Aufgabe Vorschlag A - Aufgabe 4 · Abitur Hessen Ernährungslehre LK 2021

4.1 Überführen Sie die Untersuchungsergebnisse (Material 4) in ein Kurvendiagramm.

Lösung: Verlauf der Konzentrationen von Glukose, Ketonkörpern und freien Fettsäuren im Blut während einer 7-tägigen Fastenperiode: - Beschriftung der x-Achse: Hungerdauer (in Stunden bzw. Tagen von 0 bis ca. 168 Stunden/7 Tagen) - Beschriftung der y-Achse: Konzentration im Blut (in mmol/l Blut, von 0 bis ca. 6 mmol/l) - Glucose: sinkt von 5,50 mmol/l steil ab auf ca. 3,60 mmol/l bei 40 Stunden und bleibt dann annähernd konstant bei 3,50 mmol/l - Ketonkörper: steigen von 0,01 mmol/l stark an auf 2,90 mmol/l bei 40 Stunden und weiter auf 4,50 mmol/l nach 7 Tagen - Freie Fettsäuren: steigen von 0,30 mmol/l auf ca. 1,15 mmol/l bei 40 Stunden an und verbleiben weitgehend auf diesem Plateau (1,19 mmol/l)

4.2 Erklären Sie die Stoffwechselwege im Hungerzustand unter Verwendung der biochemischen Fachbegriffe mithilfe von Material 5.

Lösung: Bei kurzzeitigem Fasten: - Aktivierung der Glykogenolyse in der Leber zur Freisetzung von Glukose zur Erhöhung des Blutglukosespiegels. - Beginn des Fettabbaus durch Lipolyse im Fettgewebe: Spaltung von Triglyceriden in freie Fettsäuren (FFS) und Glycerin. - Glycerin dient in der Leber als Substrat für die Glukoneogenese. - Freie Fettsäuren werden direkt in Muskel, Herz und Niere zur Energiegewinnung genutzt oder gelangen zur Leber, wo sie über die β-Oxidation zu Acetyl-CoA abgebaut werden. - Da der Energiebedarf der Leber gedeckt ist und Oxalacetat für die Glukoneogenese abgezogen wird, ist der Citratzyklus gehemmt; Acetyl-CoA wird in Ketonkörper umgewandelt (Ketonkörpersynthese), welche über das Blut zu Organen transportiert und energetisch verwertet werden. - Laktat aus dem anaeroben Glukoseabbau im Muskel wird über den Cori-Zyklus zur Leber transportiert und fließt in die Glukoneogenese ein; ebenso glukogene Aminosäuren aus dem Muskelabbau. - Glukoneogenese in der Leber ist essenziell, da Gehirn (ZNS) und Erythrozyten zwingend auf Glukose angewiesen sind. Bei längerfristigem Fasten: - Die Glykogenspeicher der Leber sind nach 12 bis 24 Stunden vollständig erschöpft. - Vermehrter Abbau von Muskelprotein zur Bereitstellung glukogener Aminosäuren für die Glukoneogenese; auch Laktat und Glycerin werden weiterhin genutzt. - Verstärkte Umwandlung freier Fettsäuren in Ketonkörper, da die Glukoneogenese den Gesamtbedarf an Glukose für ZNS und Erythrozyten nicht mehr allein decken kann. - Das ZNS adaptiert und stellt zusätzlich auf Ketonkörperverwertung um. - Muskel, Herz und Niere nutzen primär freie Fettsäuren und Ketonkörper zur Energiegewinnung.