Grundlagen der Biologie: Ernährung, Verdauung und Atmung

Thema 2: Grundlagen der Ernährung

Ernährung (Definition)

Ernährung ist die Gesamtheit der Prozesse, durch die ein Organismus das notwendige Material und die Energie aufnimmt, um eigene Substanzen zu produzieren und Vitalfunktionen aufrechtzuerhalten. Es handelt sich um einen unwillkürlichen Prozess, an dem verschiedene Systeme beteiligt sind.

Nahrungsaufnahme (Alimentation)

Nahrungsaufnahme (Alimentation) ist der Prozess, durch den Lebewesen Lebensmittel aufnehmen. Im Gegensatz zur unwillkürlichen Ernährung ist die Nahrungsaufnahme (das Essen) eine bewusste und freiwillige Handlung.

Nährstoffe

Anorganische Nährstoffe

Anorganische Nährstoffe stammen aus tierischen, pflanzlichen oder nicht-organischen Quellen. Beispiele: Wasser und Mineralien.

Organische Nährstoffe

Organische Nährstoffe finden sich nur in Lebensmitteln organischen Ursprungs (sowohl tierisch als auch pflanzlich). Beispiele: Kohlenhydrate, Lipide (Fette) und Proteine.

Vitamine

Vitamine sind Nährstoffe, die entweder lipid- oder proteinbasiert sein können. Der Körper kann sie oft nicht selbst herstellen und muss sie über die Nahrung aufnehmen.

Kalorie (Definition)

Eine Kalorie ist die Wärmemenge, die benötigt wird, um die Temperatur eines Gramms flüssigen Wassers um ein Grad Celsius zu erhöhen.

Grundumsatz (Basal Metabolic Rate, BMR)

Der Grundumsatz (BMR) ist die Energiemenge, die der Körper an einem Tag in völliger Ruhe und bei konstanter Temperatur verbraucht.

Funktionen von Lebensmitteln

Energielieferanten

Energieliefernde Lebensmittel dienen als Energiequelle, um die wesentlichen Funktionen des Körpers aufrechtzuerhalten. Dazu gehören Lebensmittel, die reich an Kohlenhydraten und Lipiden sind.

Baustoffe (Plastische Stoffe)

Baustoffe sind notwendig, um die Zellen, Gewebe und Organe unseres Körpers zu bilden. Sie sind reich an Proteinen.

Schutz- und Regulierungsstoffe

Schutz- und Regulierungsstoffe sind essenziell, damit unser Körper die Nährstoffe erfolgreich verwerten und andere Funktionen adäquat ausführen kann. Sie sind reich an Vitaminen.

Mahlzeit/Nahrungsaufnahme

Die Mahlzeit umfasst alle festen und flüssigen Stoffe, die wir im Laufe des Tages zu uns nehmen.

Ernährungsbedingte Krankheiten

• Unterernährung: Wird durch einen Mangel an Nährstoffen verursacht, meist aufgrund einer inadäquaten Diät oder Nahrungsmittelknappheit.
• Adipositas (Fettleibigkeit): Ist ein Überschuss an Körperfett, der in der Regel mit einem stark erhöhten Körpergewicht einhergeht. Adipositas reduziert die Lebenserwartung und ist Ursache für viele Folgeerkrankungen.
• Anorexie (Magersucht): Gekennzeichnet durch eine intensive Angst vor Gewichtszunahme und eine verzerrte Wahrnehmung des eigenen Körpers. Betroffene empfinden sich als zu dick, selbst wenn ihr Gewicht unter dem Normalwert liegt.
• Bulimie (Ess-Brech-Sucht): Gekennzeichnet durch die exzessive Sorge um Gewicht und Körperform. Betroffene essen exzessive Mengen, oft heimlich und ohne Appetit, gefolgt von kompensatorischem Verhalten.

Punkt 3: Das Verdauungssystem

Funktion und Aufbau

Das Verdauungssystem ist für die Umwandlung von Nahrung in einfache Substanzen zuständig, die die Zellen aufnehmen können. Es dient auch dazu, unverdaute Reste auszuscheiden. Es besteht aus dem Verdauungstrakt und den akzessorischen Drüsen (z. B. Speicheldrüsen).

Die Verdauungsfunktionen

1. Einnahme (Ingestion): Das Eindringen von Nahrung in den Verdauungstrakt durch den Mund. Während der Einnahme wird die Nahrung von den Zähnen zerkleinert und mit Speichel vermischt.
2. Verdauung (Digestion): Die Umwandlung der Lebensmittel in einfache, verwertbare Substanzen für die Zellen. Es gibt zwei Arten:
   • Mechanische Verdauung: Zerkleinern, Mahlen und Mischen der Nahrung.
   • Chemische Verdauung: Umwandlung komplexer chemischer Verbindungen in einfachere.
3. Absorption (Resorption): Der Prozess, bei dem die Nährstoffe aus dem Verdauungstrakt durch die Darmwand in die Blutgefäße aufgenommen werden.
4. Ausscheidung (Egestion): Die Eliminierung von unverdaulichen oder nicht verwerteten Stoffen aus dem Körper.

Erkrankungen des Verdauungssystems

• Karies: Eine Infektionskrankheit, die durch Bakterien verursacht wird und die Hartgewebe der Zähne angreift.
• Verstopfung (Obstipation): Eine Störung, die durch eine erschwerte oder seltene Darmentleerung gekennzeichnet ist. Sie wird oft durch eine exzessive Wasserabsorption im Dickdarm verursacht.
• Geschwüre (Ulcera): Wunden, die sich in den inneren Wänden des Verdauungstraktes bilden.
• Gastroenteritis: Eine Entzündung der inneren Schleimhäute von Magen und Darm.
• Leberzirrhose: Eine chronische Erkrankung, die durch den fortschreitenden Tod von Lebergewebe gekennzeichnet ist, was zu einer Funktionsstörung des Organs führt.

Das Atmungssystem

Funktion und Aufbau

Das Atmungssystem ist dafür zuständig, Sauerstoff aus der Außenluft aufzunehmen und gleichzeitig Kohlendioxid aus dem Blut zu entfernen. Es besteht aus den Lungen und den Atemwegen.

Gasaustausch

Der Gasaustausch zwischen der inneren und äußeren Umgebung findet in den Lungenbläschen (pulmonalen Alveolen) statt.

Ventilation (Belüftung)

Die Ventilation ist der Prozess, bei dem atmosphärische Luft in die Lunge gelangt und anschließend die Lunge wieder in die Atmosphäre verlässt (Ein- und Ausatmung).

Erkrankungen der Atemwege

• Bronchitis: Eine entzündliche Erkrankung der Bronchien, oft durch eine bakterielle Infektion verursacht, die zu Atembeschwerden führt.
• Asthma: Wird durch eine vorübergehende Verengung der Atemwege verursacht, was zu Atemnot und Sauerstoffmangel im Gewebe führt.
• Tuberkulose (TB): Eine ansteckende Krankheit, verursacht durch ein Bakterium, das Lungengewebe zerstört.
• Erkältungen und Grippe: Sehr ansteckende Infektionen der Atemwege, verursacht durch Viren.