Energielieferanten der Zelle – Fette

Unter Stoffwechsel versteht man alle chemischen Prozesse im einem Organismus, der zur Umwandlung (Anabolismus, Katabolismus) von Stoffen führt. Der Stoffwechsel ist somit verantwortlich für die Aufnahme, den Transport und die chemische Umwandlung von Stoffen in einem Organismus. Einige der Stoffwechselreaktionen sind zwar auch im “Reagenzglas” möglich”, die Kombination der miteinander vernetzen (Stoffwechsel-)Reaktionen ist aber nur innerhalb lebender Zellen möglich. Aus diesem Grund sollte auch betrachtet werden, wie Zellen die Energie und “Baumaterial” zur Verfügung gestellt wird, die die Zellen zur Aufrechterhaltung ihrer Funktionen benötigen. Im diesem Teil sollen Fette als Energielieferanten betrachtet werden, dabei kann man annehmen, dass 1g Fett 39 KJ für die Zelle verwertbare Energie erzeugt.

Aufbau von Fetten

Fette sind eine Kombination aus Gycerinestern (“Glyceride”) verschiedener Carbonsäuren (Fettsäuren). Die Fette sind daher aus zwei Arten von Molekülen aufgebaut. Einmal das Glycerin (Molekül aus 3 Kohlenstoffatomen mit je einer OH-Gruppe am Kohlenstoffatom) und den Fettsäuren, die mit ihrer Carboxyl-Gruppe (R-COOH) und der Hydroxyl-Gruppe (R-OH) von Glycerin einen Ester bilden (R-COO-R). Unterscheiden lassen sich diese Fettsäuren in gesättigte (keine Doppelbindung im Molekül) und ungesättigte Fettsäuren. Die ungesättigten Fettsäuren kann man nochmals unterteilen in einfach- und mehrfach ungesättigte Fettsäuren. In nachfolgender Tabelle sind die wichtigsten Fettsäuren aufgelistet.

 

Tabelle mit den wichtigsten Fettsäuren

Tabelle mit den wichtigsten Fettsäuren

 

Weitere Verwendung von Fettsäuren

Die in den Fetten enthaltenen Fettsäuren dienen aber nicht nur der Energielieferung für die Zellen, sondern dienen auch noch als “Material” zum Aufbau von Zellbestandteilen, wie den Zellmembranen. Zum Aufbau dieser Membranen sind Fettsäuremoleküle mit mehreren Doppelbindungen nötig (mehrfach ungesättigte Fettsäuren, die auch als essentielle Fettsäuren bezeichnet werden.

Warum sind diese ungesättigten Fettsäuren so wichtig?
Dazu muss man sich die Struktur der Kohlenstoffkette der Fettsäure betrachten. Gesättigte Fettsäuren -überwiegend aus tierischer Nahrung – sind geradlinige Kohlenstoffketten. Durch die Doppelbindung im Fettsäuremolekül entstehen “Knicke” (Cis/Trans-Isomerie) und dies führt zu einer höheren Flexibilität der Membran. Ebenfalls können durch diese Knicke Räume zwischen den Fettsäuremolekülen entstehen, durch die Teilchen transportiert werden können.

Zufuhr und Gesamtbedarf an Fettsäuren

Wie bereits erwähnt erhalten wir Menschen aus tierischer Nahrung überwiegend gesättigte Fettsäure und aus pflanzlicher Nahrung ungesättigte Fettsäuren, die für Menschen und Säugetiere essentiell zum Aufbau von Zellbestandteilen sind. Nun stellt sich die Frage, was denn die optimale Zufuhrmenge an Fettsäuren bzw. Fetten ist. Auch hier kann man wieder keine Regel aufstellen, der die benötigte Menge an Fettsäuren von Alter und körperlicher Tätigkeit abhängt. Grob kann man aber annehmen, dass ein “normaler” Mensch ca. 1 g Fett pro 1 Kg Körpergewicht pro Tag benötigt, dabei sollte der Anteil von ungesättigten Fettsäuren (essentielle Fettsäuren) zwischen 10- und 30 g betragen.
Eine unzureichende Fettzufuhr macht sich im Gegensatz zu Kohlenhydraten erst nach einiger Zeit bemerkbar, da im Gegensatz zu Kohlenhydraten oder Proteinen der Körper Fett in fast unbegrenzter Menge speichern kann.


Energielieferanten der Zelle – Fette – Testfragen/-aufgaben

1. Was sind die Hauptfunktionen von Fetten in der Zelle?

Die Hauptfunktionen von Fetten in der Zelle sind Energiespeicherung, Wärmeisolation und Schutz empfindlicher Organe, sowie die Unterstützung der Zellkommunikation.

2. Warum werden Fette als Langzeitspeicher für Energie betrachtet?

Fette sind dichte Energiequellen und liefern etwa zweimal so viel Energie pro Gramm wie Kohlenhydrate oder Proteine, weshalb sie als Langzeitspeicher für Energie betrachtet werden.

3. Wie werden Fette zur Energiegewinnung genutzt?

Fette werden durch einen Prozess namens Beta-Oxidation zur Energiegewinnung abgebaut. Sie werden zuerst in freie Fettsäuren und Glycerin aufgespalten und dann in der Mitochondrien der Zelle weiter zerspaltet, um ATP (Adenosintriphosphat) zu erzeugen.

4. Was ist ATP und welche Rolle spielt es in der Zelle?

ATP oder Adenosintriphosphat ist die Hauptenergiequelle für die meisten zellulären Funktionen. Es wird in der Zelle durch Zerlegen von Glukose, Fetten und Proteinen erzeugt.

5. Was passiert, wenn der Körper mehr Fette aufnimmt, als er benötigt?

Wenn der Körper mehr Fette zu sich nimmt, als er benötigt, speichert er sie in den Fettzellen für eine spätere Verwendung. Langfristig kann dies jedoch zu Übergewicht und Gesundheitsproblemen führen.

6. Was sind ungesättigte Fette?

Ungesättigte Fette sind Fette, die eine oder mehrere Doppelbindungen in ihrer chemischen Struktur haben. Sie sind bei Raumtemperatur in der Regel flüssig und gelten als gesünder als gesättigte Fette.

7. Wie beeinflusst der Fettkonsum unsere Gesundheit?

Der Fettkonsum kann unsere Gesundheit auf verschiedene Weisen beeinflussen. Eine zu hohe Aufnahme gesättigter Fettsäuren kann zu Herzerkrankungen führen, während ungesättigte Fettsäuren das Herz-Kreislauf-System schützen können.

8. Wie werden Fette transportiert?

Fette werden durch einen speziellen Typ von Lipoproteinen, bekannt als Chylomikronen, transportiert. Diese Träger ermöglichen den Transport von Fetten durch das wasserbasierte Blut- und Lymphsystem.

9. Welche Rolle spielen Fette in der Zellmembran?

Fette sind Hauptbestandteil der Zellmembran. Sie sorgen für ihre Flexibilität und Integrität und sind beteiligt an der Signalübertragung zwischen den Zellen.

10. Was sind essentielle Fettsäuren und warum sind sie wichtig?

Essentielle Fettsäuren sind Fettsäuren, die der Körper selbst nicht herstellen kann und die durch die Nahrung aufgenommen werden müssen. Sie sind wichtig für das Wachstum, die Gehirnentwicklung und die Gesundheit des Herz-Kreislauf-Systems.

Autor: , Letzte Aktualisierung: 06. Juni 2024