Der Mensch als Ökosystem (13)

Im Artikel 'Ein Minenfeld im Darm' wird erklärt, wie die Darmwand durch Schleim von Bakterien beschützt wird. (Schutz für Immunsystem; zu viele Antizellen schädigen dem Darm)

Das Thema Ökologie wird besonders im fünften Abschnitt erwähnt, da dort genau erklärt wird, welche Beziehung die Zellen der Darmwand mit den Bakterien haben.

Es wird aus der biochemischen und mikroskopischen Betrachtungsebene erzählt.

Im Artikel 'Immunangriff hilft Salmonellen' wird beschrieben wie sich die genannten Bakterien im Darm verhalten bzw. überleben.

Das Thema Ökologie wird im dritten und vierten Abschnitt sehr genau erklärt, nämlich wieso die Salmonellen sowas tun und wie der Körper darauf reagiert.

In diesem Artikel geht es hauptsächlich über die biochemische Betrachtungsebene.

 

 Der Mensch kann als Ökosystem bezeichnet werden, weil in seinem Körper auch andere Lebewesen (Bakterien, gute und schlechte) leben und so die Beziehung mit ihnen beschrieben werden kann.

Da alles in unserem Körper (auch die Beziehungen mit den Bakterien) zusammenhängt, muss nur etwas aussetzen und sehr vieles würde nicht mehr funktionieren.

Unser Input-Output-Modell des Menschen hat sehr vieles mit Ökologie zu tun. Wie gesagt, leben auch andere Lebewesen in uns die für uns wichtig sind und die gehören teilweise zum Input-Output dazu.

Die Reise eines Moleküls durch den Organismus (12)

zusammenfassender Satz: In dem Artikel "Wie Alkohol zu Kopfe steigt" wird erklärt, was nach dem Konsum von Alkohol in unserem Körper passiert.

markierte Begriffe: Ich habe ca. 20 Begriffe nach den Kriterien, die wir in Auftrag 13 kennengelernt haben (Ort, was passiert, Substanzen & Verbindungen), markiert.

Ort: Gehirn, Hirngewebe, Mitochondrien & Zellmembran

was passiert: Gehirn schaltet um, zur Energiegewinnung genutzt, Anstieg, Belastung der Hirnzellen könnte steigen, Anfluten des Ethanols sank Konzentration des Aspartats, verstärkte Tätigkeit der Mitochondrien, Rückgang des Cholins

Substanzen: Ethanol, Abbauprodukt des Alkohols, Glukose, aggressive Stoffverbindungen, Aspartat, Cholin

Verbindungen: keine vorhanden (in Skizze mit vorherigem Wissen ergänzt)

Der Weg des Alkohols durch den menschlichen Körper

Der Alkohol (Ethanol) wird geschluckt und gelangt durch die Speiseröhre in den Magen. Im Magen wird Ethanol vom Wasser getrennt und mit der Magensäure vermischt. Im Zwölffingerdarm wird er schliesslich gespalten und von den Darmzellen resorbiert. So gelangen die Ethanol-Moleküle schliesslich ins Blut. Sie werden zuerst in die Leber transportiert, wo sie dann in Essigsäure umgewandelt werden. Diese Essigsäure gelangt (wieder durch den Blutkreislauf) in die Zellen und die Hirnzellen. (Ich nehme an, dass im Text mit 'Abbauprodukt des Alkohols', Essigsäure gemeint ist.) In diesem Moment schaltet das Gehirn um und benutzt an Stelle von Glukose ein Abbauprodukt des Alkohols zur Energiegewinnung (in allen Zellen). Das dazugehörige Indiz ist der Anstieg von Glukose im Gehirngewebe (weil es nicht zur Energiegewinnung gebraucht wird). Durch diese Umstellung kann auch die Belastung der Hirnzellen durch aggressive Sauerstoffverbindungen steigen. Ein weiteres Anzeichen für das Anfluten von Ethanol ist das Zurücktreten von der Aminosäure Aspartat (=verstärkte Tätigkeit der Mitochondrien). Ebenfalls ist ein Rückgang von Cholin zu erkennen (Baustein der Zellmembran). Der Körper braucht nach der Einnahme von Alkohol ca. 24 Stunden um den Alkohol abzubauen.

Fragen: -Ist mit dem Abbauprodukt wirklich Essigsäure gemeint?
              -Wie entstehen die aggressiven Sauerstoffverbindungen?

Bemerkungen: Ich habe zwei Skizzen gemacht. Eine die genau erklärt was im Hirngewebe passiert und eine die den Weg im ganzen Körper veranschaulicht.

Mit meinem Modell konnte ich recht gut den Weg des Alkohols verstehen und erklären. Ich finde es gut, Modelle zu den Texten zu machen, weil ich danach erst wirklich verstehe was da vor sich geht.
Was ich an meinem Modell verbessern könnte ist, es etwas grösser zu zeichnen damit ich einige Übergänge detaillierter zeichnen oder beschreiben kann (um es wirklich zu verstehen).
Ich werde diese Modelle vorerst so lassen und später evtl. verbessern oder gar neu zeichnen. Sonst werde ich mit den freiwilligen Artikeln weiterarbeiten und versuchen gute Modelle zu erschaffen.

Semestercheck
Ich habe die Tabelle angeguckt und versucht den Alkohol einzuordnen. Ich konnte ihn in keinen der Inputs einordnen, also habe ich ihn einfach als eine neue (für den Körper nicht gerade nützliche) Input-Gruppe eingeteilt. Ich kann mir leider auch nicht erklären ob Kohlenstoff, Sauerstoff oder Stickstoff Anteile von Alkohol sind, aber ich glaube eher nicht. Ich glaube, dass Alkohol als Harnstoff wieder ausgeschieden wird.

Speicherung, Umwandlung und Verbrennung der Nährstoffe (10)

In diesem Auftrag waren die Ziele die Stoffwechselprozesse in verschiedenen Modellen Darstellen zu können. Dazu haben wir am Anfang den Einführungstext in einer Skizze umgesetzt. Später mussten wir diese mit der Abbildung 9-1 aus dem Buch vergleichen.

Abbildung aus dem Buch

Meine Skizze zum Einführungstext

Vergleich:
-In der Abbildung wird die Stoffaufnahme, der Zellstoffwechsel und die Stoffabgabe dargestellt. Bei der Stoffaufnahme wird gezeigt, wo die Atemluft und die Nahrung in unseren Körper gelangen. Die Lungen nehmen aus der Atemluft den Sauerstoff auf und geben diesen (O2) in den Blutkreislauf. Die Verdauungsorgane nehmen bei der Verdauung die Nährstoffe aus der Nahrung auf und geben diese ebenfalls ins Blut. Da werden also die Inputs beschrieben.
Bei dem Zellstoffwechsel wird gezeigt was mit den Inputs passiert, wo das mit ihnen passiert und wie diese zu Outputs werden. Der Sauerstoff wird bei dem Betriebsstoffwechsel benötigt und wird dort in Kohlenstoffdioxid (CO2) umgewandelt. Die Nährstoffe werden bei dem Baustoffwechsel zur Produktion von Körpereigenen Stoffen benötigt, aber auch bei dem Betriebsstoffwechsel. Bei dem Betriebsstoffwechsel wird Sauerstoff und einige Nährstoffe (in den Mitochondrien) zu ATP und somit zur gespeicherten Energie. Dabei werden sie zu Kohlenstoffdioxid und Exkreten. Das alles geschieht in den Zellen.
Bei der Stoffabgabe wird gezeigt wie die Outputs aus dem Körper kommen und wo deren Ausgang ist. Die Exkrete und Kohlenstoffdioxid kommen aus den Zellen wieder ins Blut. CO2 wird aus dem Blut dann wieder in die Lungen abgegeben und von uns dann ausgeatmet. Die Exkrete kommen dann aus dem Blut in die Nieren und werden dann in die Harnblase transportiert. Von dort aus werden sie ausgeschieden. Unverdauliche Sachen die nicht in das Blut kamen, sondern in dem Dickdarm blieben werden ebenfalls ausgeschieden.

-In der Skizze die ich zu dem Einführungstext erstellt habe, sieht man nur den Zellstoffwechsel, dafür etwas genauer als in der Abbildung:
Ein Teil der Nährstoffe (Glucose) wird vom Blut in die Zellen transportiert, wo der Betriebsstoffwechsel in den Mitochondrien stattfindet. Dabei gewinnt man Energie.
Der andere Teil der Nährstoffe wird über die Pfortader in die Leber zugeführt, wo der Baustoffwechsel stattfindet. Dort werden sie in einer unlöslichen und osmotisch unwirksamen Form gespeichert. Die Glucose kann aber auch in die Leber, aber nur teilweise.

Ich finde die Abbildung aus dem Buch besser, weil dort alles sehr einfach und zusammengefasst dargestellt wurde. Wenn man alle Vorgänge versteht, reicht einem diese Abbildung vollkommen aus.

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Abgesehen vom Vergleich, mussten wir in diesem Auftrag wieder einige Videos erstellen in denen wir die Speicherung, die Umwandlung und die Verbrennung der Nährstoffe verdeutlichen mussten.

Wir haben mal wieder die Videos zu einem zusammengeschnitten.
- Link zum Video

In den Videos haben wir wie verlangt den Blutzuckerspiegel und Regulation des Glykogenauf- und abbaus, den Aminosäurenstoffwechsel und Harnstoffbildung, den Fettstoffwechsel und die Betriebsstoffe und Energiefreisetzung dargestellt. Dabei versuchten wir detailiert zu erklären was genau, wo, mit was und wie passiert. Was wir da genau gezeigt und erklärt haben, lässt sich aus den Videos entnehmen.

Zusammenhang: Der Zusammenhang aus den Videos, der Skizze und der Abbildung sind aus meiner Sicht, dass der Betriebsstoffwechsel, der Baustoffwechsel und die anderen verschiedenen Umwandlungen der Nährstoffe erklärt wurden. Am detailiertesten ist es wohl in den Videos, da jeder kleine Vorgang und jeder Fachbegriff der benötigt wird, erwähnt wurde.

Bemerkung: Das Video habe ich in die Leber in meiner Prezi eingefügt, weil ich finde, dass das Meiste in der Leber passiert. Die Abbildung fügte ich unten links abseits vom Körper ein, weil diese mehrere Vorgänge erklärt. Die Skizze fügte ich ebenfalls in die Leber ein.

Mikroskopische Darstellung und Funktionen einer Zelle (11)

Ich habe die zwei Zelltypen Belegzellen und Längsmuskelzellen ausgewählt.
In diesem Auftrag werden wir genau die Zelle betrachten und was darin vorhanden ist. Wir mussten uns zwei Zellentypen aussuchen (in meinem Fall Belegzellen und Längsmuskelzellen), uns überlegen was in ihnen vorhanden sein muss damit sie ihre Funktionen erfüllen können, die zwei Zellentypen dann vergleichen und Gemeinsamkeiten und Unterschiede auflisten.

Bemerkung: Ich habe zuerst einige Fakten über die Zellen aufgeschrieben (was sie machen, was sie sind, wo sie sind und evtl. was sie haben). Nachdem ich das hatte, habe ich im Text darunter das hingeschrieben, was in ihnen sonst noch vorhanden sein sollte. Einige Bestandteile habe ich auch erst bei den Gemeinsamkeiten und den Unterschieden aufgelistet.

Belegzellen (Parietalzellen):
-Sie sind Drüsenzellen der Magenschleimhaut und haben häufig mehrere Zellkerne.
-Belegzellen aktivieren die Umwandlung von Pepsinogen in Pepsin und bilden Salzsäure (HCI-Produktion). Bei der Beigabe von der Salzsäure wird die Nahrung so gut wie möglich sterilisiert.
-Sie befinden sich zwischen den Hauptzellen und besitzen weitere oder engere intrazelluläre Sekretkanälchen in die viele dünne unbewegliche Zellfortsätze hineinragen (=vergrössern Kontakt- und Abgabefläche).
-Vom Aussehen her sind sie ziemlich gross und rötlich (aufgrund des Eosin).

Die Parietalzellen benötigen vorallem die intrazelluläre Sekretkanälchen um die Salzsäure ins Magenlumen abgeben zu können. Darüber hinaus müssen Belegzellen auch Salzsäure bilden
können, ohne, dass ihre eigenen Proteine dabei denaturieren (sie müssen die Produktion räumlich abtrennen). Natürlich muss die Zelle auch in der Lage sein Stoffe
aufzunehmen, welche sie für die Salzsäureproduktion und alle weiteren
Stoffwechselprozesse braucht.

Längsmuskelzellen:
-Diese sind Zellen des Verdauungstraktes und stehen in
Zusammenarbeit mit den Ringmuskelzellen für die Bewegung des
Verdauungstraktes (Peristaltik). So vermischen und transportieren sie den Nahrungsbrei.

Die Längsmuskelnzellen müssen in mit den Rinsmuskelzellen in Verbindung stehen um ihre Aufgabe zu erfüllen. Dazu müssen sie auch in der Lage sein Energie aufzunehmen, um die Peristaltik überhaupt durchzuführen.

Gemeinsamkeiten:
Beide Zelltypen sind logischerweise Zellen und beide findet man im Magen. Sie sind sehr wichtig für den Verdauungsvorgang, aber auf ihre eigene Art und Weise. Beide haben sehr wahrscheinlich min. einen Zellkern (Steuerzentrale), ein Mitochondrium (Energiegewinnung) und eine Zellmembran (sich abzutrennen).

Unterschiede:
Die Parietalzellen befinden sich halbwegs nicht integriert mit den Zellen daneben (wegen den interzellulären Sekretkanälchen). Sie produzieren ein Sekret dass sie dann in das Lumen abgeben. Der Vorgang passiert also mehr in den Zellen als am Rand der Zelle (bewegt sich nicht so viel).
Die Längsmuskelzellen sin dagegen mit anderen Zellen (Ringsmuskelzellen) integriert und geben keine Sekrete ab. Der Vorgang passiert mehr mit der Zusammenarbeit mit anderen Zellen. Innerhalb der Zellen wird nichts ausser Energie produziert.

Was wir auch noch in diesem Auftrag machen mussten, war ein Modell einer Zelle zu erstellen und dieses dann mit Zellstrukturen und Funktionen zu ergänzen. Anhand des Modells mussten wir erklären was mit den drei Nährstoffen Glucose, Aminosäuren und Fettsäuren in den Leberzellen passiert.

Bemerkung: Da mein Foto mit Ergänzungen bereits voll war, werde ich den Weg der Substanzen im Blog beschreiben, damit das Bild nicht noch verwirrender wird.

Zellmodell, nur mit Strukturen

Zellmodell, mit Notizen

Was macht ein gutes Modell aus? Meiner Meinung nach, muss ein gutes Modell alle wichtige Begriffe und Vorgänge enthalten, aber trotzdem übersichtlich sein. Man soll anhand des Modells die Vorgänge erklären können.
Ist es ein gutes Modell? Anhand meiner Kriterien, was ein gutes Modell ausmacht, muss ich sagen dass ich nicht finde, dass unseres gerade ein gutes ist. Das überarbeitete Modell ist eine Katastrophe, könnte man sagen, aber wenn man ins Detail gehen soll, sehr hilfreich. Das erste Modell, nur mit den Strukturen, ist übersichtlicher und einfacher zu verstehen, aber die einzelnen Namen sagen einem gar nichts. Ich für meinen Teil, habe bei beiden meine Probleme die Vorgänge zu erklären und werde mich so bald wie möglich bei meiner Lehrperson nochmal informieren.


Glucose
-gelangt in die Zelle durch Kanäle in der Zellmembran
-in Mitochondrien zur Energiegewinnung (Zellatmung) benutzt
-als Glykogen gespeichert (durch Insulin), später (durch Adrenalin) wieder zu Glucose und dann ins Blut
-Orte mit Cytoplasma verbunden

Aminosäuren
-gelangt durch Proteinkanäle in der Zellmembran in die Zelle
-nach Anweisungen der Erbinformation in Ribosomen zu Proteinketten aneinandergefügt ODER in Cytoplasma in Glucose und/oder Fettsäuren umgewandelt (Ammoniak NH3 entsteht, wird in Harnstoff umgewandelt), durch Exocytose aus Zelle ausgeschleust ODER Oxidation in Mitochondrien
-durch Kanalsystem der Endoplasmatisches Retikulum (ER)weitertransportiert
-verlassen ER, in kleine Bläschen verpackt und abgeschnürt
-gelangen in Dictysome, nehmen Proteine an Empfangseite auf
-in Vesikeln verarbeitet, auf anderer Seite wieder abgegeben (z.B. Lysosomen, Versandseite)
-durch Cytoplasma wieder bei Zellmembran
-durch Exocytose aus der Zelle ausgeschleust (sind Bausteine oder bereit zur Ausscheidung)

Fettsäuren
-gelangt in die Zelle durch Kanäle in der Zellmembran
-Oxidation in Mitochondrien ODER im Cytoplasma zu Fetten (zsm. mit Glycerin) aufgebaut ODER Umwandlung zu Glucose und nichtessentiellen Aminosäuren
-an Fettzellen um gespeichert zu werden oder als Bausteine an die Zellmembran

Zerlegung der Nahrung in Nährstoffe, Video (9)

3 Videos in einem, Zerlegung der Nahrung in Nährstoffe

Anmerkung: Wir haben die drei Videos ( Kohlenhydrate, Proteine und Fette) zu einem zugeschnitten.

Was haben wir dargestellt?: In diesen Video(s) haben wir versucht die Zerlegung allgemeinverständlich darzustellen. Dazu haben wir aus Knete die Moleküle und Atome geformt und mit Notizblättern beschriftet, somit haben wir gezeigt WELCHE Substanzen ins Spiel kommen. Mit beschrifteten Blättern (Mund, Magen, Galle & Dünndarm) haben wir gezeigt WO dieser Vorgang passiert. Während dem wir den Vorgang 'nachgespielt' haben, habe ich erklärt WAS PASSIERT. Wie diese Orte miteinander verbunden sind haben wir nicht gezeigt, weil wir der Meinung waren, dass es verständlich ist, wenn man die Verdauungsorgane kennt. (Falls jmd. das nicht versteht kann er in vorherigen Blogeinträgen von mir sich darüber informieren.)

Zerlegung der Nahrung in Nährstoffe, Unterschiede (9)

In diesem Auftrag mussten wir unsere Lieblingsfrühstücksflocken und unsere Lieblingsfrucht aussuchen. In meinem Fall Bio Bircher Müsli und Banane. Das Bircher Müsli hat 52g Stärke und 13g Zucker, die Banane 3.8g Stärke und 17.2g Zucker. Als ich auch die anderen Frühstücksflocken und Früchte angeguckt habe, ist mir aufgefallen, das mehr Stärke in den Frühstücksflocken vorhanden, als in der Früchten. Genau umgekehrt ist es mit dem Zucker: es ist mehr Zucker in Früchten vorhanden, als in Frühstücksflocken.

Der Unterschied zwischen Stärke und Zucker ist, dass Stärke ein Mehrfachzucker (Polysaccharid) ist und Zucker ein Zweifachzucker (Disaccharid). Daher brauchen die Verdauungsorgane (im Falle vom Trennvorgang Kohlenhydrate: Mund, Magen & Dünndarm) mehr Zeit um Stärke zu trennen, als den normalen Zweifachzucker.

Beim Durchlesen der vorgegebenen Abschnitte sind bei mir keine Fragen aufgekommen.Während dem Aufnehmen der Videos sind einige Fragen aufgekommen, die sich aber auf die Darstellung der Verdauung bezogen haben.

Unterschiede des Verdauungssystems vom Kaninchen zum Menschen (7)

In diesem Blogeintrag werde ich die Unterschiede des Verdauungssystems vom Kaninchen zum Menschen erläutern.

Es fängt gleich an, wie bei dem Menschen. Zuerst wird die Nahrung im Mund zerkleinert und eingespeichelt. Dabei werden erste Stärkemoleküle gespalten. Danach geht die zerkleinerte Nahrung durch die Speiseröhre und gelangt somit in den Magen. Anders als beim Menschen kann das Kaninchen nicht erbrechen, da der Verschluss der Speiseröhre sehr stark ist und der Magen nur am Magenausgang sehr bemuskelt ist. Der Magen umfasst ca. 15% des ganzen Verdauungstraktes. Er enthält immer etwas Nahrung, wodurch die Verdünnung problematischer Nahrungsbestandteile möglich ist. Der Mageninhalt wird von dem salzsäurehaltigem Magensaft stark angesäuert (pH-Wert 1-2) wodurch die Abtötung der Keime garantiert ist. Im Normalfall beträgt die Verweildauer der Nahrung im Magen 3-6h. Währenddessen entlässt der Pförtner einen Teil der Nahrung dosiert in den Dünndarm. Der Dünndarm besteht aus drei Teilen: Zwölffingerdarm, Leerdarm und Krummdarm. Im Zwölffingerdarm wird der pH-Wert wieder angehoben. Der Nahrungsbrei wird mit Saft aus der Bauchspeicheldrüse und der Gallenflüssigkeit vermischt und weiter zerlegt. Anschließend gelangt der Nahrungsbrei in den Leerdarm und danach  in den Krummdarm. Im Dünndarm werden Vitamine, Einfachzucker, Aminosäuren, Fettsäuren und auch ein Teil der Salze und des Wassers aufgenommen. Übrig bleibt ein wässriger Brei mit bisher unverdaulichen Faser- und Eiweißstoffen.
Beim Übergang vom Dünndarm in den Blinddarm und Dickdarm unterscheidet sich die Verdauung der Kaninchen, anderer Pflanzenfresser. Denn anders als beim Pferd gelangt bei ihnen nur ein Teil des Dünndarminhalts in den Blinddarm. Die Sortierung erfolgt nach Partikelgrösse und zwar dadurch, dass die Nahrung aus den ersten 30 cm des Dickdarms mit Hilfe von Flüssigkeit durch eine warzenbesetze Struktur rückwärts in den Blinddarm gespült wird. Kleine Partikel mit einer Länge von weniger als 0.5 mm gelangen so in den Blinddarm, während die groben, schwerverdaulichen Fasern, wie z.B. Zellulose im Dickdarm verbleiben. Der Blinddarm eines Kaninchens ist mit einer Länge von etwa 40 cm und einem Volumen von etwa 60 % des Verdauungssystems der größte Bereich im Darm. Darin lebt eine Vielzahl von Mikroorganismen. In der Gärkammer der Kaninchen sind zu einem großen Teil Stäbchenbakterien zu finden. Viele dieser Mikroorganismen helfen dem Kaninchen bei der Verdauung der Nahrung, indem sie die noch unverdauten Nahrungsbestandteilen in nahrhafte Essigsäure, Buttersäure, Propionsäure verwandeln, die im Kaninchenblinddarm aufgenommen werden können. Bei den Stoffwechselvorgängen der Bakterien entstehen auch Abfallstoffe wie Harnstoff und Ammoniak und auch Eiweiße, Zucker und Vitamine, die jedoch im Dickdarm nicht aufgenommen werden können. Aus diesem Grund produzieren Kaninchen zwei Arten von Kot und fressen den nahrhaften Blinddarmkot beim Ausscheiden direkt vom After weg. Die Nährstoffe aus dem Blinddarmkot werden dann ganz normal im Dünndarm aufgenommen.
In der Hartkotphase werden die Nahrungsbestandteile, die zu grob sind um im Blinddarm zu landen, im über einen Meter langen Dickdarm weitertransportiert, entwässert und mit Hilfe starker Kontraktionen zu den bekannten, harten Kaninchen-Kotkügelchen gepresst und anschließend ausgeschieden. In den weniger häufigen Blinddarmkotphasen wird der Inhalt des Blinddarms durch den Dickdarm geführt, dies geschieht schneller als in der Hartkotphase. Der Blinddarmkot wird nicht so stark entwässert und nur leicht gepresst und mit einer Schicht schützendem Schleim umgeben.