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2019 Juni 18 - Homo Sapiens Geheimnis des Überlebens

Eines der wichtigsten Merkmale, das den Menschen von allen anderen Säugetieren unterscheidet, ist die Größe unseres Gehirns im Verhältnis zum Rest unseres Körpers. Während es sicher wahr ist, dass andere Säugetiere ein größeres Gehirn haben, erkennen Wissenschaftler, dass größere Tiere ein größeres Gehirn haben müssen, nur um ihre größeren Körper zu kontrollieren. Ein Elefant zum Beispiel hat ein Gehirn, das 7,500 Gramm wiegt und weitaus größer als unser 1,400-Gramm-Gehirn ist. Vergleiche über "Gehirnleistung" oder Intelligenz basierend auf der Gehirngröße sind daher offensichtlich sinnlos.

Auch hier ist es das Verhältnis der Gehirngröße zur Gesamtkörpergröße, das das Interesse der Wissenschaftler weckt, wenn es um die Funktionsfähigkeit des Gehirns geht. Das Gehirn eines Elefanten macht 1/550 seines Körpergewichts aus, während das menschliche Gehirn 1/40 des gesamten Körpergewichts wiegt. Unser Gehirn macht ungefähr 2.5 Prozent unseres gesamten Körpergewichts aus, im Gegensatz zu dem großhirnigen Elefanten, dessen Gehirn nur 0.18 Prozent seines gesamten Körpergewichts ausmacht.

Wichtiger noch als die Tatsache, dass wir mit viel Gehirnmasse gesegnet sind, ist die faszinierende Tatsache, dass das menschliche Gehirn Gramm für Gramm eine unverhältnismäßig große Menge an Energie verbraucht. Während das menschliche Gehirn nur 2.5 Prozent unseres gesamten Körpergewichts ausmacht, verbraucht es im Ruhezustand unglaubliche 22 Prozent des Energieverbrauchs unseres Körpers. Dies entspricht einem um 350 Prozent höheren Energieverbrauch im Verhältnis zum Körpergewicht im Vergleich zu anderen Anthropoiden wie Gorillas, Orang-Utans und Schimpansen.

Es braucht eine Menge Kalorien, um das menschliche Gehirn funktionsfähig zu halten. Zum Glück hat uns die Tatsache, dass wir ein so großes und leistungsfähiges Gehirn entwickelt haben, die Fähigkeiten und die Intelligenz verliehen, um in Zeiten der Knappheit eine angemessene Ernährung aufrechtzuerhalten und die Versorgung mit den benötigten Nahrungsmitteln in Zukunft sicherzustellen. Tatsächlich hängt die Fähigkeit, Zukunft zu konzipieren und zu planen, in hohem Maße von der Entwicklung nicht nur der Gehirngröße, sondern auch anderer einzigartiger Aspekte des menschlichen Gehirns ab.

Es ist ein farbenfrohes Bild, um frühe Homo sapiens zu konzipieren, die über eine trockene Ebene wandern und bei Tieren mit kleinerem Gehirn, aber größeren Klauen und höherer Geschwindigkeit ums Überleben konkurrieren. Aber unsere frühesten Vorfahren hatten einen weiteren gewaltigen Vorteil im Vergleich zu unseren engsten Primatenverwandten. Das menschliche Gehirn entwickelte einen einzigartigen biochemischen Weg, der sich in Zeiten der Nahrungsmittelknappheit als äußerst vorteilhaft erweist. Im Gegensatz zu anderen Säugetieren kann unser Gehirn in Zeiten des Hungers eine alternative Kalorienquelle nutzen.

Normalerweise versorgen wir unser Gehirn mit Glukose (Blutzucker) aus unserer täglichen Nahrungsaufnahme. Wir versorgen unser Gehirn weiterhin zwischen den Mahlzeiten mit einem stetigen Glukosestrom, indem wir Glykogen abbauen, eine Speicherform von Glukose, die hauptsächlich in der Leber und in den Muskeln vorkommt.

Das Verlassen auf Glykogen stellt jedoch nur eine kurzfristige Verfügbarkeit von Glucose bereit. Wenn die Glykogenspeicher aufgebraucht sind, verschiebt sich unser Stoffwechsel und wir können neue Glukosemoleküle bilden, ein Prozess, der treffend als Glukoneogenese bezeichnet wird. Dieser Prozess beinhaltet die Konstruktion neuer Glucosemoleküle aus Aminosäuren, die aus dem Abbau von Protein gewonnen werden, das hauptsächlich in Muskeln vorkommt. Während die Glukoneogenese dem System die benötigte Glukose hinzufügt, geschieht dies auf Kosten des Muskelabbaus, was für einen hungernden Jäger und Sammler weniger günstig ist.

Die Physiologie des Menschen bietet jedoch einen weiteren Weg, um das anspruchsvolle Gehirn in Zeiten der Knappheit mit lebenswichtigem Treibstoff zu versorgen. Wenn die Nahrung länger als 72 Stunden nicht verfügbar ist, beginnt die Leber, Körperfett zu verwenden, um Chemikalien, sogenannte Ketone, zu erzeugen. Insbesondere ein Keton, Beta-Hydroxybutyrat (Beta-HBA), dient als hocheffiziente Brennstoffquelle für das Gehirn und ermöglicht es dem Menschen, während der Nahrungsmittelknappheit über längere Zeiträume kognitiv zu funktionieren.

Unsere einzigartige Fähigkeit, unser Gehirn mithilfe dieser alternativen Kraftstoffquelle mit Strom zu versorgen, trägt dazu bei, die Abhängigkeit von der Glukoneogenese zu verringern und damit Aminosäuren und die Muskeln, die sie aufbauen und erhalten, zu schonen. Die Reduzierung des Muskelabbaus bietet offensichtliche Vorteile für hungrige Homo Sapiens auf der Suche nach Nahrung. Es ist diese einzigartige Fähigkeit, Beta-HBA als Treibstoff für das Gehirn zu nutzen, die uns von unseren nächsten tierischen Verwandten unterscheidet und es dem Menschen ermöglicht hat, kognitiv beschäftigt zu bleiben und daher die Hungersnöte in unserer Geschichte mit größerer Wahrscheinlichkeit zu überleben.



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