Grundlagen Tierernährung

[davX]

Hallo zusammen,

dieses Mal halte ich mich kurz, zumal ich nicht noch lange recherchieren möchte für den Beitrag hier. Allerdings habe ich das Thema schon umfangreich abgehandelt für alle diejenigen die es genauer wissen wollen:
http://www.degupedia.de/info/tierernaehrung_grundlagen.html

Wozu dient die Ernährung?
Billige Frage meint ihr? Nun, die Frage ist durchaus berechtigt, zumal man den Kontext betrachten kann, in dem sie steht. Die Ernährung dient der Energiezufuhr des tierischen Organismus. Dieser benötigt Energie um seine Körperfunktionen aufrecht zu halten. Genauer ausgedrückt hängt der Energiebedarf mit dem Stoffwechsel zusammen. Je höher der Stoffwechsel ist, desto mehr Energie braucht der Körper. Ebenfalls bekannt sein sollte, dass kleinere Tiere (Nager, Spitzmäuse,...) generell mehr Energie brauchen als grössere Tiere, gemessen an ihrem Körpergewicht. Sie sind daher auch ständig auf Futtersuche. Doch wie kommt nun die Energie im Futter in den Tierkörper und wodurch zeichnet sich energiehaltiges Futter aus? Darauf möchte ich in den kommenden Abschnitten eingehen.

Nährstoffe, die Energie im Futter
Sicher hat jeder schon mal was von Nährstoffen gehört. Grundsätzlich kann man die Nährstoffe in drei Kategorien einteilen:

1. Kohlenhydraten
2. Proteine (Eiweisse)
3. Lipide (Fette)

Nun und was ist mit der Rohfaser? Ist das kein Nährstoff? Nun, die Rohfasern werden den Kohlenhydraten zugerechnet und sind damit auch erfasst. Der Begriff Rohfaser stammt allerdings von der Weender Analyse und ist daher häufig auf Tierfutter-Packungen zu lesen, denn dort spielt diese Analyse, trotz ihres hohen Alters, eine wichtige Rolle.

1. Die Kohlenhydraten
Die Kohlenhydrate, auch als Saccharide bezeichnet, lassen sichnach ihren Zuckerbausteinen einteilen in Monosaccharide (Einfachzucker), Oligosaccharide (Mehrfachzucker) und Polysaccharide (Vielfachzucker). Bekannte Monosaccharide sind Glucose (Traubenzucker), Galactose, Fructose (Fruchtzucker), Mannose. Beispiele für Oligosaccharide, welche aus 2-10 Monosacchariden bestehen können sind Saccharose (Haushaltzucker), welche aus einem Glucose und einem Fructose Baustein besteht oder die aus einem Galactose und einem Fructose Baustein bestehende Lactose. Bis dahin ist das Ganze noch nicht so spannend. Interessant wird es aber mit den Vielfachzuckern:

Bei den Polysacchariden unterscheidet man zwischen Gerüst- und Reservestoff Kohlenhydraten. Die Gerüststoffkohlenhydraten sind vereinfacht gesagt das, was gemeinhin als Rohfaser bezeichnet wird (in der Praxis ist das freilich etwas komplizierter). Diese Kohlenhydrate kommen vorwiegend in Pflanzenzellwänden vor und sind schwer verdaubar. Insbesondere die Zellulose kann enzymatisch nicht aufgeschlossen werden. sie passiert daher den Dünndarm ohne verdaut zu werden und kann erst im Dickdarm (meist im Caecum) mikrobiell aufgespalten werden. Die Nutzung der so gewonnenen Energie wird in der Regel durch Kotfressen gewährleistet. Kurzkettige Fettsäuren können allerdings als einer der wenigen Nährstoffe auch im Dickdarm (genauer Colon) resorbiert werden. Die Reservekohlenhydrate sind in der Regel einfach verdaubare, energiereiche Nährstoffe. Von besonderer Bedeutung ist hier die Stärke, welche insbesondere in Mehlsaaten, aber auch in Früchten (Banane) vorkommt. Sie lässt sich im Gegensatz zur Zellulose enzymatisch aufspalten und im Dünndarm resorbieren.

2. Proteine
Proteine sind wichtig für den Zellaufbau und dienen als Bestandteil von Enzymen, Hormonen und Immunkörpern. Proteine bestehen aus einer Vielzahl kleiner Bausteine, den Aminosäuren. Kommen diese in Ketten von hundert oder noch mehr Aminosäuren vor, so nennt man diese Gebilde Proteine. In natürlichen Proteinen kommen insgesamt etwas zwanzig verschiedene Aminosäuren vor. Einige davon können vom tierischen Körper nicht selber synthetisiert werden, die essentiellen Aminosäuren. Ein wichtiger Aspekt der Proteine ist noch ihre Wertigkeit. Neben Pflanzen kommen auch in tierischer Nahrung Proteine vor. Dabei sind die in tierischer Nahrung vorkommenden Proteine in der Regel hochwertiger. Da einige Nagetiere auf diese hochwertigen tierischen Proteine angewiesen sind, ist es nicht sinnvoll diese Tiere mit pflanzlichen Proteine zu ersetzen. Eine wichtige Quelle von tierischen Proteine stellt Lebendfutter (wie z.B. Futterinsekten) dar.

3. Lipide (Fette)
Lipide sind nicht wasserlöslich, haben aber eine gute Löslichkeit in einigen organischen Lösungsmitteln. Mithilfe von Emulgatoren ist es möglich, Fett auch in Wasser zu lösen. Die Lipide werden unterteilt in Fette (Glycerine) und Lipoide (fettähnliche Stoffe). Zu den Lipoiden gehören unter anderem Wachse, Steroide, Carotinoide und ätherische Öle. Die Fette sind mengenmässig am bedeutesten unter den Lipiden und bestehen wiederum aus etwa 90 % aus Fettsäuren. Fettsäureketten, die mehrere Doppelbindungen enthalten, werden als ungesättigte Fettsäuren bezeichnet und können vom tierischen Körper nicht selber syntehtisiert werden. Zu den essentiellen Fettsäuren gehören die Öl-, Linol-, Linolen- und Arachidonsäure. Fette werden im Tierkörper einerseits als Energiereserven in Form von Fettdepots angelagert, andererseits sind essentielle Fettsäuren für den Tierkörper wichtig, da sie nicht selber synthetisiert werden können. Ausserdem sind Fette wichtig als Trägerstoff für lipophile Wirkstoffe (Vitamine). Sie kommen vor allem in Samen und Körnern von Getreide vor.

Weitere lebenswichtige Stoffe
Neben Nährstoffe, welche als Energielieferant von Bedeutung sind, gibt es auch andere lebenswichtige Stoffe, die zwar als Energieträger keine Bedeutung haben und meist nur in sehr geringen Mengen nötig sind, dennoch aber überlebenswichtig sind. Dazu zählen unter anderem Vitamine und Mineralstoffe, genauer Mengen- und Spurenelemente. Ferner kann man davon ausgehen, dass auch Sekundäre Pflanzeninhaltsstoffe weit bedeutender in der Ernährung sind, als bisher angenommen. Zwar handelt es sich hier um eine sehr heterogene und vielseitige Stoffgruppe, welche auch teils toxische Stoffe (Frasschutzstoffe) oder Farb- und Geruchsstoffe enthält. Dennoch scheint es, dass einige dieser Stoffe doch auch wichtig für den tierischen Organismus sind.

Und wie kommt nun die Energie in den tierischen Körper?
Tja, diese Frage habe ich bisher geflissentlich umgangen. Es ist richtig, dass die Energie bzw. Nährstoffe, wie sie in den Pflanzen vorkommen so nicht direkt vom tierischen Körper aufgenommen werden können. Sie müssen daher durch mechanische und chemische Prozesse so zubereitet werden, dass sie vom tierischen Organismus aufgenommen werden können. Dieser Prozess bezeichnet man als Verdauung. Er fängt bereits schon im Mund der Tiere an. Durch das Kauen der Nahrung, wird diese in zerkleinert, in transportierfähige Bissen portioniert und mit Einspeichelung transportfähig gemacht. Einige Tiere haben im Speichel bereits schon Enzyme, welche zur Stärkevorverdauung beitragen können oder gewisse Frasschutzstoffe inaktivieren können. Die Nahrung gelangt dann durch die Speiseröhre (Oesophagus) in den Magen. Dort wird der Speisebrei weiter chemisch und mechanisch bearbeitet. Von dort aus wird der Speisebrei (Chymus) dann vom Magenpförtner (Phylorus) in portionierten Happen in den Dünndarm weitertransportiert. Dort wird der saure Speisebrei einerseits wieder neutralisiert, andererseits wird der Speisebrei weiter aufgespalten. Grossmolekulare Nährstoffe wie komplexe Reservenkohlenhydrate, Lipide oder Proteine werden weiter zerlegt. Kohlenhydrate in ihre Monosaccharide, Lipide werden mithilfe von Gallensäure emulgiert und Proteine werden in ihre Aminosäuren aufgespalten. So können diese Nährstoffe nun die Dünndarmwand passieren und gelangen so in den Organismus.
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[Camie]

Hi David,

ich hätte da einen verbesserungsvorschlag zum Thema Fette:

[davX]

Menno, ich hab mich damit vor etwa einem Jahr mal intensiv beschäftigt. Mir ist auch klar, dass wohl da und dort Ungenauigkeiten sind, aber ich merke irgendwie schon, ich müsste mich selber nochmals tiefer in die Materie knien. Das sind halt irgendwie die Tücken der Quereinsteiger.
Hast du vielleicht noch Unterlagen. Gerade zu Phospho-, Sphingo- und Glycolipide habe ich auf die Schnelle nix gescheites finden können. Aber das mit diesen 90% hab ich wiedergefunden:

[Murx Pickwick]

Das Problem ist hierbei, Fette werden unterschiedlich definiert, ob du nun aus der Veterinärmedizin, den Enährungswissenschaften, der Chemie oder der Futterherstellung kommst. In allen Bereichen außer der Chemie werden hoffnungslos die Begriffe Fette, Öle und Fettsäuren durcheinandergeschmissen, im Grunde genommen weiß man zum Teil gar nicht mehr, von was die Leute überhaupt reden. Ich würd mich da nach den Chemikern richten. Einen guten Einstieg bildet das Römpps Chemielexikon. Die IUPAC empfiehlt das Wort Triacylglyceride und hat dafür bestimmt sehr gute Gründe - dieser Begriff ist eindeutig.

Ein weiterer guter Einstieg zu Lipiden und Fetten bildet übrigens inzwischen auch die Wikipedia ... sie ist seit neuestem in vielem genauer wie der Römpps.

Ach ja ... ein gutes Argument zur natürlichen Ernährung ist die Unterscheidung in Transfettsäuren und Cisfettsäuren ... Transfettsäuren entstehen meist erst durch Weiterverarbeitung von Fetten, zum Beispiel durch Härten. Im Grunde genommen kann man also ganze Bücher alleine über Fettsäuren schreiben

Lipide teilen sich im groben und ganzen in folgende Gruppen:
- Fettsäuren, Triacylglyceride, Wachse
- Membranlipide (Phospholipide, Sphingolipide, Glycolipide)
- Isoprenoide (Steroide, Carotinoide)

Die ernährungsphysiologisch wichtigsten Großgruppen sind:
- Wasser
- Kohlenhydrate
- Lipide
- Proteine
- Mineralstoffe und Spurenelemente

Wenn man das mal auseinanderklabaustert, hast du fast alles damit erfaßt, was es so an Molekülen auf der Erde gibt ... nur mal so nebenbei *g*
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Marx ist die Theorie
Murx ist die Praxis!

Ich habe es endlich amtlich (Mitgliedsausweis der Piratenpartei):
"Der Besitzer dieses Dokumentes ist berechtigt, sich seines Verstandes zu bedienen, Informationen zu produzieren, replizieren und konsumieren, sich frei und ohne Kontrolle zu entfalten in Privatsphäre und Öffentlichkeit.

Behinderung dieser Rechte wird geahndet durch die Piratenpartei Deutschland"

[Camie]

Hi,

ich habe in der letzten Zeit realisiert dass ich deutlich andere (ich würde sagen, genauere - aber das kommt ja drauf an was man wissen will) Vorstellungen von diesen ganzen Stoffklassen habe.
Proteine nur als Nahrungsbaustein zu sehen, ist für mich quasi ein Graus da müh ich mich hier tagelang ab halbwegs aktives Photosystem 2 zu präparieren und mein Verdauungstrakt zerlegt das PS2 aus meinem Mittagessen gerade feinst säuberlich in Einzelteile .

Also für mich als (Bio-)chemiker sind Fette und Öle halt Triacylglyceride.
Was die membranbildenden Lipide angeht, verweise ich auch einfach mal auf Wikipedia, besser könnt ichs auch nicht erklären.
Die Phosphoglyceride sind am einfachsten von den Fetten abzuleiten, hier ersetzt du einfach in Gedanken eine der äußeren Fettsäuren am Glycerin durch ein Phosphat, wodurch dieser Teil des Moleküls "wasserlöslich" wird. Die anderen Klassen haben ein anderes Grundgerüst, aber die Strategie ist die selbe.

Das Problem bei gehärteten Fetten ist, dass die chemische bzw. industrielle Verarbeitung weit weniger exakt ist als unsere Enzyme, sie kann nicht zwischen trans- und cis-Doppelbindungen "unterscheiden" - zumindest nicht, wenn man keine horrenden Preise für das Produkt zahlen will. Aber das geht jetzt in die Details...
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"Der Beginn aller Wissenschaften ist das Erstaunen, dass die Dinge sind, wie sie sind." - Aristoteles

[lia]

[davX]

Huhu ihrs,

danke für eure Tipps. Aber was die Wikipedia angeht... ich glaube nicht, dass das eine gute Idee ist. Die Texte mögen zwar gut sein, oft aber aus didaktischer Sicht unbrauchbar, gerade bei Chemiethemen oder so. Da ist mir fürs Erste ein Biochemie Lehrbuch (wie Lia erwähnte) die bessere Wahl und sollte ich dann einigermassen den Durchblick habe, dann schaue ich, was ich mit dem Geschreibsel in der Wikipedia anfangen kann.
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[Camie]

Hi,

stimmt, die Nucleotide... wobei wir die ja komplett selbst synthetisieren können, wenn ich mich nicht irre.
Ich erinnere mich an eine Biochemie-Vorlesung... unsere Dozentin hatte diesmal keine Wasser-, sondern eine Colaflasche dabei, worüber wir uns schon gewundert haben. Sie kam dann auf die Nucleotidbausteine zu sprechen, also auch den Phosphatrest... fragte in die Runde - "Und wo bekommt jetzt unser Körper das ganze Phosphat her?" - und trank demonstrativ nen Schluck Cola .
Wichtig ist dabei zu wissen, dass ihre Derivate noch für viiiiiiiiel mehr gut sind als für DNA-Bausteine , z.B. ATP, NADPH, einige B-Vitamine, cAMP, GTP...

Ich kann übrigens den Stryer - Biochemie empfehlen, ich mag ihn lieber als den Voet oder Lehninger... aber das ist Geschmackssache und vom Inhalt unterscheiden die sich nicht großartig, wenn du schon Zugriff auf ein Buch hast.

Mit der Wikipedia kannst du recht haben, mir fällt das gar nicht auf weil vieles so selbstverständlich ist... ist glaube ich bei jedem Studium so
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[Murx Pickwick]

Ich muß ganz ehrlich sagen .. mit den Chemielehrbüchern konnte ein 14jähriger Bekannter noch nix anfangen, aber den Wikitext über Lipide und Fette hat er auf Anhieb verstanden
Er hat ja auch nach der Überarbeitung reingeschaut, vorher waren speziell die Fette eine einzige Katastrophe *g*

Die Wikipedia gewinnt immer mehr an Qualität und in einigen Texten ist sie jetzt schon aufgrund ihrer allgemein gehaltenen Wortwahl besser wie manch ein Lehrbuch - andere Stellen bekommt man immer noch das kalte Grausen *g*
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[davX]

[Camie]

Hi,

ich denke je mehr chemische Grundlagen man hat, desto besser oder einfacher versteht man die Biochemie. Wenn dir eine Funktion oder Eigenschaft unklar ist, lohnt es sich meist in den chemischen Hintergrund zu schauen.
Man kann sich jetzt merken - "Fette sind Ester von Glycerin mit 3 Fettsäuren" - aber das sagt dir erstmal wenig, außer dass es halt so ist. Wer sich aber mal mit der Esterbindung beschäftigt hat kann sich sofort ableiten, welche Eigenschaften das Zeug hat, wie man es spaltet oder synthetisiert. Ähnlich ists mit den ungesättigten Fettsäuren.

Ich muß mittlerweile zähneknirschend zugeben, dass mir die organische Chemie genützt hat (ich habe das Fach sooooo gehaßt ).
Ich schaue heute abend mal in den Stryer rein, was da so über Fette drinsteht.
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[davX]

Ja da hast du recht. Mit den Grundlagen kommt man weiter, nicht nur in der Chemie auch in anderen Disziplinen ist das nicht anders. Es wäre auch mein Anliegen, wenn ich das irgendwie auch miteinbeziehen könnte. Ich hatte bislang vor allem anorganische Chemie, welche sich ja schon etwas von der organischen unterscheidet. Halt mit der Ernährung sind mir einige Dinge und Begriffe vertraut... ich denke mit der Zeit und der Beschäftigung werde ich auch da reinkommen, in die spannende Welt der Chemie
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