Stoffwechselphysiologie

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Arbeiter, die mit dieser Substanz in Kontakt kamen, verloren erheblich an Gewicht. Diese Beobachtung führte dazu, das Mittel als Diätpille einzusetzen. M3 ATP Bildung in der Atmungskette unter Normalbedingungen innere Membran des Mito- chondriums 03.12.21 Btm Inter- membran- raum +0₂ H₂O H* NAME: Emma Schuhmacher ATP 쇼 ADP + P₁ ATP Synthese- System 2 Karnath, Brigitte iologieklausur Stoffwechselphysiologie gA QP1 2stündig H₂O M4 Wirkungsweise von Dinitrophenol auf die Atmungskette Dinitrophenol ist eine lipophile Substanz. Negativ geladene Dinitrophenol-lonen nehmen im Intermembranraum Protonen auf, diffundieren durch die Membran und geben diese Protonen in der Matrix der Mitochondrien wieder ab. Auch die unbeladenen DNP-lonen können die Membran passieren und diffundieren zurück in den Intermembranraum. Sauerstoffverbrauch [rel. Einh./min] 400 350- 300- 250 200- 150- 100- 50- 0 0 DNP 2 DNP Zugabe Dinitrophenol 5 03.12.21 Btm 10 15 ATP DNPH M5 Experimentelle Befunde zur Wirkungsweise von Dinitrophenol In Zellkulturen wurde die Geschwindigkeit der Zellatmung mithilfe des Sauerstoffverbrauches gemessen. Zu den Zellkulturen wurden nacheinander Dinitrophenol und Rotenon gegeben. Rotenon blockiert die Weitergabe der Elektronen an Komplex I der Atmungskette. DNPH NAME: Emma Schuhmacher 20 ATP Synthese- System Zugabe Rotenon 30 ADP + P₁ 40 Matrix Membran Inter- membran- raum 80 60 Zeit [min] Aussegen mid Zahlen ·belegen, Karnath, Brigitte Achse X-& Ju beschreven etc. O Emma Schuhmacher, GÅ Biologie Wal Mi 1. Die außere mitochondriale Membran K 2. Die innere mitochondriale lembran 3. Die mitochondriale Matrix 4. Ein DNA-Molekul. 5. Ein Ribosom 6. Der Intermembranraum. ✓ N₁. 2.1 Die Abbildung M3 zeigt alie in der Atmungskette, ATP-Synthese auch Endoxication genannt, bei Normalbedingungen Nach dem Citratzyklus gelangen die Elektronen und Prodonen, gebunden an die Coenzyme WADH₂H+ und FADH₂, an die innere Midochondrien membran, wo sie in die Atmungskette eingeschleust werden. Had to der inneren Membran. besinden sich vier große Prodein komplexe, hier als abgerundete Rechteche dargestelld Diese kennen sowohl Elektronen ausnehmen, als auch abgeben. Folglich Sinden Reduktion und 6f Hinfühmy V 015 0,5 Molend- beng erfolgt 05 95) 015 05 95 ✓ Oxidation parallel statt. Die Proteinkomplexe sind somit Redensysteme und die Abmungslietter eine Redoxreaktion. In einem ersten Schritt der Atmungs- Lette gibt das Coenzym NADH-H" den Komplex 1 Seine Elektronen an ab, woraushin der Elektronencarrier zu NAD+ und Protonen oxidiert. Parallel Sild -dos Coencym FADH₂ Seine Elektronen an den Komplex 2 ab. liber bewegliche Membranproteine, welche sich zwischen den Vomplexen See bewegen können, und dem Komplex 3, gelangen die Elektronen *1(Seite 12) den Komplex 4. in Hier werden die Zlektronen aus Sauersto&Smolekule, welche der Ademlust entnommen wurden, übertragen, so dass sich Sauerstoss-lonen. bilden. Gus Zusammen mit Protonen Matrix werden nun Wasser- Molehule synthetisie. * Diesen Elektronentransfold nennd men auch Elektronen transportbette. Emma Während Zwish der J Emma Schuhmacher, SÅ Biologie Während des Elektronentransfolds. Zwischen den Komplexen wird Energie Sreigesedet, welche die Komplexe, Elektronen 1, 3 und 4 nutzen, um aus dem der Matrix in den. Protonen aus der Matricin den Intermembranraum zu pumpen.. Die Inselredessen steigt die frot Die Protonenkonzentration im Inder membranraum steigt, der pH- West sinkt und es endsteht ein Ladungsgesälle, auch Prodonen gradient genannd, zwischen dem Intermembran- raum und der Matrix ² (Seite 12) Mithilse kanaldurchzogener Alf- Syndhasen, einem spezifischen Encym, hönnen die Prodonen durch die, Sur frodonen nicht fermeable, also nicht durchlässige, Membian 05 des Zellorganells dissundieren. DisSundieren nun frodonen durch. den Vanal der ATP-Synthasen, So wird die im Gefälle konservierde Energie portionsweise Sreigeseted Diese Energie wird nun von den ATP-Synthasen im ATP- Synthese -System genutet, V *², in toddhom Energie Conservien ristr 0,5 05 zutreffend 3 SKE malby zutreffende Beschreibung antreffend 120 0,5 um an Peter Phosphat gruppen. ADP- Molphule zu binden und AI das energiereiche ATP zu syndhelisieren. Diese Synthese ist Solglich eine endergonische, Energie ausbauende, Realtion in der Matrix. V₁.2.2 -Nodizen. T Unwohlsein, Herzrasen, Atemlosigked, Hitzewellen, Schweiß ausbrüche -> Tod 1. erheblicher Gewichtvellust ·lifephile Atmungestane Settliebend • negaviv geladene Dinitrophenol-lonen nehmen in Intermembianraum Prodonen aus • disSundieren durch Membran, geben Prodonen in Matrix an Mitochondrien ab -unbeladene DUP-lonen Lönnen. Membran passieren, dissundieren in Intermembrancaum If an Emma Schuhmacher bc.2.2 Dinidsaphenal (DUP) wirkt aus -die Almungskette des Sdosswechsels, auch Metabolismus genannt. Gleich der bets Atmungs bette under Normalbedingungen Sinded der Elektronentransport bis hin zum Komplex 4 statt.. Hies nehmen nun jedoch die To negativ geladenen DNP-lonen * ³ (Seite 12) die Prodonen aus, welche normaler- weise an Sauerstoss-llalehule Sauersdoss-lonen gebunden worden waten, in der Matrix gebunden. worden wären. Es entsteht nun DUPH. Anstelle der DisSusion der Protonen durch die Kanalproteine der ATP- Synthasen, gelangen die Prodonen ohne Schwierigkeiten. durch die Phospholipic doppelte Phospholipidschicht (gelangen.) Dies ist daraud zurück zu Sühren, dass es sich bei DUR um eine Lipophile Su +3 im Intermembrantaum Hinfülneg 05 S ricllig Wort doppelt nahg 015 antreffend handelt / Salz zutreffend richs Matendberg erfolgt Tazit passend 015 05 9,5 also Settliebende Substane (besteht. Sie hann also durch die Lific- Schichten der Hem, Sur Protonen 4 0,5 nicht permeable, Membran dissundieren. Ausgrund des ausbleibenden Freisetzens der, in dem Gradienden konservietten, Energie durch die DisSusion der Prodonen durch de ATP-Synthasen, können diese heine ATP- Molehale Synthetisieren. Es Sinded Sotstich heitte Aid Gewinnung durch Die beladenen DUP-lonen geben nun ihre Prodonen an die Matrix ab + (Seite 12) wodurch der frotonengradient cwischen Matrix and Intermembranraum; resuldierend aus der hohen frotonenkonzentration im Intermembranraum, abgebaut wird. Hierbei wird jedoch keine Energie See Autebare Energie Sreigesendet. Unbeladene DUP-lonen können. anschließend durch die lembran zurüch in den Intermembranraum um erneut Provonen gelangen, auszunehmen. Die Ausnahme von DUP hemmd Solglich die ATP-Synthese durch die Endoxidation. *4 welche sich casammen mit Sauerstofs totten aus der Matrix zu Wasser Hoteläten zusammen. -seteen besteht. 3 J 1 Emma Schuhmacher Nr. 2.3 Vodizen •Geschw. I. Zelladmung anhand d. Sauerst verbrauchs. ·Sauerst. = Alze Endakzeptord Protonen im Vomplex 4 I. Admungshalte • Zellkulturen zuerst Dinidrophenol, dann Rotenon •Rodenon blochiest Weitergabed. é an Domplex 1 CUADH₂H² Ihann è nicht abgeben &oxicieren) N₁.2.3 Die Abbild Das Diagramm zeigt die Geschwindigkeit der Zelladmung anhand des Sauerstoffverbrauchs in relativen Einheiten in Abhängigkeit von der Zeit in Minuten. Zunächst steigt der Graph in Interu in den ersten to Minuten. der SauerstosSverbrauch um Gn circa 75 rel. Einheiten. in den ersten 10 Minuten von Minute llinute. auf 125 rel. Einheiten pro Ind Nach 10 Minuten wird. die lipophile Substanz pro Material arstelling) ✓ Himfiling 015. ✓ 7 ridhg Materalbery live gut gut 0,5) Dinitrophenol, kurz DUP, hinengegeben.. Jans Minuten nach der Addition des DUP lässt sich ein, um etwa 200 rel. Einheiten / Minute ein Ansties do erheblicher Anstieg des SauerstosSverbrauchs, um etwa 200 sel. Einheiten. Minute AS Erklomy wird gegeben کرن v 0,5 V pro beobachten. Dies ist daraus zurüch zu Sühren, dass die beladenen Dieser hann bis zur Hinzugabe. von Rotenon ab der 40 llinute auserhalten werden. Im Zeitraum der 40. bis zur 80. Minute sinht der Sauerstoss- verbrauch linear and ungefähr so rel. Einheiten / min ab. InSolgedessen lässt sich annehmen, dass durch die Zugabe Jon Dinitrophenol, der Verbrauch des Endalzeptors Sauerstoff der Proton Elektronen ansteigt. Dies ist auf die Abgabe des Prodonen, in die Madrix, durch die beladenen DUP-lonen zurück Sühren. zu So müssen nun in der Madrit. mehr Sauerstoss - Molehule Emri Elekt 9 Schuhmacher Elektionen aufnehmen, zu Sauerstoss-lonen umgewandelt werden und frodonen. Matrix, im Sinne der Synthese von Wasser- Molehülen, ausnehmen Da Rotenon die Elektronentiansford- hette blockiert, wird auch zunehmend 0,5 aus de aus weniger Sauerstoss als Endalizeptes der Elektronen und bes Protonen der Matrit benötigt. Der SauerstosSverbrauch sinhd. hierbei nicht schlagartig aus null herunder, da ange Sangene Stas Swechselprozesse der Endoxication, welche Sauerstoss benötigen, zunächst beendet werden müssen. Erst sobald diese vollended wurden, hönnte der Sauerstof Sverbrauch lauf ein lokales Minimum sinken. Dr.2.4 Dinitrophenol zeigt, im Sinne einer Gewichtsabnahme, deutliche Sehtividad and würde rein theoridisch betrachted seinen Zwech als Diatfille erfüllen. Biologisch betrachtet weist die 0,5 RLEA 05 0,5 v Folgen der Roteron- ellat G4P pessende Hufuling 0,5 Folgen va elanter DNP Rückeng zu des redprozessen der innere- Almuy 05 V ✓ V Emr Einnahme von Dinitrophenol jedoch erhebliche gesundheitliche und teils auch Satale, also tödliche, Nebenwirkungen aus. So hemmt DUp die normale Endoxication der Dissimilation, also des abbauenden, Katabolen, Stosswechsels, & weidge hend, Durch die so dess keine Energie- Sewinnung durch dif-Synthese mithilSe stattSindet.. InSolgedessen kann keine ATP-Synthese mithilse der ATP-Synthasen stattSinden... Unter Normalbedingungen synthedisield die Atmungshefte die größten Mengen des energiereichen ATP im Verfer. II'm Vergleich zu der Su Energie- gewinnung durch Substratketten- phosphory lierung in der Glykolyse, des oxidativen Decarboxyliesung und von Pyruvat Acetyl-CoA und dem Citratzyklus, synth zu Synthetisiert die Zell Admungstedde 30 ATP- Molehule mehr. welche insgesamt nur 4 ATP- Molehule synthedisierd, entstehen bei der Atmungskette 34 ATB-Malekule. Dem Vorper würde durch die Einnahme von DUP nun nicht mehr sch 7 Emma Schuhmacher autreffend (wah.) 0,5 8,SPP genügend Energie zur Versagung stehen, um alle lebenserhaltenen Vorgänge ausrechtzu um die Zellen mit ATP (andheer Stelle) Hier fehlt noch die Erläng einzelner Symptome 0,5 t zu versorgen Um alle lebensechaldenden Vorgänge... SortSühren zu hannen, müsste der an verschiedensten Stellen Värfer andere Vorgänge einstellen und Stoffe zur ATP-Synthese abbauen.. Kommt Line es zu Herzrasen und Atenlosiguat mmt.). Schlussfolgernd kann man sagen, dass der Gewichts vellust durch DUP zwar eintritt, jedoch erhebliche gesundheitliche, teils irreversible, Schäden mit sich bringt. Anstatt D.UP zu nehmen, sollte man die lusheltätigkeit ethehen - und somit den eis Terpereigenen Leistungs- und Arbeitsumsade eshchen, um möglichst the gesund Fett abcubauen und den täglichen Gesamtumsate, die Zusammensetzung Grund- und Leistungsumsate, zu maximieren + aus (S. 2) Diesen Elektronentransport nennt man auch Elektronentransportkette... 3) Emma S. Sternchenzettel (s. 3) *², in welchem Energie konserviert. wird. (S.5) *³ im im Intermembranraum (s.6) welche sich zusammen mit. Sauerstoss-lonen aus der Matrix zu Wasser- Molekülen verbinden. milky