwechsel]) sowie der Energiegewinnung für energieverbrauchende Aktivitäten ([[Energiestoffwechsel]]) und damit der Aufrechterhaltung der Körperfunktionen.

Wesentlich für den Stoffwechsel sind [[Enzyme]], die chemische Reaktionen beschleunigen und lenken (katalysieren).

Werden von außen aufgenommene, fremde Stoffe umgesetzt, spricht man auch von [https://de.wikipedia.org/wiki/Fremdstoffmetabolismus Fremdstoffmetabolismus]. Der Umbau organismenfremder Stoffe in organismeneigene Stoffe wird [https://de.wikipedia.org/wiki/Assimilation_(Biologie) Assimilation] genannt. Das Gegenteil ist die [https://de.wikipedia.org/wiki/Dissimilation_(Biologie) Dissimilation] (Abbau organismuseigener Stoffe). Zum Stoffwechsel gehört auch die Umwandlung schädlicher Stoffe in ausscheidbare Stoffe ([https://de.wikipedia.org/wiki/Biotransformation Biotransformation]).

Stoffwechselvorgänge werden vor allem in der [https://de.wikipedia.org/wiki/Biochemie Biochemie] erforscht. In der [https://de.wikipedia.org/wiki/Medizin Medizin] und [https://de.wikipedia.org/wiki/Physiologie Physiologie] sind sie von großer Bedeutung. Sie können aber auch [https://de.wikipedia.org/wiki/Physik physikalisch] gedeutet werden, als Austausch von [https://de.wikipedia.org/wiki/Freie_Energie freier Energie] gegen Ordnung: Lebewesen erhöhen in sich die Ordnung und verbrauchen dabei Energie. Im Organismus nimmt die [https://de.wikipedia.org/wiki/Entropie_(Thermodynamik) Entropie] (Unordnung) ab, in der Umgebung nimmt sie zu.

== Anhang ==
=== Anmerkungen ===
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=== Einzelnachweise ===
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