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Die Elemente |
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 Im
menschlichen Körper tauchen eine Reihe von chemischen Elementen auf. Die
wichtigsten Elemente sind Sauerstoff mit 56,1% und Kohlenstoff mit 28%.
Außerdem enthält der Körper noch 9,3%, 2% Stickstoff, 1,5% Calcium. Außerdem
tauchen die Elemente Schwefel, Eisen, Zink, Iod, Fluor, Kupfer, Magnesium,
Kalium, Natrium, Selen und Cobalt in geringen Mengen auf. Aus dieser kleinen
Anzahl an Elementen basiert das menschliche Leben. Es gibt Millionen von
biochemischen Verbindungen in unserem Körper die auf dieser handvoll von
Elemente basieren. |
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Wasser |
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Eines der einfachsten, jedoch bedeutendsten,
ist das Wassermolekül. Es macht 60% unseres Körpergewichts aus. Das Molekül
besteht gerade mal aus 2 Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom. Es
dient in Lebewesen als Lösemittel für chemische Reaktionen in den Zellen
unseres Körpers und dient als Transportmittel in unserem Blutkreislauf.
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Wasser hilft im Magen zusammen mit der
enthaltenen Salzsäure bei der Verdauung uns spült in unserem Urin Giftstoffe
aus unserem Körper. Bei Anstrengung sorgt es in unserem Schweiß für
Abkühlung. Wasser ist universell einsetzbar und besitzt im menschlichen
Körper eine Vielzahl von Aufgaben. |
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Proteine,
Fette und Zucker |
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In unserem Körper laufen die chemischen
Reaktionen bei gemäßigten 37°C ab. In der chemischen Industrie ist häufig
nötig Reaktionen bei sehr hohen Temperaturen zu starten, damit sie in einer
angemessenen Geschwindigkeit ablaufen. Wie schafft es unser Körper die
Reaktionen in der Kürze der Zeit ablaufen zu lassen? |
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Das Geheimnis sind Biokatalysatoren – die
Enzyme. Sie stellen Proteine dar, welche an einer Vielzahl von Reaktionen
teilnehmen und diese beschleunigen. Katalysatoren werden jedoch bei einer
chemischen Reaktion nicht verbraucht. Im Wesentlichen bestehen Enzyme aus
Sauerstoff, Kohlenstoff und Wasserstoff. Häufig brauchen Enzyme so genannte
Cofaktoren. Dies sind meist Metallionen wie Zink, Eisen oder Selen. Weitere
Cofaktoren sind Vitamine und ihre Abbauprodukte. Enzyme sind
stoffspezifische Substanzen und katalysieren nur ganz bestimmte Schritte
einer biochemischen Reaktionskette. |
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Universaltreibstoff ATP |
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 Viele
chemische Reaktionen in Lebewesen benötigen Energie. Der Energielieferant
für diese Reaktionen ist das Adenosintriphosphat (ATP). Der Energiegewinn
erfolgt durch das Abspalten einer von drei Phosphatgruppierungen
(Energiegewinn pro Phosphatgruppe: 30 kJ/mol).
Die Herstellung des ATP erfolgt durch die
Nutzung der bei der Verbrennung von Nährstoffen freigesetzten Energie. |
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Fette – Die
Treibstoffdepots unseres Körpers |
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Neben dem sofort verfügbaren und ständig im
Umlauf befindlichen ATP besitzt der Körper des Menschens aber auch Depots,
welche die Energie dauerhaft speichern und bei Bedarf freisetzen. Eine
wichtige Rolle spielen dabei die Saccharide (Zucker). Dabei werden einzelne
Monosaccharide zu langen kettenförmigen Molekülen (Glykogen)
zusammengesetzt. 2/3 dieser Energie-Reserve werden als Notdepot für die
Muskeln zur Verfügung gestellt. Das fehlende Dritten wird in der Leber
eingelagert. Mit Hilfe dieser Depots kann der Zuckerspiegel im Blut bei
einem konstanten Wert gehalten werden. Die Reaktion von Glucose zu
Kohlenstoffdioxid und Wasser ist die bedeutendste Reaktion zur Gewinnung von
Energie zum erzeugen von ATP. Dabei wird ATP in einem komplizierten
Biochemischen Kreislauf gebildet – man spricht auch vom Zitronesäurezyklus. |
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Ein weiteres wichtiges Energiedepot wird in
unserem Unterhautgewebe in Form von Fetten angelegt. Bei Bedarf werden die
Fette unter Sauerstoffzufuhr zu Wasser und Kohlenstoffdioxid oxidiert und
liefern dabei Energie in Form von ATP. |
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Verbindungen die sich von den fetten
ableiten lassen sind essentieller Bestandteil der Zellmembran. Das in der
Zellmembran enthaltene Cholesterin ist ein bedeutender Ausgangsstoff für die
Synthese von wichtigen Hormonen (wie beispielsweise Östrogen, Gestagen und
Testosteron). Im Normalfall besteht ein gesundes Gleichgewicht zwischen
Cholesterinspiegel und Nutzung des Cholesterins. Bei vielen Menschen ist
dieses Gleichgewicht jedoch gestört und es kommt zu den gefürchteten
Cholesterinablagerungen in den Blutgefäßen, welche zu Herzerkrankungen sowie
Artherosklerose führen. Diese Erkrankungen zählen zu den häufigsten
Todesursachen in den westlichen Staaten. |
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Ambivalenter
Sauerstoff |
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 Das
Sauerstoffmolekül ist unbestritten für viele Lebewesen von essentieller
Bedeutung. Es wird zur Energiegewinnung bei der Verbrennung von Glucose in
den Zellen des menschlichen Körpers gebraucht.
Der Sauerstoff wirkt aber auch toxisch.
Atmet man mit Sauerstoff angereicherte Luft über einen längeren Zeitraum
ein, so kommt es zu einer Entzündung der Lunge. Das entzündete Gewebe kann
keinen ausreichenden Sauerstoffaustausch mehr gewährleisten und der
Betroffene stirbt an einer Sauerstoffunterversorgung.
 Der
Grund für diese Beobachtung ist die hohe Reaktivität des Sauerstoffs. Das
Sauerstoffmolekül ist auch an unserem Alterungsvorgang beteiligt. Die
reaktive Spezies sind so genannte freie Radikale, welche Proteine und
Nucleinsäuren in unserem Körper angreifen und zerstören. Da diese besondere
Reaktivität des Sauerstoffs für die Energiegewinnung in unserem Körper
erforderlich ist, besitzt der Körper auch verschiedene Schutzmechanismen,
durch die freie Radikale abgefangen werden. ein Beispiel für einen
Radikalfänger ist das Vitamin C. |
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Metalle in
unserem Körper |
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Viele Metalle sind für
uns lebensnotwendig. Dazu zählt Eisen, Calcium, Zink, Kupfer, Magnesium,
Kalium, Natrium, Selen und Cobalt sowie die Halogene Iod und Fluor. Wir
benötigen diese Elemente jedoch nur in sehr geringen Mengen.
Das Eisen ist in der
obigen Aufzählung das populärste Element. Eisen ist Bestandteil des
Hämoglobins und dient zur Komplexierung von Sauerstoff. sowie
Kohlenstoffdioxidmolekülen.
Das Calcium sowie das
Fluor sind wichtiger Bestandteil unserer Knochen und Zähne. Das für den
Knochenaufbau benötigte Calcium wird über die Nahrung aufgenommen. Da
Calcium zusammen mit Phosphaten und Oxalaten schwerlösliche Salze bilden und
somit für den Knochenaufbau nicht mehr zur Verfügung stehen sollten Kinder
sowie ältere Menschen nur wenig Cola (enthält Phosphorsäure als
Säuerungsmittel) und Rababar (enthält Oxalate) essen. |
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Im
menschlichen Körper tauchen eine Reihe von chemischen Elementen auf. Die
wichtigsten Elemente sind Sauerstoff mit 56,1% und Kohlenstoff mit 28%.
Außerdem enthält der Körper noch 9,3%, 2% Stickstoff, 1,5% Calcium. Außerdem
tauchen die Elemente Schwefel, Eisen, Zink, Iod, Fluor, Kupfer, Magnesium,
Kalium, Natrium, Selen und Cobalt in geringen Mengen auf. Aus dieser kleinen
Anzahl an Elementen basiert das menschliche Leben. Es gibt Millionen von
biochemischen Verbindungen in unserem Körper die auf dieser handvoll von
Elemente basieren. 
Viele
chemische Reaktionen in Lebewesen benötigen Energie. Der Energielieferant
für diese Reaktionen ist das Adenosintriphosphat (ATP). Der Energiegewinn
erfolgt durch das Abspalten einer von drei Phosphatgruppierungen
(Energiegewinn pro Phosphatgruppe: 30 kJ/mol).
Die Herstellung des ATP erfolgt durch die
Nutzung der bei der Verbrennung von Nährstoffen freigesetzten Energie.
Das
Sauerstoffmolekül ist unbestritten für viele Lebewesen von essentieller
Bedeutung. Es wird zur Energiegewinnung bei der Verbrennung von Glucose in
den Zellen des menschlichen Körpers gebraucht. 
Der
Grund für diese Beobachtung ist die hohe Reaktivität des Sauerstoffs. Das
Sauerstoffmolekül ist auch an unserem Alterungsvorgang beteiligt. Die
reaktive Spezies sind so genannte freie Radikale, welche Proteine und
Nucleinsäuren in unserem Körper angreifen und zerstören. Da diese besondere
Reaktivität des Sauerstoffs für die Energiegewinnung in unserem Körper
erforderlich ist, besitzt der Körper auch verschiedene Schutzmechanismen,
durch die freie Radikale abgefangen werden. ein Beispiel für einen
Radikalfänger ist das Vitamin C.