5.4.F.Verdauung - Poenitz

5.4. Fragen zur Verdauung
Hungerstoffwechsel (12)
Beim Fasten ist der Stoffwechsel verändert.
a) Zeigen Sie, wie es bei längerem totalen Fasten zu einer Ketoazidose kommen kann. (4)
b) Erläutern Sie mit Hilfe der nachfolgenden Skizze, welche Rolle die Proteine im Energiestoffwechsel beim
Fasten spielen, um die Gefahr eines Komas durch metabolische Acidose zu vermindern. (4)
c) Geben Sie die Strukturformeln der Verbindungen I und II (in der Skizze im Oval) an, und benennen Sie die
Reaktionsschritte bzw. -wege 1, 2 und 3 (jeweils im Rechteck). (4)
Lösung
a)
1. Abbau der Glykogenvorräte zu Glucose Glykolyse Citratzyklus.
2. Abbau von Aminosäuren über Glutamat-Zyklus zu α-Ketosäuren, Fumarat und Acetyl-S-CoA =>
Citratzyklus und Gluconeogenese.
3. Abbau von Fetten über Lipolyse zu Acetyl−S−CoA, gleichzeitig Entnahme von Oxalacetat aus
Citratzyklus für Gluconeogenese
Überangebot an Acetyl−S−CoA
alternativer Abbau von
Acetyl−S−CoA über Ketogenese zu β-Hydroxibuttersäure und Oxalessigsäure, beides starke Säuren. (4)
b) Verstärkte Lipolyse bei gleichzeitiger Gluconeogense
Acetyl−S−CoA-Stau (Schema Nr. 2) =>
Ketonkörperbildung Übersäuerung.
Oxidative Desaminierung oder Transaminierung (Schema Nr. 1) von Asparaginsäure zu Oxalessigsäure
Bereitstellung von Ausgangsstoffen für Gluconeogenese und
Acetyl−S−CoA-Stau vermindert weniger Ketogenese weniger Übersäurerung. (4)
oder Glutaminsäure zu α-Ketoglutarat.
Citratzyklus
c)
I: 2-Aminobutandisäure = Asparaginsäure; II: Acetyl-S−CoA (in Strukturformeln)
Nr. 1: Transaminierung Nr. 3: Citratcyclus; Nr. 2: ß-Oxidation (4)
1
Stoffwechselwege (8)
Geben sind folgende Stoffwechselprodukte:
a) Benennen Sie die Stoffe. (1,5)
b) Beschreiben Sie in Worten jeweils eine Stoffwechselbedingung, welche zur Bildung der Stoffe A, B und C
führt. (4,5)
c) "Leber und Muskel können sich im Stoffwechsel ergänzen.“ Belegen Sie diese Aussage mit einem Beispiel
und beschreiben Sie den entsprechenden Stoffwechselweg anhand von vier Zwischenprodukten. (2)
Lösung
a) A: D-Hydroxipropansäure, B: Propanon, C: L-2-Aminopropansäure (1,5)
b) A: anaerober Abbau von Glucose; bei Fehlen von O2 können reduzierte Cosubstrate nicht vom Sauerstoff
oxidiert werden, und werden durch Reduktion der Brenztraubensäure regeneriert.
B: Erhöhter Abbau von Fettsäuren in der β-Oxidation, bei gleichzeitigem Glucosemangel in der Zelle. Da
Einschleusung in Citratcyclus vermindert, bildet sich über Acetacetat nach CO2-Abspaltung das Aceton.
C: Transaminierung; auf Brenztraubensäure wird von einer nicht benötigten Aminosäure die NH2-Gruppe
übertragen. (4,5)
c) Im Muskel gebildete Milchsäure muss - um weitere Übersäuerung zu verhindern - in der Leber zu Glucose
umgewandelt werden:
Pyruvat Oxalacetat Phosphoenol-pyruvat Fructose-1,6-diphosphat Glucose. (2)
Eiweißmangel (3)
Eiweißmangelsymptome kommen auch im Zusammenhang mit Alkoholismus und Diabetes mellitus vor.
a) Beschreiben Sie, wie es bei Diabetes mellitus zu Eiweißmangel kommen kann.
b) Erklären Sie, warum es bei Alkoholkonsum zu vermehrter Fettsynthese in der Leber kommt und weshalb
eine Fettleber auch bei ausreichender Protz ausgebildet werden kann.
Lösung
a) Aus Proteinen erfolgt Gluconeogenese.
b) Ethanol wird zu Acetyl-S−CoA umgebaut. Abbau über den Citratzyklus wird durch die erhöhte
Konzentration an NADH + H+ gestört, daher erhöhte Fettsynthese. VLDL-Synthese ist gestört, dadurch
Störung des Fett-Abtransports .
Stärkeabbau (8)
a) Stärke ist das wichtigste Nahrungskohlenhydrat und besteht aus zwei unterschiedlichen Polysacchariden.
Beim enzymatischen Abbau können daher zwei verschiedene Disaccharide identifiziert werden. Geben Sie
die Strukturformeln und Namen der beiden Disaccharide an; kennzeichnen und benennen Sie jeweils die Art
der glycosidischen Bindung. (4)
b) Vergleichen Sie die Verdaulichkeit des nachfolgend aufgeführten Disaccharids mit der Verdaulichkeit der
aus Stärke entstandenen Disaccharide. Begründen Sie Ihre Aussage. (2)
c)
Eine verdünnte Amyloselösung wird zuerst mit Iod/Kaliumiodidlösung und danach mit Mundspeichel
versetzt. Notieren und erläutern Sie die jeweiligen Beobachtungen. Formulieren Sie die Reaktionsgleichung
für die Reaktion, die bei der Zugabe von Mundspeichel abläuft. (Molekülausschnitt) (2)
2
Lösung
a) (4)
b) Aufgezeichnetes Disaccharid besitzt β-(1,4)-glycosidische Bindung und ist daher im menschlichen
Organismus unverdaulich, da keine β-(1,4)-Glycosidasen vorhanden sind. (2)
c) Tiefblaue Färbung durch I2-Einschluß in die Spiralen der Amyloseketten. Dann Verschwinden der
Blaufärbung. Die Amylase des Mundspeichels katalysiert die Hydrolyse der Amylose in Dextrine und
schließlich in Maltose. (Reaktionsgleichung) (2)
3