Physio Energiehaushalt und Wärmeregulation

Question 1

Wie ist der physikalische und wie der physiologische Brennwert definiert? Wie unterscheiden sich physikalischer und physiologischer Brennwert für Kohlenhydrate, Fette und Proteine?

Answer 1

Physikalischer Brennwert:
- Freigesetzte Energie bei vollständigem Substratabbau (Endprodukt CO2 und H2O)
Physiologischer Brennwert:
- tatsächlicher Brennwert im Organismus
Fette:
- phsikalisch: 38,9 kJ/g (9 kcal)
- physiologisch: 38,9 kJ/g (9 kcal)
Proteine
- phsikalisch: 23,0 kJ/g (5 kcal)
- physiologisch: 23,0 kJ/g (5 kcal)
Kohlenhydrate
- phsikalisch: 17,2 kJ/g (4 kcal)
- physiologisch: 17,2 kJ/g (4 kcal)

Question 2

Wie ist der Grundumsatz definiert und wie wird er gemessen?

Answer 2

=> Verwendete Energie für die Aufrechterhaltung aller Körperfunktionen (Ruheumsatz), gemessen unter Standardbedingungen
Standardbedingungen:
-> liegend, unbekleidet in thermoneutraler Umgebung (28‐30°C)
-> Entspannten Bedingungen: körperliche und geistige Ruhe
-> Proband muss nüchtern sein (ca. 12‐18 h gefastet)
-> Messung morgens

Question 3

Worauf beruht die Beobachtung, dass der Grundumsatz mit der Körperoberfläche korreliert?

Answer 3

-> größere Oberfläche => mehr Wärme nach au0en abgegeben -> im Vgl. zum Körpervolumen/Körpermasse
-> Spitzmaus im Vgl. zum Elefanten höheren Grundumsatz

Question 4

Nenn fünf Faktoren, welche zu einer Erhöhung des Grundumsatzes führen.

Answer 4

• Muskelanteil, Sport/körperliche Arbeit
• Schwangerschaft
• Schilddrüsenüberfunktion (erhöhter Stoffwechsel)
• Fieber (Zytokine)
• Krebserkrankung

Question 5

Nenne vier Faktoren, welche zu einer Erniedrigung des Grundumsatzes führen. Wieso unterscheidet sich der Grundumsatz zwischen Frauen und Männern?

Answer 5

• zunehmendes Alter
• Schlaf
• längeres Fasten
• Aufenthalt in den Tropen

-> unterschiedliche Körperzusammensetzung

Question 6

Beschreibe das Prinzip der indirekten Kalorimetrie. Was ist der RQ und worauf deutet ein RQ von 1,0 hin?

Answer 6

• misst Sauerstoffverbrauch
  -> verwertbare Energie wird hauptsächlich durch oxdative Phosphorylierung von Nährstoffen bereitgestellt
  -> RQ= V(CO2)/V(O2)
  -> RQ = respiratorischer Quotient
  RQ = 1 => so viel O2 verbraucht, wie CO2 entsteht -> bspw. bei KH

Question 7

Welche Unterschiede gibt es zwischen Körperkern und Körperschale hinsichtlich der Körpertemperatur?

Answer 7

Körperkerntemperatur:
- im Innerenn von Rumpf & Schädel (SW-intensive Organe)
-> ca. 37°C wird unabh. von Umgebungstemp. konst. gehalten
Körperschalentemperatur:
- Temp. außerhalb des Bereichs der Körperkerntemp.
-> abh. von der Umgebungstemp. & Hautdurchblutung

Question 8

Wo herrscht im Körper Homöothermie und wie wird sie in kalter Umgebung gewährleistet?

Answer 8

• Körperkern (Rumpf und Schädel)
  -> Zittern, Blutgefäße, Körperschale weniger durchblutet, braunes Fettgewebe

Question 9

Welche Mechanismen stehen dem Körper zur Wärmeerzeugung zur Verfügung?

Answer 9

• braunes Fettgewebe
• “Zittern” der Muskulatur (Kontraktion), Vasokonstriktion

Question 10

Erkläre das Prinzip der zitterfreien Thermogenese.

Answer 10

• braunes Fettgewebe (BAT)
  -> Adrenalin => erhöht Glc im Blut -> Glc in Mitochondrien
  -> Atmungskette -> in Intermembranraum der Mitochondrien transportierte Protonen (H+) nicht durch ATP-Synthase zurück in Matrix sondern über UCP1 (uncoupling protein 1) => dabie entsteht Wärme

Question 11

Beschreibe den Mechanismus des Wärmetransfers im Körper. Wie unterscheidet sich der Wärmetransfer in warmer Umgebung vom Wärmetransfer in kalter Umgebung?

Answer 11

• Wärme über Blut transportiert
  -> warm: Vasodilatation (alpha2-adrenerg) -> erhähte Hautdurchblutung, erhöhte Schweißproduktion
  -> kalt: Vasokonstriktion (alpha-adrenerg) => gesenkte Hautdurchblutung

Question 12

Beschreibe die vier Prinzipien, die zur Wärmeabgabe führen.

Answer 12

• Verdunstung (Schweiß) (abh. von H2O-Dampfdruckdifferenz)
• Strahlung (abh. von Temp.-differenz & Austauschfläche)
• Konvektion (abh. von Strömungsgeschw. & Wärmeleitfähigkeit)
• Ausweitung der Körperschale nach peripher

Question 13

Wieso kann der Körper bei gleich hoher Umgebungstemperatur (42°C) in der Wüste effizienter Thermoregulation durch Evaporation betreiben als in den Tropen, was ist der limitierende Faktor?

Answer 13

• hohe Luftfeuchte -> Luft nimmt nicht noch mehr Wasser auf => Schwitzen kühlt nicht (nochmal bei FAPIO nachschauen)

Question 14

Was ist Hypothermie und wie macht sich die Intensivmedizin diesen Zustand zunutze?

Answer 14

Hypothermie = Unterkühlung -> Kerntemp. sinkt auf unter 36°C
-> Senkung Körpertemp -> weniger Energieverbrauch
-> Narkoseverfahren in Intensivmedizin
=> Ausschalten der Kälteregulation=> Körper nicht so strak unter Stress
-> Versagen der Wärmeproduktion, Atemdepression & Bewusstseinsstörung

Question 15

Was unterscheidet Fieber von der „klassischen“ Hyperthermie?

Answer 15

Hyperthermie = unphysiolog. Überwärmung des Organismus
-> Sollwert d. Körpertemp. normal biserniedrigt (Unterschied zu Fieber)

Question 16

Welche Funktion haben endogene Pyrogene bei der Fiebergenese? Wodurch werden sie generiert?

Answer 16

• endogene Pyrogene -> sind Fiebererzeugende Stoffe, die von Körper produziert werden (Bsp. Interleukin-1beta (IL-1beta), IL-6, TNFalpha (Tumornekrosefaktor-alpha))
  => generiert durch AUfnahme von exogenen Pyrogen/Antigenen durch Makrophagen => schüttelt endogene Pyrogene aus

Question 17

Wie wirken klassische Antipyretika wie Acetylsalicylsäure und Paracetamol?

Answer 17

• Antipyretika senken Fieber
  -> veresterte Arachidonsäure ist Teil der ZM
  -> durch endogene Pyrogenen aus ZM freigesetzt
  -> freie Arachidonsäure über LOX (Lipoxygenase) zu Leukotrienen synthetisiert, oder über COX2 (Cyclooxygenase 2) zu Endoperoxide -> diese mit Hilfe von PGE2-Isomerase zu PEG2 (Postaglandin E2), welches Gehirn vorgaukelt, dass dem Körper kalt ist/Körpertemp zu gering

=> Acetylsalicylsäure und Paracetamol hemmen COX2 => so fiebersenkend