Glukoseversorgung des Gehirns bei Karnivoren

Jaamar · Anmeldungsdatum: 14.06.2010 Beiträge: 119

Hallo Leute!
Lt. Stryer ist Glukose die einzige Energiequelle für das Gehirn.
Jetzt hat sich mir die Frage gestellt, wie das bei Fleischfressern wie zB Löwen funktioniert, dass sie den Glukosespiegel aufrechterhalten können.

Ich weiß, dass Fleischfresse sehr gut entwickelte Gehirne haben (und dadurch auch einen hohen Glucoseverbrauch?). Bei körperlicher Betätigung (Jagd) erfolgt die Energiezufuhr ja auch hauptsächlich anaerob über Glykogenabbau und Umbau zu Lactat. Dies kann ja teilweise über die Glykoneogenese wieder zurück reduziert werden. Dafür ist aber auch wieder viel Energie notwendig. Diese könnte aber aerob über die Oxidation von Fettsäuren gewonnen werden.

Weiters steht in meinen Lernunterlagen, dass sich der Glykogenspiegel bei einer Protein-/Fettdiät nur sehr sehr langsam regeneriert (da Säugetiere aus Acetyl-CoA keine Glukose synthetisieren könnnen?). Sich aber bei Zunahme von kohlenhydratreicher Kost recht schnell regeneriert.
Fleisch besteht aber hauptsächlich aus Proteinen und Fett. Wie stellen reine Fleischfresser das jetzt an?

Meine Ideen:
*Das Gehirn hat auch einen enormen Sauerstoffverbrauch. Daraus schließe ich,d ass die Energiegewinnung aerob über Citratzyklus und ox. Phosphorylierung stattfindet. Werden dann vielleicht Intermediate des Citratzyklus (Acetyl-CoA, Citrat....) über das Blut aufgenommen und anschließend in Atmungskette eingeschleust (wodurch sich für mich aber nicht erschließt warum Glucose als einzige Energiequelle (durch die Glykolyse?) angeführt wird.

*Glukose wird vielleicht von Bakterien im Darm über den Glyoxylatzyklus synthetisiert.

*Die Glykogenvorräte des Beutetiers (das aber bei der Jagd wohl auch viel davon umsetzen muss) sowie die Zucker aus Glykosilierungen für die Versorgung aus.

*Ich sitz einem Denkfehler auf

Hoffe ich hab mich klar ausgedrückt :-)
Beste Grüße Jaamar

PaGe · Moderator Anmeldungsdatum: 19.03.2007 Beiträge: 3549 Wohnort: Hannover

Das gehirn kann meines wissens auch auf einen ketonstoffwechsel umschalten. Das dauert allerdings einige zeit und glucose wird auf jeden fall bevorzugt. Durch die gluconeogenese kann glucose aus vielen abbauzwischenprodukten gebildet werden. Mein prof hat auch immer gesagt, dass die hauptfunktion des citratzyklus nicht die regeneration sondern das auffangbecken vieler stoffwechselwege ist. Des weiteren ist in muskel auch glykogen enthalten, das die löwen mit der nahrung aufnehmen.

Jaamar · Anmeldungsdatum: 14.06.2010 Beiträge: 119

Danke für die schnelle Antwort!

Das mit dem Glykogen war mir auch am logischten. Hab mir da ein bisschen was durchgerechnet und komme eigentlich auf einen plausiblen Ansatz.
Das Gehirn eines Menschen etwa 120g Glukose (bei ~ 1500g) pro Tag braucht. Ein Löwengehirn wiegt laut dieser Quelle http://mebb.de/d_tier/groesse.htm 220g. Daraus ergibt sich (wenn man es so umrechnen kann) 17,6 g/Tag. Bei einem Rudel von ~20 Tieren auf etwa 350 g/Tag
Der Menschliche Körper hat Glykogenreserven von ungefähr 200 g. Ein Zebra wiegt etwa das 5-fache eines Menschen ==> 1000g Glykogen. Bei der Jagd wird wahrscheinlich ein bisschen was davon verbrannt. Wenn jetzt etwa 700 g überbleiben, könnte ein Löwenrudel von einem mittelgroßen Zebra etwa 2 Tage lang das Gehirn mit Glucose versorgen. Das Klingt meines Erachtens einleuchtend.
Die Frage ist eben, ob man das so ummünzen kann :-/

Also laut Stryer ist die Umwandlung von Pyruvat in Acetyl-CoA bei Tieren irreversibel. Dies macht die Produkte des Citratzyklus für die Glykoneogenese unbrauchbar.
Hab auch noch gefunden, dass Glycerin als Vorstufe von Glukose dient und aus Triglycerinen gewonnen werden kann. Jedoch sind Tiere auch dazu nicht im Stande.
Aus den Aminosäuren Alanin und Serin kann jedoch Pyruvat synthetisiert werden (woraus in der Glykoneogenese Glykose werden kann).

jörg · Anmeldungsdatum: 12.12.2010 Beiträge: 2107 Wohnort: Bückeburg

Jaamar · Anmeldungsdatum: 14.06.2010 Beiträge: 119