Dierfysiology (dr G Smith)


CO2 + zonlicht gereduceerde C-verbindingen + O2

Je krijgt dus verbindingen die later weer geschikt zijn voor oxidatie (levert energie op), je kunt ze ook opslaan en omvormen tot bv bouwsten. (bv spieren)


Hoe kun je de gereduceerde C-verbindingen tot je nemen? Specialisatie in het opnemen van voedsel: Hoofdstuk 4


Voedselkeuze:

- Klein: filterfeeding (

o Walvis: actief

o Schelpdieren: passief

- Groot:

o Carnivoren: jagen: gebit, gedrag

Spijsvertering - darm

o Herbivoren: planten

Spijsverteringsstelsel

- Vloeistoffen:

o melk

o nectar

o insekten chemische vertering (externe vertering) (bv een spin die stoffen in een prooi spuit en het vervolgens leegzuigt.


Uiteindelijk wordt al het voedsel afgebroken tot de universele bouwstenen (bv eiwitten worden afgebroken tot aminozuren etc)


Vertering van voedsel:

- extern:

o holtedieren: voedsel in holte en dan enzymen in de holte brengen die het voedsel verteren dat dan vervolgens kan worden opgenomen door o.a. fagocytose

o insecten: voorbeeld van de spin die sappen in prooi spuit en hem dan leegzuigt.






Darmkanaal in compartimenten: in de verschillende compartimenten kun je verschillende enzymen toevoegen zodat je het voedsel beter kunt verwerken. Je kunt dus efficienter omgaan met je voedsel. Dus alleen met een gespecialiseerd spijsverteringskanaal kunnen dieren groot worden.


Voedsel:

- Eiwitten:

o aminozuurketens + peptidase(endopeptidase kan in het midden knippen en exopeptidase kan alleen aan het einde een aminozuur van de keten afhalen) aminozuren

- Vetten:

o glycerol-vetzuren 2C-atoom-verbindingen

o Stap 1: vetten worden gehydrolyseerd door enzym: lipasen

- Koolhydraten

o Afgebroken tot polymeren: suikers

o Afgebroken tot disachariden en dan tot monosachariden


Alle bouwstenen worden uiteindelijk in de citroenzuurcyclus gebracht.


Cellulose (+ cellulase) suikers

Er zijn bijna geen organismen die cellulase produceren: dus maken herbivoren gebruik van microorganismen in het spijsverteringskanaal die wel cellulase kunnen maken. Cellulose wordt afgebroken in het Rumen (speciaal compartiment). Bij de koe is het het grootste compartiment van het spijsverteringsstelsel. In het Rumen zitten dus de microzuren die cellulase maken en ze produceren uit de cellulose carbonzuren en CH4, in het Rumen zit geen zuurstof: anaeroob, dus kunnen geen suikers worden gemaakt. Dus de enige zuurstof die in de produkten zit komt uit de cellulose, de microorganismen halen energie uit deze reactie die voldoende is om op te groeien. De carbonzuren en de CH4 gaat verder in het spijsverteringsstelsel en wordt er verder oxidatie toegepast en de energie die daar vrijkomt komt ten gunste aan de herbivoor.


Dieren die leven van gras hebben een enorm groot spijsverteringsstelsel omdat er weinig stikstof in gras zit dus moeten ze heel veel gras eten. (heel groot vermentatie vat (koeien)

of een heel lang darmstelsel (knaagdieren))


Heen en weer brengen van voedsel tussen Rumen en mond voor herkauwen wordt het methaan gas gebruikt om ze omhoog te brengen.


Coprofagie: hergebruiken van poep (fijne bezigheid !)


Carnivoren hoeven veel minder te eten dan herbivoren: herbivoren eten de hele dag en carnivoren eten 1 keer per dag of nog langer. Omdat het voedsel veel efficienter kan worden opgenomen.


Hoeveelheid voedsel:

Opname centrum: hersenen:

- sensoren: meten hoeveelheid glucose

- strekreceptoren: zenuwvezels die gevoelig zijn voor uitrekken, zitten bijvoorbeeld in de maagwant en die geven het signaal door aan het opnamen centrum.




C6H12O6 + 6O2 6 CO2 + 6H2O [koolhydraten]

6C2H2N + 10.5O2 9 CO2 + 3CO(NH2)2 [Eiwitten]

3C2H2 + 7.5O2 6 CO2 + 3H2O [Vetten]


Respitoir quotient: [CO2] / [O2]


Hoe meer geoxideerd hoe minder energie je er nog uit kunt halen.

Eiwitten zul je eerst nog de stikstof kwijt moeten raken om ze volledig te kunnen oxideren tot CO2 en H2O. Van stikstof maken ze CO(NH2)2 (Ureum) dat ze kunnen uitscheiden.


Opslag van voedsel:

- Vet: opslag voor voor vetzuren en carbonzuren

o Hoog energetische per gram

o Langzaam metaboliseren

o Kunnen alleen aeroob gebruikt worden (citroenzuurcyclus)

o Licht (ideaal voor vogels dus)

- Glycogeen (polymeer van glucose): opslag vorm voor koolhydraten

o Laag energetisch per gram

o Snel metaboliseren (dus wordt als eerste afgebroken als er energie nodig is)

o Glycogeen kan altijd worden gebruikt of er nou zuurstof is (maximale energie) of geen zuurstof (naar lactaat maar een beperkte hoeveelheid ATP)

o Zwaar (te zwaar voor bv vogels)

o In de spieren aanwezig zodat we anaerob spieren kunnen gebruiken (niet afhankelijk van zuurstof toevoer!


Hoofdstuk 5

Metabolische snelheid (metabolic rate)

Energie verbruik / tijdseenheid.


Voedsel + O2 CO2 + H2O + andere produkten + Energie


Andere prodrukten:

- bouwstenen

- opslag

- uitscheiden


Energie:

- warmte die vrij komt (kun je meten met een calori meter)

- Energie kun je proberen te bereken via reactie vergelijking en dan moet je dus de hoeveelheid eindprodukten weten.

- Meten van de hoeveelheid zuurstof die gebruikt wordt in het lichaam is een derde mogelijkheid om de hoeveelheid energie die vrijkomt te meten. (metabolische snelheid meten)

Concentratie zuurstof in het milieu is bepalend voor de metabolische snelheid: hoe meer zuurstof hoe een hogere metabolische snelheid mogelijk is (hoeft niet natuurlijk).


Zoogdieren in water:

- Zuurstof wordt meegenomen tijdens de duik

- De druk neemt toe dus de zuurstof spanning wordt naar het bloed geperst en raakt opgelost in het bloed als een soort gasbelletjes en gaat zitten in vetweefsel (ingeperst). Als de dieren weer omhoog komen dan zal de zuurstof heel snel vrijkomen uit het vetweefsel en gaat bellen in de bloedbaan vormen die de bloedvaten verstoppen zodat bepaalde organen geen bloed meer krijgen dood. Het heet de caisson ziekte. Al neemt de zuurstof concentratie toenemen dan zal ook de toxiciteit toenemen: oxideren met verbindingen die niet geoxideerd moeten worden. Daardoor ontstaat schade aan het weefsel. Het leven in een hele hoge zuurstofconcentratie heeft dus het gevaar van toxiniteit: pure zuurstof in admenen is dus niet zo gezond.

- Oplossing voor duikprobleem is uitademen voor de duik. Dus walvissen etc nemen geen lucht mee naar beneden.

o Hemoglobine in het bloed neemt toe (5 keer zoveel als bij de mens) dus een soort interne zuurstof voorraad.

o Het bloedvolume neemt toe.

o Actief bloedcirculatie regelen. Dus organen waarvoor de zuurstofvoorziening niet zo belangrijk is daar wordt de bloedvoorziening verminderd (spieren kunnen anearobiose) en in organen waar wel zuurstof nodig is wordt de bloedvoorziening constant gehouden (hersenen). Het melkzuur wordt in de spieren gehouden en wordt pas bij het bovenkkomen afgegeven aan het bloed. (figuur 5.7)

o 2 redenen waarom je geen water kan ademen:

kost teveel energie om water in en uit te ademen

water koelt te veel af bij het warme bloed

in bloed zitten allerlei zouten en dan zou er dus water worden aangezogen omdat er een hoger osmotische waarde is in het bloed dan in het water (zoet) in zee kun je langer overleven doordat de osmotische gradient kleiner is.



Al breng je de zuurstofconcentratie omlaag zie je een lineaire vergelijking tussen de zuurstofconcentratie en de metabolische snelheid.


Metabolische snelheid is afhankelijk van:

- zuurstof

- massa van het organisme (figuur 5.9) (zuurstof per gram lichaamsgewicht tegen massa) Hoe groter het dier wordt hoe minder zuurstof het gaat gebruiken per kilogram. VO2 /Mb = 0.676 * Mb-0.25

- consequenties: de kleine dieren hebben snellere hartslag, moet meer ademen en leven korter.

- Figuur 5.14 overschakeling op rennen zorgt er voor dat je weer minder energie gebruikt. De verschillende soorten van voortbeweging zorgen voor efficient zuurstofgebruik.

- Bij de vogels kost het meer energie om in de lucht te blijven dan een traag vliegen want dan gaan ze zweven, als nog sneller gaan vliegen gaan ze weer meer energie verbruiken. Er zit een minimum in de grafiek voor energie die gebruikt wordt. Het minimum voor het aantal energie per kilometer ligt natuurlijk ergens anders. Figuur 5.21