Evo-Ed: Integrative Fälle in der Evolutionspädagogik

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Wie funktioniert Laktase?

Laktase ist ein Transmembranprotein, das sich in der Lipiddoppelschichtmembran befindet, so dass sich seine aktiven Stellen in das Lumen des Darms erstrecken. Wenn das Enzym Laktase an das Disaccharid Lactose bindet, spalten seine aktiven Stellen Lactose in seine zwei Zuckerbestandteile: Glucose und Galactose. Glukose und Galaktose können dann frei durch die Darmepithelzellen absorbiert und in den Blutkreislauf transportiert werden.,

Absorption von Glukose und Galaktose

Nachdem Laktase in Glukose und Galaktose zerlegt wurde, erleichtern die Glukosetransporter SGLT1 und GLUT2 die Diffusion von Glukose und Galaktose durch die Enterozyten und in den Blutkreislauf. Dieser Prozess wird durch die Diffusion dieser Moleküle in ihrem Konzentrationsgradienten angetrieben: Es gibt eine höhere Konzentration von Glukose und Galaktose im Lumen des Darms als im Enterozytenzellkörper, und es gibt eine höhere Konzentration von Glukose und Galaktose im Enterozytenzellkörper als im Blut.,

In den obigen Diagrammen: Laktase ist ein Transmembranprotein am inneren Rand der Enterozyten. Wenn Laktose aus dem Darminhalt mit der aktiven Stelle der Laktase in Kontakt kommt, wird sie in Glukose und Galaktose zerlegt. Das SGLT1-Transmembranprotein (Natrium-Glucose-gebundener Transporter 1) transportiert Glukose oder Galaktose über eine erleichterte Diffusion aus dem Darm in die Enterozyten. Dann transportiert GLUT2 (Glucosetransporter 2) Glukose oder Galaktose über Diffusion vom Enterozyten in den Blutkreislauf.,

Die Zellbiologie der Laktoseintoleranz

Wenn Laktose im Dünndarm nicht abgebaut wird, wie dies bei laktoseintoleranten Personen der Fall ist, wird sie in den Dickdarm geleitet. Dies führt zu mehreren Problemen, die für eine Laktoseintoleranz charakteristisch sind. Die hohe – Konzentration von Laktose im Dickdarm erzeugt einen osmotischen Gradienten, der dazu führt, dass sich große Wassermengen aus dem Blut in den Darm bewegen, wenn das System beginnt, die gelösten Konzentrationen auf beiden Seiten der Darmwand auszugleichen., Dieses überschüssige Wasser führt zu Krämpfen und Durchfall, was Schmerzen verursacht und zu Austrocknung führen kann.

Wenn Laktose im Dünndarm nicht durch Laktase abgebaut wird, kann sie außerdem von Bakterien konsumiert werden, die im Dickdarm leben. Viele dieser Bakterien nutzen den Prozess der Zuckerfermentation, um ATP zu produzieren. Der Fermentationsprozess erzeugt große Mengen gasförmiger Nebenprodukte wie Methan, Kohlendioxid und Wasserstoff. Dies führt zu Gasansammlungen im Darm, was zu Krämpfen und Blähungen führt.,

Laktaseregulation

Fast alle bekannten Säugetiere – und 65% der Menschen-erleben in den Jahren nach dem Absetzen eine Abnahme der Laktase-Biosynthese. Die restlichen 35% des Menschen produzieren jedoch nach dem Absetzen weiterhin Laktase und können daher bis ins Erwachsenenalter weiterhin Milch und andere Milchprodukte konsumieren. Im Falle der Laktasepersistenz kommt es während des gesamten Erwachsenenalters zu einer fortgesetzten Produktion von Laktase in hohen Konzentrationen.

Warum wird die Produktion von Laktase überhaupt reguliert? Warum nicht einfach Laktase in den Enterozyten aller erwachsenen Säugetiere produzieren?, Die Antwort ist eine Frage der zellulären Energetik. Die meisten Säugetiere (Menschen ungeachtet) konsumieren keine Milch, nachdem sie entwöhnt wurden. Daher ist die in die Biosynthese von Laktase investierte Energie ein unnötiger Aufwand. Dies mag wie eine sehr kleine Menge an Energie erscheinen, aber denken Sie daran, dass alles, was in einem Organismus auftritt, auf zellulärer Ebene gerichtet ist. Die zelluläre Energetik ist in der Tat ein großer evolutionärer Druck und hat die Entwicklung des Innenlebens der Zellen seit Beginn des Lebens geprägt.

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