Nukleotide - medvetico
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Nukleotide Funktion und Einsatz Was sind Nukleotide? Grundbausteine (Komponenten) von DNA und RNA Die Riesenmoleküle DNA und RNA sind aus 5 verschiedenen Nukleotiden zusammengesetzt, die in beliebiger Reihenfolge verknüpft werden können. 3 miteinander verbundene Nukleotide bilden die kleinste Informationseinheit, die in der DNA und RNA zur Kodierung der genetischen Information zur Verfügung steht. (DNA ist der Träger der genetischen Information und RNA vermittelt die genetische Information in die Proteine) die DNA ist die Substanz, aus welcher die Gene bestehen. 18.03.2013 © medvetico 2 18.03.2013 © medvetico 3 18.03.2013 © medvetico 4 Welche Funktion haben Nukleotide? • Ein lebender Organismus muss ständig neue Zellen bilden, in der Menge, wie Zellen sterben. Zellteilung ist zentrale Lebensvoraussetzung für alle Organismen (Pferd mehrere Millionen/sec) • Bevor sich eine Zelle teilt, muss sie ihre Masse verdoppeln und all ihre Inhalte duplizieren. Nur so enthalten die zwei Tochterzellen alle Komponenten, welche für ihr eigenes Leben gebraucht werden. Es ist wichtig, dass alle Zellinformationen genau kopiert und auf die nachkommenden Zellen übertragen werden. 18.03.2013 © medvetico 5 Welche Funktion haben Nukleotide? • • • die gesamte Zellinformation ist auf der DNA im Zellkern gespeichert (sowohl von der Zelle, als auch vom ganzen Körper) Die Multiplikation einer Zelle beginnt mit der Verdoppelung ihrer Erbinformation, d.h. die DNA im Zellkern wird zuerst verdoppelt. Erst danach werden 2 Zellkerne gebildet und anschließend beginnt die Zelle sich in 2 Zellen zu teilen. Die Formation der Nukleotide benötigt 10-14 biochemische Schritte, welche Zeit und Energie verbrauchen. eine typische DNA eines Pferdes enthält ca. 3 x 109 Nukleotide und ist bis zu ca. 1 m lang. 18.03.2013 © medvetico 6 Wie werden Nukleotide gewonnen ? • • • • • früh in der Menschheitsgeschichte wurden echte gesundheitsfördernde Eigenschaften mit der Verwendung von Bierhefen in Zusammenhang gebracht. UGF (nicht-identifizierbare Wachstumsfaktoren) Moderne Wissenschaft entschlüsselt die Zusammenhänge Inhaltsstoffe wie B-Vitamine, ß-Glukane und Nukleotide (identisch mit körpereigenen Nukleotiden) Extraktion aus Hefezellkernen 18.03.2013 © medvetico 7 Wie versorgt sich der Körper mit Nukleotiden? • die meisten Körperzellen sind in der Lage, durch Eigensynthese so viele Nukleotide herzustellen, dass eine ausreichende Versorgung gewährleistet ist. • für einen gesunden Organismus ist dieser Versorgungsweg ausreichend für die Aufrechterhaltung der normalen Stoffwechselvorgänge und Stressbewältigung 18.03.2013 © medvetico 8 Wie versorgt sich der Körper mit Nukleotiden? Die Natur hat 3 Mechanismen installiert: • 1.) Nukleotidversorgung durch Eigensynthese - ist zeitintensiv und benötigt viel Energie - dieser Prozess kann nicht beschleunigt werden, wenn z.B. Mehrbedarf nötig ist 18.03.2013 © medvetico 9 Wie versorgt sich der Körper mit Nukleotiden ? • 2.) Salvage (Rückgewinnung) ein Großteil des Nukleotidbedarfs wird durch „Recycling“ gedeckt, d.h. unter normalen Umständen können bis zu 90 % der Nukleotide aus abgestorbenen Zellen zurückgewonnen werden. Dieser Mechanismus ist limitiert, da er abhängig von abgestorbenen Zellen ist 18.03.2013 © medvetico 10 Wie versorgt sich der Körper mit Nukleotiden ? • 3.) Aufnahme aus der Nahrung ist die einzige Möglichkeit, einen kurzzeitigen Mehrbedarf abzudecken! der Gehalt an Nukleotiden in Lebens- und Futtermitteln ist sehr gering und hat eine Bioverfügbarkeit von ca. 5 % (Ausnahme: Bierhefe, Eigelb, Kolostrum) Aufnahme nur im Dünndarm 18.03.2013 © medvetico 11 Wissenswertes zu Nukleotiden Es gibt Zellen, die gar keine Fähigkeit zur Eigensynthese haben: → Knochenmarkzellen → Zellen der Darmschleimhaut → Leukozyten/Lymphozyten (weiße Blutkörperchen) → Erythrozyten (rote Blutkörperchen) → Einige Gehirnzellen „sind auf die Zufuhr angewiesen“ 18.03.2013 © medvetico 12 Wissenswertes zu Nukleotiden Nukleotide sind niedermolekulare Substanzen und spielen bei vielen biochemischen Prozessen eine zentrale Rolle: → Grundbausteine für die Synthese der DNA und RNA → ATP-Stoffwechsel (wichtigstes Molekül beim Energietransfer) → Adeninderivate (z.B. Coenzym Q10) Schlüsselrolle bei Fett-, Zucker- und Proteinsynthese → Signaltransfer in den Zellen wird durch Nukleotidderivate ausgelöst 18.03.2013 © medvetico 13 Warum Nukleotid-Supplemente ? Eine besonders große Rolle spielen Nukleotide in Organen, in denen eine schnelle Zellmultiplikation stattfinden muss: → Zellen des Verdauungstraktes → Zellen der Darmflora → Immunkompetente Zellen → Leberzellen → Muskelzellen bei sportlichen Höchstleistungen 18.03.2013 © medvetico 14 Nukleotide für den Verdauungstrakt → beschleunigen das Wachstum und die Erneuerung der Darmschleimhäute (Schutzfunktion und Nährstoffaufnahme) → beschleunigen das Wachstum der Darmzotten Das führt zu : → Besserer Nährstoffaufnahme, insbesondere Spurenelemente, Mineralstoffe, Vitamine → weniger Verletzungen der Darmschleimhäute durch Entzündungen, Darmtoxine und „Abrieb“ → mehr Ansiedelung von Bifidobakterien (Vergrößerung der Darmoberfläche) → Kürzere Erholungszeiten z.B. nach Durchfällen → kräftigere Darmmuskeln (Peristaltik) → Reduktion stressinduzierter Magenprobleme (z.B. Magengeschwüre) 18.03.2013 © medvetico 15 18.03.2013 © medvetico 16 mit Nukelotiden 18.03.2013 ohne Nukelotide © medvetico 17 Nukleotide für die Darmflora Nukleotide und Bausteine der Nukleotide sind zwingend notwendig für das Wachstum der Bifidobakterien (zuckerverbrauchende Bakterien) → Untersuchungen zeigten ca. 40 % mehr Bifidobakterien 18.03.2013 © medvetico 18 Nukleotide für das Immunsystem Ein starkes Immunsystem ist „extrem“ wichtig für die Leistungsfähigkeit des Pferdes: schon eine „kleine Infektion“ verhindert, dass ein Pferd seine max. Leistungsfähigkeit erreicht (z.B. bei einer Grippe-Infektion verbraucht das Immunsystem bis zu 80 % der Nahrungsenergie) 18.03.2013 © medvetico 19 Einfluss-Faktoren auf das Immunsystem Immunstimulantien Ernährung Viren Bakterien Immun system Stress Toxine Umwelt Schwermetalle 18.03.2013 © medvetico 20 Nukleotide für das Immunsystem • Nukleotide beschleunigen die Antikörperbildung • Nukleotide beschleunigen die gesamte Immunantwort (schnelle Vermehrung aller Immunzellen) Natürliche Killerzellen, Makrophagen, usw. • Geringere Allergieneigung • schnelles Überwinden von Mangel- oder Unterernährungszuständen • Verbessern die Resistenz des Körpers gegen bakterielle- und virale Infekte 18.03.2013 © medvetico 21 Immunsystem und Stress • Stress hemmt die Bildung von Immunzellen • geringer Stress reicht schon aus, um dem Gehirn zu signalisieren, Cortisol (Stresshormon) zu produzieren • Cortisol verhindert (unterdrückt) die Zellvermehrung des Immunsystems, da alle Energie in der Muskulatur ist (Flucht!!!) • Hohe Cortisolspiegel (Blut) schädigen das Immunsystem → Krankheitsanfälligkeit → Müdigkeit → schlecht anpassungsfähig 18.03.2013 © medvetico 22 Stressoren Zentrales Nervensystem Nebennierenrinde Cortisol Unterdrückung des Immunsystems 18.03.2013 © medvetico 23 Cortisol-Konzentration im Blut (in Ruhe) 115 110 105 % 100 95 Nukleotide 90 Kontrolle 85 80 75 70 1 2 3 4 5 Belastungstest 1 - 5 Akklimat. Training 18.03.2013 leichtes Training aerobes Intervalltr. anaerobes Training abtrainiert © medvetico L. MC Naughton et al., 2006 24 Cortisol-Konzentration im Blut (nach Belastung) 115 110 105 % 100 95 Nukleotide 90 Kontrolle 85 80 75 70 1 2 3 4 5 Belastungstest 1 - 5 Akklimat. Training 18.03.2013 leichtes Training aerobes Intervalltr. anaerobes Training © medvetico abtrainiert L. MC Naughton et al., 2006 25 Allgemeiner Signalweg der Immunantwort fremder Eindringling (z.B. Virus, Bakterium) T-Lymphozyten Makrophagen B-Lymphozyten ERKENNUNG Nukleotide HUMORALE ANTWORT Brandon Plus B-Lymphozyten Plasma-Zellen VERMEHRUNG Zellteilung T-Lymphozyten Aktivierte Makrophagen Direkte intra-zelluläre Tötung CMI RESPONSE (zellvermittelte Immunantwort) spezifische Antikörper zerstörter Eindringling T- und B-Erinnerungszellen 18.03.2013 © medvetico VERNICHTUNG ERINNERUNG 26 Nukleotide für die Leber → Nukleotide haben protektive (schützende) Effekte → entgiftende Effekte → schnellere Erholungsphasen nach Leberproblemen → günstige Effekte auf Lipoproteinstoffwechsel 18.03.2013 © medvetico 27 SGOT-Konzentration im Blut (in Ruhe) 400 350 300 250 % Nukleotide Kontrolle 200 150 100 50 1 2 3 4 5 Belastungstest 1 - 5 Akklimat. Training 18.03.2013 leichtes Training aerobes Intervalltr. anaerobes Training abtrainiert © medvetico T. Art et al., 1999 28 Nukleotide für die Muskulatur Effekte auf gute Muskelfunktionen durch: → schnellere Zellteilung → bessere Sauerstoffversorgung, weniger Laktat → weniger Muskelabbau als Folge von Stressfaktoren → weniger Läsionen als Folge hoher Belastung 18.03.2013 © medvetico 29 O2-Verbrauch bei 9 m/sek. 150 140 % 130 Nukleotide 120 Kontrolle 110 100 90 1 2 3 4 5 Belastungstest 1 - 5 Akklimat. Training 18.03.2013 leichtes Training aerobes Intervalltr. anaerobes Training abtrainiert © medvetico T. Art et al., 1999 30 O2 -Verbrauch bei 11 m/sek. 150 140 % 130 Nukleotide 120 Kontrolle 110 100 90 1 2 3 4 5 Belastungstest 1 - 5 Akklimat. Training 18.03.2013 leichtes Training aerobes Intervalltr. anaerobes Training abtrainiert © medvetico T. Art et al., 1999 31 CO2-Produktion bei 11 m/sek. 140 130 % 120 Nukleotide 110 Kontrolle 100 90 80 1 2 3 4 5 Belastungstest 1 - 5 Akklimat. Training 18.03.2013 leichtes Training aerobes Intervalltr. anaerobes Training abtrainiert © medvetico T. Art et al., 1999 32 O2-Volumen pro Herzschlag bei 9 m/sek. 150 140 % 130 Nukleotide 120 Kontrolle 110 100 90 1 2 3 4 5 Belastungstest 1 - 5 Akklimat. Training 18.03.2013 leichtes Training aerobes Intervalltr. anaerobes Training © medvetico abtrainiert T. Art et al., 1999 33 O2-Volumen pro Herzschlag bei 11 m/sek. 140 135 130 % 125 120 Nukleotide 115 Kontrolle 110 105 100 95 1 2 3 4 5 Belastungstest 1 - 5 Akklimat. Training 18.03.2013 leichtes Training aerobes Intervalltr. anaerobes Training abtrainiert © medvetico T. Art et al., 1999 34 Herzfrequenz bei 9 m/sek. 105 104 103 102 % 101 100 Nukleotide Kontrolle 99 98 97 96 95 94 1 2 3 4 5 Belastungstest 1 - 5 Akklimat. Training 18.03.2013 leichtes Training aerobes Intervalltr. anaerobes Training abtrainiert © medvetico T. Art et al., 1999 35 Proteinanteil im Blut (nach Belastung) 112 110 108 106 % 104 102 Nukleotide 100 Kontrolle 98 96 94 92 90 1 2 3 4 5 Belastungstest 1 - 5 Akklimat. Training 18.03.2013 leichtes Training aerobes Intervalltr. anaerobes Training © medvetico abtrainiert T. Art et al., 1999 36 Laktat-Konzentration im Blut (nach Belastung) 110 105 % 100 Nukleotide 95 Kontrolle 90 85 80 1 2 3 4 5 Belastungstest 1 - 5 Akklimat. Training 18.03.2013 leichtes Training aerobes Intervalltr. anaerobes Training abtrainiert © medvetico T. Art et al., 1999 37 Literatur L. MC Naughton, D.J. Bentley, P. Koeppel The effects of nucleotide supplement on salivary IgA and coritsol after moderate endurance exercise, J. Sports Med. and Phys. Fitness, 2006, 46 T. Art, D. Votion, K. McEntee, H. Amory, A. Linden, R. Close, P. Lekeux Cardio-respiratory, haematological and biochemical parameter adjusments to exercise: effects of a probiotic in horses during training, Vet. Res., 1994, 25, 361-370 M. Kovacs-Zomborsky Reduction of stress in pigs by feed supplements, Proceedings of the 3rd International Symposium on Animal Nutrition J.D. 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