Körperwärme

[greyblue]

Was ich mich schon immer mal gefragt habe, wie schafft es der Körper eine Temperatur von ca. durchschnittlich 36.8 Grad zu erzeugen.
Das ist ja fast schon ein Heizkraftwerk.
Entsteht die wärme durch Muskelbewegung oder hat das einen anderen Hintergrund.

[monstar-x]

Gute Frage, würde mich auch Interssieren.


greetz

[thomasius]

Die Klimaanlage des Körpers
Ohne Schweiß kein Preis - Jede Muskelkontraktion, jede Bewegung des Körpers braucht Energie. Diese Energie gewinnt der Körper indem er Nährstoffe wie Kohlenhydrate, Fett und Eiweiß verbrennt. Die Biomaschine Mensch arbeitet bei der Verbrennung jedoch lediglich mit einem Wirkungsgrad von circa 25 Prozent. Dass heißt, vier Kalorien müssen verbrannt werden, um eine Kalorie in Arbeit umzusetzen. Die restlichen drei Kalorien gehen als Wärme verloren. Und damit hat der Körper ein Problem. Einerseits entsteht ständig Wärme, wenn er aktiv ist, anderseits funktioniert der menschliche Organismus nur reibungslos, wenn er seine Temperatur auf 37 Grad Celsius konstant halten kann. Schon allein beim Stoffwechsel in Ruhe fällt so viel Wärme an, dass die Temperatur im Körperinneren mit jeder Stunde um ein Grad ansteigen müsste, wenn sie nicht nach außen abgegeben werden würde. Schwere Arbeit, große Hitze, dicke Kleidung und seelische Erregung heizen den Organismus zusätzlich auf. Bereits geringe Erhöhungen der Körpertemperatur führen zu Störungen. Auf Temperaturen knapp über 40 Grad reagiert das besonders empfindliche Gehirn mit Fieberdelierien. Steigt die Körperwärme deutliche über 41 Grad kommt es zum tödlichen Hitzschlag mit Kreislaufversagen.

Damit eine Überhitzung des Körpers vermieden werden kann, muss die Temperatur ständig kontrolliert werden. Dazu sind in der Lederhaut über 30.000 Temperarturfühler, so genannte Thermorezeptoren, verteilt. Sie senden ihre Meldungen an das Steuerzentrum der Temperaturregulation, das Zwischenhirn. Stellt es Abweichungen vom Sollwert von 37 Grad fest, setzt es eine ganze Reihe von Gegenmaßnahmen in Gang. Zunächst erweitern sich die Blutgefäße in der Haut, so dass mehr Blut hindurchfließen und mehr Wärme nach außen abgestrahlt werden kann. Die Haut selbst ist dabei gerötet und erwärmt. Bei starker körperlicher Arbeit oder bei Außentemperaturen oberhalb von 29 Grad Celsius reicht die Wärmeabgabe durch Abstrahlung nicht mehr aus. Der Mensch beginnt zu schwitzen.

Die Körperwärme wird dann genutzt, um den Schweiß auf der Haut zu verdunsten. Verdunstung ist das effektivste Kühlsystem, das in der Natur vorkommt. Um einen Liter Wasser zu verdampfen, werden 2400 Kilojoule Wärme verbraucht. Ganze Gebäude lassen sich auf diese Weise klimatisieren. Die Römer kühlten beispielsweise ihre Arenen, indem sie das Gebäude mit einer Plane überspannten und einen dünnen Wasserfilm darüberlaufen ließen.

p.s.

kühlen von getränken am strand:

in sonne legen, fpitschnaßes handtuch drauf und es wird ein kühlschrankkaltes getränk werden!!

[Sebastian]

ok, ich setz dann nochmal einen drauf:

kurz: pflanzen nutzen licht, und machen zucker.
menschen nutzen zucker und machen energie.

jetz das ganze nochmal lang, für die, die ne flat haben, sich wirklich interessieren oder so wie ich abi in bio haben:

FOTOSYNTHESE S. 76/77
Fotosynthese ist der Vorgang in grünen(!) Pflanzen, der unter Verbrauch von Kohlendioxid und Wasser mit der Ein-wirkung von Licht, Glucose und Sauerstoff erstellen kann. Glucose ist ein Kohlenhydrat, die allgemeine Koh---lenhydratformel lautet (C H2 O)n. Im Verhältnis zu CO2 enthält ein Kohlenhydrat relativ weniger Sauer-stoff, jedoch mehr Wasserstoff. Chemisch gesehen ist die Fotosynthese eine Reduktion von Kohlendioxid.

6 CO2 + 6 H2O  C6 H12 O6 + 6O2 Fotosynthesegleichung

Der Wasserstoff in der Glucose kann nur aus dem Wasser stammen. Er muss also aus dem Wasser abgespalten, sein. Dieser Vorgang ist NICHT der gleiche, wie bei der Ionen-Dissoziation H+ und OH-. Er gleicht vielmehr der Elektrolyse. In der chemischen Elektrolyse wird durch Elektrizität Wasser in Sauerstoffgas und Was-ser-stoff-gas getrennt. In der Fotosynthese wird hier durch Lichtenergie das Molekül gespalten. Man spricht von der Fo-to-lyse des Wassers, auch in Pflanzen entsteht hierbei Sauerstoffgas.
ZUSATZ: Beweis der Wasserspaltung: Man fügt ein radioaktives Sauerstoffisotop in das Wasser ein, und beobachtet seinen Verlauf durch die Pflanze. Es kann nur im ausgeschiedenen Sauerstoffgas nach-gewiesen werden, bedeutet: Es muß aus dem Wasser gelöst, und als O2 ausgeschieden worden sein!
In den Chloroplasten liegen die sog. Thylakoiden (siehe Biobuch, Seite 20). Sie verfügen über eigene Mem-bra-nen. Fällt Licht auf einen Chloroplasten im Blatt, so fällt es durch die Membran des Chloro-plas-ten und auf die Membran des Thylakoiden. Auf der Innenseite der Thylakoidenmembran befindet sich ein Protein das sog. P 680. Dies ist ein Fotosystem, und benannt nach der Wellenlänge in nm, die es anregt. Es besteht aus ca 300 Blattfarbstoffmolekülen und einigen Proteinen. Wenn es mit Licht bestrahlt wird, so wirken die oberflächlichen Blattfarbstoffzellen, die sog. Antennenpigmente, als „Lichttrichter“, denn sie leiten das einfangene Licht in das Reaktionszentrum im inneren des P680 Komplexes. Er hat bei Lichteinwirkung die Fä-hig-keit, je 2 H2O Molekülen jeweils 2, also insgesamt 4 Elektronen zu entziehen. Es gibt bei Lichteinwirkung ein Elektron an einen benachbarten Akzeptor ab, es entsteht eine Elek---tronenlücke und diese wird geschlossen, in dem dem Wasser, was sich frei im Plasma des Thylakoiden (also innen) befindet, ein Elektron entzogen wird. Aus je zwei Wassermolekülen werden 4 e- abgespalten. Die beiden Sauerstoffatome verbinden sich zu einem Molekül und vier Protonen werden freigesetzt:

2 x H2O  O2 + 4 H+ + 4 e-
2 x Wasser  Sauerstoffmolekül + 4 Protonen + 4 Elektronen
Das Enzym ist nun wieder im Gleichgewicht, jedoch ist der o.g. Akzeptor nun reduziert (reduziert deswegen, weil eine Zugabe von elektr. negativen Teilchen stattgefunden hat). Der Akzeptor ist das nächste Glied in der Kette, er gibt das aufgenommene Elektron sofort wieder an das nächste Kettenglied ab, wird also wieder oxi-diert. Aufgrund dieses ständigen Wechsels, nennt man einen solchen Akzeptor ein Redox-System. Er „be-kommt“ ein Elektron, und gibt es wieder an das nächste System Ab. Den Komplex aus dem lichtempfindlichen Enzym P680 und dem temporären Elektronenakzeptor nennt man das Fotosystem II.
Auf diese Weise, also mit der Einwirkung von mehreren Redoxsystemen, wandert das ursprüngliche Elektron weiter. Einen solchen Apparat aus mehreren Redox Systemen nennt man Elektronentransportkette (siehe Mito-chondrien).
Nach der Wanderung durch das Fotosystem II tritt das Elektron in den Cytochrom-bf Komplex, ein weiteres Re-doxsystem, welches durch die komplette Thylakoidenmembran reicht, ein. Der Cytochrom-bf-Komplex hat eine Carrierfunktion, und kann -bedingt durch den Eletronendurchfluss- Protonen gegen den Gradienten in den Thy-la-koideninnenraum transportieren. Mit jeder Stufe der Wanderung, also jedem neuen Redoxsystem, wird die Neigung zur Elektronenaufnahme stärker, d.h. die Elektronen wandern ein Energiegefälle hinunter.
Das letzte Redoxsystem überträgt das Elektron auf ein Enzym des Fotosystems I, nämlich auf das Enzym P700. Das P700 kann wie schon das P680 nur Elektronen aufnehmen, wenn eine Elektronenlücke besteht. Um eine solche Lücke zu öffnen, überträgt das P700 -ebenfalls durch Licht angeregt- ein Elektron auf das eisenhaltige Redoxsystem Ferrodoxin ab. Von hier wandert das Elektron zur NADP+-Reduktase, einem Enzym auf der Aus-senseite der Thylakoidenmembran. Dieses kann das aussen enthaltene NADP+ mit Hilfe der vorher ge-trenn-ten Elektronen und Protonen in NADPH+H+ umwandeln. Es führt je 2 Elektronen und Protonen zusammen, es entstehen zwei Wasserstoffatome, die sich mit dem NADP+ verbinden und NADPH+H+ ergeben. Es sind für einen solchen Vorgang 4 Belichtungsvorgänge notwendig.

Durch diesen Vorgang erhöht sich die Protonenkonzentration im inneren des Thylakoiden. Zum einen, weil der Cy-tochrom-bf-Komplex ständig Protonen ins innere schafft, zum anderen, weil durch die Fotolyse Protonen im inneren akkumuliert werden. Es entstehen ein extremes Konzentrations- und Ladungsgefälle zwischen Innen- und Außsenseite der Thylakoidenmembran. Nach der Mitchell-Hypothese geht man davon aus, dass die Vor-gän-ge an dieser Membran entsprechend denen an der Mitochondrienmembran verlaufen, d.h. dass der Pro-ton-en-gra-dient es einem ATP-Synthaseenzym ermöglicht, den Protonenfluß zur Herstellung von ATP aus ADP zu nut-zen. Das ADP muß wie immer phosphoryliert werden. Geschieht dies durch die Einwirkung von Licht, so wie oben be-schrieben, nennt man diesen Vorgang Fotophosphorylierung. Die Belichtung mit beiden Wellenlängen, also 680nm und 700nm verstärkt die Fotosyntheseleistung immens, da so beide Fotosysteme effektiver arbeiten. Dies nennt man den Emerson-Effekt

Ist genügend NADPH+H+ synthetisiert worden, so kommt der Elektronentransport vom Wasser zur NADP-Re-duk-tase zum Erliegen. Die Zelle kann aber dennoch ATP herstellen, sie umgeht dazu einfach die NADP-Re-duk-tase. Das Ferrodoxin leitet dann das Elektron nicht zur Reduktase weiter, sonder speist es in den Cytochrom-bf-Komplex ein. Dieser transportiert Protonen gegen den Gradienten in das Thylakoiden-innere, folglich erhöht sich deren Konzentration, und die ATP-Synthase kann mit dem Durchfluss weiter Energie zur Phosphorylierung von ADP erhalten. Die Elektronen stammen hierbei aus dem Photosystem I, und kehren auch wieder dorthin zurück. Diese ATP-Bildung ohne gleichzeitige Bildung von NADPH+H+ nennt man zyklische Fotophosphorylierung. Eine ATP-Synthese mit gleichzeitiger Bildung von NADPH+H+ nennt man nichtzyklische Phosphorylierung.
Sämt-liche o.g. fotochemischen Vorgänge finden im ersten Teil der Fotosynthesestatt, und werden als licht-äb-hän-gi-ge Primärprozesse zusammengefaßt.

Das enstehende ATP und NADPH+H+ werden nun genutzt, um in lichtunabhängigen Sekundärprozessen Glucose zu synthetisieren. Diese lichtunäbhängigen Reaktionen sind biochemisch und unterliegen der RGT-Regel. In den Spaltöffnungen der Blätter ist ein CO2 Akzeptor angelagert, Ribulose-1,5-Biphosphat. Es bindet das CO2 aus der Luft in einen C6-Köroer, und zerfällt aufgrund seiner Instabilität in 2 C3-Körper, nämlich Gly-ce-rinsäuse-3-Phosphat. ATP und NADPH+H+ reduzieren diese Moleküle zu Glycerinaldehyd-3-Phosphat. Es ist eine Triose. Aus 12 solcher Triosen werden zwei zu einem Fructose-1,6-Biphosphat- und danach zu einem Glu-co--se0molekül umgewandelt.

Die restlichen 10 Triosen werden in komplizierten Umwandlungen mit anderen Stoffen in 6 Ribulose-1,5-Biphosphatmoleküle erstellt, womit der Akzeptor wieder rückgebildet wird. Dieser Rückbildungszyklus ist nach seinem Entdecker Calvin als Calvinzyklus benannt:

6 C5K + 6 CO2  6 C6K 12 C3K  12 C3K  1 C6K + 10 C3K  1 C6K + 6 C5K
6 Akzeptoren + 6 CO2  6 C6K 12 3PGS 12 3PGA 1 C6K + 10 C3K 1 Glucose + 6 Akzeptoren

Für die Herstellung eines Glucosemoleküls werden 12 Moleküle NADPH+H+ und 18 Moleküle ATP benötigt. Es müssen also 12 Wassermoleküle gespalten werden. Deren 24 Elektronen müsen durch die Fotosysteme fließen. Es erfordert also 48 Lichtanregungsprozesse, um eine Molekül Glucose zu erstellen.

FOTOSYNTHESE UND IHRE ABHÄNGIGKEIT VON AUßENFAKTOREN, S. 72
Die Fotosynthese reagiert auf Einflüsse von äußeren Umweltfaktoren. Je mehr Licht die Pflanze zur Verfügung hat, desto stärker ist die Fotosyntheseaktivität. Die ist nicht unendlich steigerbar, ab einem bestimmten Grad tritt die Lichtsättigung ein, und die Fotosyntheseleistung ist am Maximum. Pflanzen veratmen ständig Energie. Diese muß durch Fotosynthese aufgebracht werden. Ist die Fotosyntheseausbeute exakt so groß, wie der Verbrauch von Zucker durch Atmung, ist der Lichtkompensationspunkt erreicht. Daher lässt sich die Fotosyntheseleistung nicht exakt über CO2-Verbrauch bzw. O2-Abgabe messen. Die Lichintensität spielt auch eine Rolle. Manche Pflan-zen können mit wenig Licht besser Fotosynthese betreiben als andere, die nur z.B. mit direkter Sonnen-ein-strah-lung ihr Fotosynthesemaximum erreichen. Pflanzen benötigen, um das Fotosyntheseoptimum zu erreichen eine gewisse Temperatur. Außerhalb des Optimums fällt die Fotosyntheseleistung schnell ab. Verschiedene Pflan-zen haben verschiedene Temperaturpräferenzen. Der CO2-Gehalt der Luft nimmt ebenso Einfluss auf die Fo-to-syntheseaktivität: Das Optimum für Pflanzen liegt bei etwa 0,2%. Atemluft enthält etwa 0,03% CO2. Werte über 0,2% wirken schädigend für die Pflanze.

BLATTFARBSTOFFE, S. 73
Das weisse Licht, wie es Menschen sehen ist zusammengesetzt aus einem Spektrum verschiedener Farben, entsprechend verschiedenen Wellenlängen. Bestimmte Wellenlängen werden von der Pflanze eher absorbiert als andere. Violett, Blau und Hellrot werden extrem gut absorbiert. Gelb und Grün hingegen kaum. Engelmann versuchte, ein Farbspektrum auf eine Alge zu projizieren und stellte fest, dass aerob lebende Bakterien sich in den Bereichen Blau und Rot sammelten, da dort am meisten O2 von der Alge abgegeben wurde. Verschiedene Blattfarbstoffe, wie z.B. alpha- und beta-Chlorophyll oder Carotin absorbieren verschieden stark die Spektralfarben.

GLYCOLYSE, S. 46/47
Glycolyse ist Abbau des Monosaccharids Glucose (C6 H12 O6) in den Zellen. Der Vorgang läuft im Zytoplasma ab
Der C6-Körper wird durch Phosphorylierung aktiviert, und kann den Zellkörper nicht mehr verlassen. Nach einer weiteren Phosphorylierung und anderen weiteren Umwandlungen liegen 2 C3 Körper von, nämlich Glycerin-Aldehyd-3-Phosphat. Bis hier hin „kostete“ die Zerlegung 2 Moleküle ATP.
Die 2 Moleküle GA3P werden zu 2 Molekülen Brenztraubensäure (C3 H4 O3). Der übergang vom Phosphat zur Säure ist der eigentliche Energieliferant, hierbei werden 4 ATP erstellt. Nach diesem Vorgang stehen der Zelle 2 ATP Moleküle und 2 Moleküle NADH+H+ als Nettogewinn zur Verfügung.

Edukt Zwischenstufe Produkt
C6 H12 O6 2 x C3 H5 O3 2 x C3 H4 O3
Glucose 2 x Glycerinaldehyd-3-Phosphat 2 x Brenztraubensäure
Kostet 2 ATP Liefert 4 ATP

GÄRUNGEN, S. 48
Gärungen sind Notlösungen der Zelle, um unter Sauerstoffmangel den Kohlenhydratstoffwechsel aufrecht-zuer-hal-ten. Eine solche Gärung liefert pro Molekül Glucose, d.h. pro 2 Moleküle Brenztraubensäure nur 2 Moleküle ATP statt der sonstigen 36. Das NAD+, welches in der Glycolyse als Wasserstoffakzeptor benötigt wird, kann hier regeneriert werden. Das Edukt sind die aus der Glycolyse hervorgegangenen Brenztraubensäure Moleküle.

Alkoholische Gärung:
2 x C3 H4 O3  2 x C2 H5 OH + 2CO2 Dieser Vorgang wandelt 2 Moleküle Brenztraubensäure in
2 x NADH+H+  2 x NAD+ 2 Moleküle Ethanol und 2 Moleküle CO2 um. Er „kostet“ 2 Moleküle NADH+H+

Milchsäuregärung:
2 x C3 H4 O3  2 x Milchsäure Dieser Vorgang kann nur von Milchsäurebakterien voll-
2 x NAD+H+  2 x NAD+ zogen werden. Es bilden sich 2 Moleküle Milchsäure und 2 Moleküle NAD+


ZITRONENSÄUREZYKLUS, S 48/49
Nach der Umwandlung zu den 2 C3-Körpern Brenztraubensäure werden die Körper decarboxiliert, d.h. es wird CO2 abgespalten. Der C2-Körper wird durch einen Coenzymkomplex aktiviert und in den Zitronensäurezy-klus ein-gebracht:

2 x Brenztraubensäure  2 x C2-Körper + 2 x CO2

Wird der C2-Körper in den Zitronensäurezyklus eingebracht, wird er mit Oxalessigsäure verknüpft und durch-läuft einen mehrstufigen Kreisprozess, in dem 2 Moleküle CO2 abgespalten werden. Die Oxalessigsäure steht danach wieder bereit. Es entstehen zusätzlich 3 Moleküle NADH+H+ und 1 Molekül FADH2.
Der Sinn dieses Kreislaufes ist, dass der gesamte eingebrachte Wasserstoff in energiereiche Moleküle gebunden wird, und somit für später konserviert bleibt.

ATMUNGSKETTE, S. 50
Die Atmungskette ist eine schrittweise Reaktion zum Abbau von Wasserstoff. Sie kann im Körper nur schritt-wei-se geschehen, sonst würde es eine Explosion der Zellen geben, siehe Knallgasprobe. Die Energie liegt in energiereichen Molekülen gespeichert vor. Solche Moleküle sind in der Glycolyse und im Zitronensaäurezyklus schon erwähnt, z.B. NADH+H+ oder FADH2. Sie enthalten noch über 90% derjenigen Energie, die bei der voll-ständigen Oxidation von 1 Molekül Glucose zu Kohlenstoffdioxid und Wasser frei wird. Diese Energie wird dem Körper in der sog. Atmungskette zugeführt. Dieser Vorgang spielt sich an der inneren Membran der Mito-chon-drien ab-:
FADH2 und NADH+H+ werden in eine Elektronentransportkette an der Innenmembran eingeschleust. Die E-lek-tronen der Moleküle werden durch ein Enzymsystem geleitet. Diese Durchleitung stellt Energie bereit, die von den Enzymen dazu genutzt wird- H+Ionen aus dem Innenraum (Matrix) in den Intermembranraum zu pum-pen. Die Energie ist nun umgewandelt worden in einen Ph-Gradienten, denn die H+ Protonen senken den Ph-Wert im Intermembranraum. Ein anderes Enzym, die ATP-Synthase (extrem großflächiger Proteinapparat,macht etwa 15% der mitochondrailen Innenmembranproteine aus), nutzt den so entstandenen Protonengradienten aus. Die in den Intramembranraum gepumptem Protonen fließen wieder durch die ATP-Synthase zurück. Das Protein nutzt diesen Fluss, nutzt die Energie und bindet diese wieder, indem es ADP + P zu ATP phosphoryliert. Welchen genauen Ablauf der Elektronentransportvorgang hat, ist noch unklar.
NADH+H+ liefert bei diesem Vorgang mit seinen 2 Elektronen die Energie, die die Elek-tro-nen-trans-port-kette benötigt, um 10 Protonen in den Intermembranraum zu leiten. Beim Rückfluss dieser 10 Protonen wird die Energie von der ATP-Synthase genutzt, um 3 ATP zu erstellen.
FADH2 kann nicht so viele Elektronen zur Verfügung stellen, und liefert nur genug Energie, um 6 Protonen in den Intermembranraum zu schicken. Beim Rückfluss dieser 6 Protonen können 2 ATP synthetisiert werden.
Ein kompletter Durchlauf, also eine Zerlegung von einem Molekül Glucose ergibt insgesamt 36 ATP Moleküle.


FETTSTRUKTUR UND –ABBAU, S. 51
Fett ist hervorragender Energiespeicher. Fett wird in Form von Triacylglyceriden (3 Fettsäuren mit 1 Gly-ce-rin-mo-lekül) im Zytoplasma von Fettzellen angelagert 10 kg Fettreserve entspricht über 60 Kg Kohlenhydraten.
Der Fettabbau beginnt mit der Spaltung des Moleküls in Glycerin und die Fettsäuren. Das Glycerin geht über in Glycerinaldehyd-3-Phosphat und kann nahtlos in die Glycolyse eingefügt werden (siehe Zwischenstufe). Die Fett-säuren (Sie sind meist Ketten aus ca 16-18 C-Atomen) , meist Palmitinsäure (C16-Körper) oder Stearinsäure (C18-Körper) werden in längere Abbauvorgänge eingebunden.
Jeder Abbau der Fettsäuren verläuft in den Mitochondrien. Zu Beginn muss die Fettsäure unter Verbrauch von 1 Molekül ATP aktiviert werden, hierbei wird ein Coenzym A angebunden. Es folgt eine Dehydrierung und eine Wasseranlagerung. Nach diesem Prozess wird Acetyl-Coenzym A abgespalten. Dieses kann direkt in den Zitro-nen-säurezyklus eingespeist werden, und das Fettmolekül ist zwei C-Atome kürzer. Es ist nun ein wenig ener-gie-rei-cher, und deshalb reaktionsfreudig. Der Ablauf der Dehydrierung und der Wasseranlagerung wiederholen sich nun so lange weiter, bis die Fettsäure vollständig abgebaut ist.

Fett  Fettsäuren und Glycerin

Glycerin  Glycerinaldehyd-3-Phosphat  Glycolyse

Fettsäuren  Acetyl-Coenzym-A-Komplex  Zitronensäurezyklus


ENERGIEHAUSHALT, KALORIMETRIE, S. 94/95
Als Stoffwechsel bezeichnet man die Aufnahme, Umwandlung und Ausscheidung durch den Organismus. Bei den meisten Lebewesen werden durch den Stoffwechsel organische Stoffe zu Kohlendioxid und Wasser abgebaut. Die gewonnene Energie dient zur Aufrechterhaltung der Lebensprozesse. Lebensproesse sind Aufbau neuer Körpersubstanz, Muskulatureinsatz und Aktivität des Nervensystems. Die Gesamtheit aller energetischen Vorgänge im Körper wird Energiehaushalt genannt. Energie wird in allen Lebewesen in biochemischen Verbindungen gehalten, konserviert und transportiert. Die wichtigste Verbindung hierbei ist das ATP (Adenosintriphosphat). Auch bei völliger körperlicher und geistiger Ruhe braucht ein Organismus ständig Energie zur Erhaltung der Vitalfunktionen. Diese Energie nennt man Grundumsatz. Jede Tätigkeit, welche zusätzlich zum Grundumsatz Energie beansprucht, egal wie wenig, ergibt mit dem Grundumsatz den Arbeitsumsatz. Der Energiebetrag, den der Körper minimal benötigt, um nur die wichtigsten Vitalfunktionen, wie z.B. flache Atmung, minimaler Puls, minimale Aktivität der Nervensysteme, zum überleben aufrechtzuerhalten, wird Erhaltungsumsatz genannt.
Die Ausgangsstoffe des Energiestoffwechsels sind Kohlenhydrate, Fette und Proteine. Wenn sie in den Stoffwechsel gelangen wird durch ihre Oxidation Energie gewonnen. Dabei entsteht auch Wärme, die alle Lebewesen, vor allem die Gleichwarmen zur aufrechterhaltung ihrer Körpertemperatur benötigen. Zur Oxidation der Nährstoffe ist Sauerstoff notwendig, den wir über Atmung ständig aufnehmen. Sowohl die abgegebene Wärme als auch der verbrauchte Sauerstoff kann zur Messung des Energieumsatzes herangezogen werden.
Die Messung kann auf zwei verschiedene Arten geschehen. Bei der direkten Kalorimetrie misst man die durch einen Organismus abgegebene Wärmemenge. Dabei sitzt das Versuchsobjekt in einer wärmeisolierten Kammer. Abgegebene Wärme wird per Kühlwasser abgefüher, O2-Verbrauch und CO2-Ausstoß werden ebenfalls gemessen. Dieses Verfahren spielt wegen des großen Aufwandes nur eine geringe Rolle.
Das zweite Verfahren der indirekten Kalorimetrie geht davon aus, dass wenn Nährstoffe im Körper oxidiert werden, die beteiligten Stoffmengen und der Energieumsatz in einem stöchiometrischen Verhältnis zueinander stehen, d.h. es kann genau das im Organismus umgesetzt werden, was im zur Verfügung steht (Nahrung, Sauerstoff, Wasser). Aus der Menge des verbrauchten O2 und des abgegebenen CO2 lässt sich also direkt der Energieumsatz errechnen.
Es gibt allerdings eine Besonderheit zu beachten: In einem Kalorimeter werden Kohlenhydrate, Fette und Proteine vollständig zu CO2 und H2O angebaut. In einem Körper werden Proteine nur bis zum Harnstoff abgebaut. Bei Proteinen ist also der physiologische Brennwert (der Nährwert) geringer als der physikalische Brennwert. Bei Kohlenhydraten und Fetten sind physiologischer und physikalischer Brennwert gleich.

RESPIRATORISCHER QUOTIENT, S. 95/96
Bei allen Methoden der Kalorimetrie stellt man den Sauerstoffverbrauch und die Kohlendioxidabgabe fest. Setzt man diese beiden Größen ins Verhältnis Abgabe/Aufnahme also CO2/O2, so erhält man den respiratorischen Quo--tienten. Man kann bei Mensch und Tier, bei gemischter, ausreichender Ernährung RQ-Werte zwischen 0,7 und 1 beobachten. Beim Menschen legt man 0,85 als Berechnungsgröße zugrunde. Will man den Energieumsatz messen, betrachtet man Folgendes: Ein Mensch hat bei normaler, ausreichender Kost einen RQ-Wert von 0,85. Es werden pro eingeatmetem Liter Sauerstoff ca 20 Kj freigesetzt.

Sauerstoffverbrauch (l/stunde) x freiwerdende Energie (Joule) = Energierumsatz (joule/stunde)

Man kann bei derartigen Messungen einen erhöhten Umsatz bei erhöhter körperlicher Aktivität feststellen. Bei erhöhter psychischer Aktivität also Konzentration wird der Energieumsatz kaum erhöht, da das Nervensystem immer einen hohen Energieumsatz hat. Ein normaler Mensch hat einen Energieumsatz von 5000 bis 7000 Kj am Tag. Abweichungen können auf Stoffwechselschäden hinweisen, z.B. kann eine Erhöhung des Umsatzes auf einen Schilddrüsenüberfunktion hindeuten.
Der Grundumsatz eines Organismus ist relativ höher, wenn der Organismus kleiner ist. Tiere mit großem Volumen und Gewicht haben eine relativ kleine Oberfläche. Sie geben weniger Wärmeenergie ab. Ist ein Tier klein, hat es im Verhältnis zum Gewicht ein relativ große Oberfläche und gibt mehr Wärme ab. Sein Grund-um-satz und auch der Nahrungsbedarf sind dem entsprechend höher. Beispiel: 7000 Tiere von je 1kg benötigen mehr Nahrung als ein Tier, das 7000 kg wiegt.

Der respiratorische Quotient kann auf den Abbau von Stoffen im Körper bezogen werden. Der Glucoseabbau zum Beispiel benötigt 6 Moleküle O2 und setzt ebenso 6 Moleküle CO2 frei. 6/6=1, der RQ des Nährstoffs Glucose ist also 1. Weitere Beispiele:
Glucose: C6 H12 O6 + 6 O2  6 H2O + 6 CO2 6/6=1
Fette: 2 C57 H110 O6 + 163 O2  110 H2O + 114 CO2 114/163=0,7
Eiweiße: 2 CH3 CH(NH2)COOH + 6 O2  (NH2)2 CO + 5 CO2 + 5 H2O 5/6=0,83




so genug jetz mit klugscheissen, wer das nochmal ordentlich haben will, pm an mich, ich habs als word doc.

seppoi

[monstar-x]

puhh ;) das war lang, naja aber nun haben wir alle wieder was gelernt ;)
danke euch beiden.

greetz

[Amarok]

:lol:

Tolle Beiträge, aber eine kleine Korrektur/Ergänzungen möchte ich schon anbringen.

Das Gehirn reagiert deshalb so empfindlich, da es in einem Käfig liegt, dem Schädelknochen. Erwärmt ich nun das Gehirn auf über 42°C versucht es sich auszudehnen, kann es aber nicht (nennt man Hirnödem), der Hirndruck steigt -- Tod möglich.

Die KErntemperatur des Menschen ist aber hoher als die oben erwähnten 37°C, nämlich knappe 40°C, nämlich in der Leber, dem Universalerzeuger eigentlich aller lebensnotwendigen Substanzen.

[moncheeba]

@seb:
könntest du vielleicht noch angeben,aus welchem buch(auflage/jahr) du das hast?
thx schonmal

[Major J]

@Amarok

Ich hab mal eine Frage:

Ich habe in normalem Zustand 35,8°C Temperatur (unter den Armen gemessen) Mein Vater hat auch nur 35,x°C. Meine Mutter hingegen hat immer so 36,8°C.

Es heißt doch immer 37° ist normal usw.
Bei 37 fühl ich mich richtig mies. Woran liegt das (das mit der Temp... nicht das mies Fühlen)?

[Sebastian]

das was da steht is nicht aus nem buch abgeschrieben, sondern wurde von mit umformuliert. ich hatte im abi bio, also das obige plus noch ökologie usw.

gelernt hab ich, indem ich mir das alles durchgelesen hab, und in eine schnell verständliche form gebracht hab, so wie es oben steht.

das buch heisst aber "biologie heute" hrsg. 1999, schroedel

[Captain America]

Und noch mal Amarok, warum kann ich im Winter mit nem Hemd rumlaufen, während andere 3 Jacken tragen und frieren? Warum kann ich auch im Frühling mit nem Kurzärmleigem rumlaufen während andere mit Jacke zusammengekauert dahinvegetieren? Warum ist mir im Sommer immer so heiss dass ich schwitze, wärend anhdere relaxed im Hemdchen rumlaufen? :(

Will sagen: habe ein nach unten verschobenes Wärmeempfinden. Woher kann das kommen? Genetisch bedingt? Meine Mutter kommt aus einem kalten Teil Russlands (mein Vater aber aus Griechenland ;D). Oder bin ich einfach nur ein Freak? ?-)

[monstar-x]

Originally posted by Captain America
Und noch mal Amarok, warum kann ich im Winter mit nem Hemd rumlaufen, während andere 3 Jacken tragen und frieren? Warum kann ich auch im Frühling mit nem Kurzärmleigem rumlaufen während andere mit Jacke zusammengekauert dahinvegetieren? Warum ist mir im Sommer immer so heiss dass ich schwitze, wärend anhdere relaxed im Hemdchen rumlaufen? :(

Will sagen: habe ein nach unten verschobenes Wärmeempfinden. Woher kann das kommen? Genetisch bedingt? Meine Mutter kommt aus einem kalten Teil Russlands (mein Vater aber aus Griechenland ;D). Oder bin ich einfach nur ein Freak? ?-)


WEIL DU EIN RUSSE BIST :lol: !!! DER NÄCHSTE BITTE ;)

greetz

[monstar-x]

hmhm den letzten satz hab ich nicht mal gelesen sollt ein scherz werden *sorry*

WEIL DU EIN ESKIMO BIST, aber du es nicht wahr haben möchtest und es verdrängst :D


greetz

[Captain America]

Eskimo??? Und ich dachte ich sei schlecht in Erdkunde! Typisch Designer, kein Plan vom Leben! :D

[monstar-x]

Originally posted by Captain America
Eskimo??? Und ich dachte ich sei schlecht in Erdkunde! Typisch Designer, kein Plan vom Leben! :D

Letztes posting von CPT.American Ignor *an*
:lol:

greetz

[FireFrog]

Originally posted by Sebastian

6 CO2 + 6 H2O --> C6 H12 O6 + 6O2 Fotosynthesegleichung

seppoi
Schreib doch die Brutto gleichung:

Nettogleichung der Fs:

6 CO2 + 6 H2O --> C6 H12 O6 + 6 O2

Begriffe:
CO2 [Kohlenstoffdioxid]
C6 H12 O6 [Zucker]
H2O [Wasser]

Bruttogleichung der Fs:

12 H2O^18 + 6 CO2 --> C6 H12 O6 + 6 O2^18 + 6H2O

Begriffe:

CO2 [Kohlenstoffdioxid]
C6 H12 O6 [Zucker]
H2O [Wasser]

Das H20^18 bedeutet, das ein O2 Isotop benutzt wurde
Isotop: Atome des gleichen Elemtes, aber mit verschiedener Neutornenzahl


Das H2O vorne ist aber nicht das gleiche wie hinten, denn das H2O kommt aus dem CO2 und der O2 aus dem H2O.

[FireFrog]

Originally posted by Captain America
Eskimo??? Und ich dachte ich sei schlecht in Erdkunde! Typisch Designer, kein Plan vom Leben!
;D Sebi, kannste dich in Ökologie noch an die Allensche Regel und die Bergmansche Regel erinnern ???
In kalten Regionen, sind die Glidmaßen kleiner als die anderer Tiere gleicher Gattung in wärmeren Regionen;D
=> Kleinere Ohren, kurze Beine, ... usw ... ;D

[Captain America]

Originally posted by ||FireFrog||

;D Sebi, kannste dich in Ökologie noch an die Allensche Regel und die Bergmansche Regel erinnern ???
In kalten Regionen, sind die Glidmaßen kleiner als die anderer Tiere gleicher Gattung in wärmeren Regionen;D
=> Kleinere Ohren, kurze Beine, ... usw ... ;D

Falls das auf mich gemünzt ist: ich bin 1,9m gross! =)

[Amarok]

Fangen wir langsam an:

@ Major J

Jeder Mensch hat eine andere Betriebstemperatur. Manche leben sogar mit etwas mehr als 37 °C.

37°C ist nicht die Normaltemperatur, es heißt nur, dass es bis normal ist.

Ich fühle mich auch schon mit 37.2 schlapp.

Frauen haben übrigens in der Regel immer eine etwas höhere Temperatur.


@ CapM

Ich laufe auch bis 5°C immmer mit dem T-Shirt herum, alle meine Kollegen und meine Frau frieren dabei schon, mir ist warm. Hängt auch von der Fähigkeit des Körpers ab seine Kerntemperatur zu halten.

Hitze macht mir aber auch nichts. Ich liebe die Wüste, wenn so um die 45°C hat, da fühle ich mich auch wohl.
(Bin einmal 2 Stunden durchs "Death Valley" gegangen, war da seltsamerweise ganz alleine :D Hat damals 115° Fahrenheit gehabt :D )

[Amarok]

Originally posted by Captain America


Falls das auf mich gemünzt ist: ich bin 1,9m gross! =)
Vielleicht sind dann die gewisse andere Organe klein :D:D

(Sorry, aber das war einfach zu verlockend...)

[Captain America]

:bawling:

[thomasius]

Originally posted by ||FireFrog||

Schreib doch die Brutto gleichung:

Nettogleichung der Fs:

6 CO2 + 6 H2O --> C6 H12 O6 + 6 O2

Begriffe:
CO2 [Kohlenstoffdioxid]
C6 H12 O6 [Zucker]
H2O [Wasser]

Bruttogleichung der Fs:

12 H2O^18 + 6 CO2 --> C6 H12 O6 + 6 O2^18 + 6H2O

Begriffe:

CO2 [Kohlenstoffdioxid]
C6 H12 O6 [Zucker]
H2O [Wasser]

Das H20^18 bedeutet, das ein O2 Isotop benutzt wurde
Isotop: Atome des gleichen Elemtes, aber mit verschiedener Neutornenzahl


Das H2O vorne ist aber nicht das gleiche wie hinten, denn das H2O kommt aus dem CO2 und der O2 aus dem H2O.

hast ja recht fire, aber dann btte schon ganz richtig:

12 H2O^18 + 6 CO2 <==> C6 H12 O6 + 6 O2^18 + 6H2O

[Magnum]

Originally posted by ||FireFrog||

;D Sebi, kannste dich in Ökologie noch an die Allensche Regel und die Bergmansche Regel erinnern ???
In kalten Regionen, sind die Glidmaßen kleiner als die anderer Tiere gleicher Gattung in wärmeren Regionen;D
=> Kleinere Ohren, kurze Beine, ... usw ... ;D
ähh, war es nicht so, dass Tiere in kalten Regionen GRÖßER sind als die Artgenossen in wärmeren Breiten?
Man hat mir das so erklärt!: Die Körpertemperatur ist abhängig vom Körpervolumen (m³), je größer desto mehr Wärme wird erzeugt. Da aber die Wäreabgabe nur von der Körperoberfläche abhängt (m²) wird bei einem größeren Körper zwar mehr produziert, aber nicht soviel mehr abgegeben! -->ergo: wärmerer Körper!

[moncheeba]

genaue so ist es,es geht halt um das prinzip dr oberflächenvergrößerung,kann man auf alles lebende
beziehen...zu dem beispiel:ist wahrscheinlich in der schule das mit den pinguinen gewesen,oder?die kleineren leben in heissen regionen und umgekehrt...
die sache mit den extremitäten ist auch so ähnlich:
tiere die in warmen gegenden leben nutzen das prinzip der oberflächenvergrößerung zur wärmeabgabe über ausgeprägtere
extremitäten,z.B. grössere ohren
sie haben im vergleich zu tieren kälterer gebiete z.B. längere/vom körper weisende extremitäten (beine etc....),führt halt dazu die hitze vom körper wegzubringen

[Sebastian]

Originally posted by Amarok
Frauen haben übrigens in der Regel immer eine etwas höhere Temperatur.



hrhr.. alle paar wochen können die ja auch ma schwitzen... :D

[greyblue]

Originally posted by Captain America
Und noch mal Amarok, warum kann ich im Winter mit nem Hemd rumlaufen, während andere 3 Jacken tragen und frieren? Warum kann ich auch im Frühling mit nem Kurzärmleigem rumlaufen während andere mit Jacke zusammengekauert dahinvegetieren? Warum ist mir im Sommer immer so heiss dass ich schwitze, wärend anhdere relaxed im Hemdchen rumlaufen? :(

Will sagen: habe ein nach unten verschobenes Wärmeempfinden. Woher kann das kommen? Genetisch bedingt? Meine Mutter kommt aus einem kalten Teil Russlands (mein Vater aber aus Griechenland ;D). Oder bin ich einfach nur ein Freak? ?-)

Da kann ich mich Dir nur anschließen, bei mir ist es genau so.
Habe eigendlich keine dicken Pullover, wenn mir meine Frau keine kaufen würde.
98% meiner Kleidung ist Kurzärmlig.

[007]

Originally posted by Amarok

Vielleicht sind dann die gewisse andere Organe klein :D:D

(Sorry, aber das war einfach zu verlockend...)


:lol:

[Kennung Eins]

Originally posted by Sebastian
kurz: pflanzen nutzen licht, und machen zucker.
menschen nutzen zucker und machen energie.Nichts kann Energie "machen". Energie kann nur umgewandelt werden.

Sorry ich bin in der Schule dazu konditioniert worden, daß ich das nicht akzeptieren kann. lol
2 Jahre bei einem Physiklehrer, der genau DAS jeden Tag 5 mal sagt...das geht nicht spurlos an einem Menschen vorbei. :lol:

[ZilD]

'Die Biomaschine Mensch arbeitet bei der Verbrennung jedoch lediglich mit einem Wirkungsgrad von circa 25 Prozent. Dass heißt, vier Kalorien müssen verbrannt werden, um eine Kalorie in Arbeit umzusetzen'

AMD sollte hier mal handanlegen und die architektur sowie die effizienz des menschlichen körpers ändern!

*lol