Allgemeine Einführung in die Biologie

Bibiana Kern
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Vortragender: Dr. Bernhart Ruso
www.bernhart.ruso.at
Bewegungsapparat: Knochen
Muskeln
Sehnen
Gelenke
Bänder
Knochen: Stütze für den Körper und Ansatzpunkt für Kraftumsetzung -> Hebelwirkung jedes
Gelenk -> zwei Muskeln
Muskeln: chem. Energie (ATP) wird in eine Bewegung (immer Verkürzung) umgesetzt;
Muskeln können sich nicht strecken – sie können sich nur verkürzen!
Sehnen: die Ansatzpunkte zwischen Muskeln und Knochen
Bänder: stützen die Gelenke
Bewegung und Manipulation der Umwelt ist vom Nervensystem gesteuert
Knochen: Röhrenknochen (Oberschenkelknochen), Plattenknochen (Schädel, Schulterblatt),
Würfelknochen ( Wirbel, Handwurzelknochen)
Röhrenknochen: haben eine Markhöhle in er das Knochenmark ist-> das Knochenmark ist
die Bildungsstätte für das Blut; enthält lebendige Zellen
Knochen sind miteinander verbunden:
beweglich: Gelenke-> sind mit einer Knorpelschicht überzogen;
das Gelenk ist von einer Gelenkskapsel umschlossen;
in der Gelenkskapsel wird Gelenksflüssigkeit produziert;
Bänder stützen das Gelenk
feste: Bänder oder Knorpelverbindung; fest aber elastisch;
Knochenhaft= verknöchert (z.B. Schädelknochen zwischen
den einzelnen Platten)
Muskel
Kapsel
Kugel
Sehne
Bänder
Gelenke: Scharnier -> EINACHS Bewegung Elle <-> Oberarm; Fingergelenk (in einer Ebene
bewegen)
EINACHSIGes DREHgelenk-> Elle <-> Speiche; 1. und 2. Halswirbel (Kopfdrehung)
Sattelgelenk-> ZWEIACHSIG -> Daumen, Handgelenk
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Muskeln: 1) Skelettmuskulatur -> quergestreift; kann man bewusst bewegen
2) Eingeweidemuskulatur -> glatt; ausser das Herz -> quergestreift;
wird unbewusst bewegt
Aufbau des Muskels: Streifen sagen wie die Muskelfasern angeordnet sind; Muskel->
-> Muskelfaserbündel-> Muskelfasern -> Myofibrillen-> Sarkomeren->
->bestehen aus drei faserartigen Proteinen: Aktin + Myosin + Titin
Sakromere
AKTIN
TITIN
OOOOOOOOCC
MYOSIN
TITIN
OOOOOOOOCC
AKTIN
Z-Scheibe
Z-Scheibe
Sarkomeren sind hintereinander geschaltet. Die Aktion passiert zwischen 2 Scheiben. Wenn ein
Muskel aktiviert wird, wird ATP (energiereich) verbraucht zu ADP umgewandelt; Myosin schiebt sich
in das Aktin zahnartig zusammen und der Muskel verkürzt.-> entgegengeschalteter Muskel
(Gegenspieler) entspannt sich gleichzeitig.
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Energiestoffwechsel
Kohlehydratstoffwechsel: Stärke (Vielfachzucker) besteht aus vielen Glucoseteilen.
(Ballaststoffe sind unverdaulich); Kohlehydrat = ringförmige
Kohlenstoffverbindung
Stärke
Verdauung
Glucose
wird ins Blut aufgenommen
Pfortader
Leber
Glykogen (Leber iwird auch der Blutzuckerspiegel reguliert)
kommt auch in den Muskelspeicher -> Bewegung
Die Bauchspeicheldrüse produziert Glucagon = Gegenstück zu Insulin
Die Bauchspeicheldrüse steuert den Blutzuckerspiegel; wenn der Blutzuckerspiegel zu niedrig ,
dann produziert sie Glucagon und die Leber wandelt Glykogen in Glucose um.
Wenn der Blutzuckerspiegel zu hoch ist, dann produziert die Bauchspeicheldrüse Insulin.
Die Leber wandelt Glucose in Glycogen um.
Stärke
Glucose -> mittelfristigen Speicher
Zitrat ->
Zitronensäurezyklus
Glykogen ->Zwischenspeicher; = ein Kohlehydrat für die Muskeln
= reguliert Blutzuckerspiegel
-> längerfristigen Speicher; z.B.Winterspeck = Fett
(Triglyceride)
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Zitronenzyklus (Zitrat = Salz der Zitronensäure
Kohlehydrat
Proteine
Z- Zyklus
Fett
Atmungskette ist Teil der Zellatmung; Glucose
verwandelt ADP -> in ATP (Energie)
ATP
-Proteine aus Aminosäuren-> der Stickstoff muss aus Aminosäuren getrennt werden bevor sie in
Zitratzyklus eingeschleust werden; Stoffwechselendprodukt ist Harnstoff;
Fettstoffwechsel: wichtigsten Fette: Triglyceride-> Glycerin (3 Fettsäuren hängen am Glycerin)
Cholesterin -> Lipide- Fettbegleiter bei tierischen Fetten
Fettsäuren -> die nicht am Glycerin hängen
Fette werden bei der Verdauung mit Lipase, Gallensaft (emulgiert durch die Galle) zerlegt.
-Triglyceride-> in Glycerin + 2 Fettsäuren -> wird von den Darmzotten aufgenommen – fettlösliche
Vitamine werden mitaufgenommen. Nach der Darmpassage wird wieder zu
Triglyceriden und Cholesterin zusammengebaut- es werden Lipoproteine (extrem
wasserlöslich) angehängt -> so können sie im Blut transportiert werden.
- Triglyceride sind Energiebereitsteller für die Muskulatur bzw die Organe, die Energie
brauchen.
- ein kleiner Teil geht in Fettdepot; ein weiterer kleiner Teil geht in die Leber, wo sie
zu anderen Fetten umgebaut werden.
-Cholesterin-> kommt nur bei Tieren nicht bei Pflanzen vor; ist ein Bestandteil der Zellmembran
und gibt dieser Stabilität; ist eine Vorstufe für Gallensäure und Hormone.
- HDL (Lipoproteine); gutes Cholesterin; transportiert vom Gewebe zur Leber;
- LDL; schlechtes Cholesterin; transportiert von Leber zum Gewebe
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Energie in Bewegung umsetzen
ATP
Glucose
Bewegung
Muskel
Fett
Glycogen
Ausdauerbewegung- Hochleistung
Energieträger
Fettsäuren werden verbrannt -> wird ATP
ATP
Zeit
Aerober Bereich
Generierung von ATP: beim Verbrauch von Sauerstoff wird Sauerstoff in CO2 umgewandelt
Voraussetzung-> nicht anstrengend und genügend Sauerstoff in der Zelle
genügend Sauerstoff in der Zelle ist dann-> Sauerstoffgehalt der Luft (Höhenlage); Atmung;
im Blut durch Hämoglobin (je mehr umso mehr Sauerstoffgehalt);
gestärkter Kreislauf; mehr Mitchondrien (ATP) umso mehr ATP in der
Zelle
Energieträger
anaerober Energiegewinnung
durch Kohlehydrate(Glucose)
umgewandelt in -> Glycogen
aerobe Energiegewinnung durch Fette
(Triglyceride) + Kohlehydrate
anaerobe Schwelle
Glucose
ATP
Zeit
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nach 20 sec ist der Energiespeicher leer; dann 60 sec im anaeroben Bereich; danach im aeroben
Bereich
bei hoher Belastung mehr Energie, die der Körper durch das Verbrennen von Fettsäuren braucht.
Nach kurzer Zeit sinkt ATP;
bei hoher Belastung ist zu wenig Sauerstoff in der Zelle daher ->anaerob-> es entsteht Lactat
(Stoffwechselzwischenprodukt)-> Muskeln werden sauer (und nicht mehr leistungsfähig. Gut
trainierte Sportler haben eine höhere Laktatresistenz d.h. sie halten eine höhere
Laktatkonzentration im Blut aus).
-Aerober Abbau von Glycogen, Fettsäure und ev. Glucosereste: Lactatkonzentration ist zu hoch
oder Glucosespeicher leer
-Anaerober Abbau von Glucose
- Anaerobe Schwelle: über dieser Schwelle ausschliesslich aerob möglich
- Übergangszone: sowohl aerober Abbau (Fettsäuren) als auch aerober Abbau (Glucose)
- Aerobe Schwelle: unter dieser Grenze ausschliesslich aerober Abbau
-Aerober Abbau von Fettsäuren