REFERAT-Menü Deutsch Geographie Geschichte Chemie Biographien Elektronik Englisch Epochen Französisch Biologie Informatik Italienisch Kunst Latein Literatur Mathematik Musik Philosophie Physik Politik Psychologie Recht Sonstige Spanisch Sport Technik Wirtschaft Wirtschaftskunde-BWL Braunbär - ursus arctos Braunbär - ursus arctos: Viele Unterarten des Braunbären findet man in Europa, Nord- und Mittelasien bis nach Nordamerika. Kein anderes Tier hat die Völker der Nordhalbkugel so beeindruckt wie der Braunbär; solange der Löwe bei diesen Völkern noch unbekannt war, galt der Braunbär als "König der Tiere". Die Braunbären sind die erdgeschichtlich jüngsten Bären; in geschichtlicher Zeit traf man sie von Nordafrika bis Nordamerika an. In Eurasien nimmt der Braunbären von Westen nach Osten der Größe nach zu. Die kleinste Art ist der nordafrikanische Braunbär, ferner die Bären der Alpen, die sind jedoch schon fast ausgestorben. Etwas größer sind die Braunbären Skandinaviens und Westrußlands. Der Uralbär übertrifft den europäischen Braunbären an Größe. Den Höhepunkt bilden der Kamtschatkabär und der Kodiakbär. Die Färbung des Braunbär ist keineswegs immer braun, sondern reicht von rotgelb über die verschiedensten Brauntöne bis zu schwarz; es kommen auch silbergraue und fahl isabellfarbene Unterarten vor. Braunbär Weibchen halten ihre Jungen ca. 2 ½ Jahre bei sich. Nahrung: Gewöhnlich fressen Braunbär allerlei Pflanzen, Honig, Fische, Bodenbrüter, Kerbtiere, Schnecken, Kleinnager und Aas. Gelegentlich töten sie ein größeres Tier und Raubtiernatur tritt zum Vorschein. Er ist im Stande Elche oder Rener zu bewältigen, doch Haustiere wie Schafe, Rinder, Pferde sind für ihn leichter zu erbeuten und so fallen ihm diese eher zum Opfer. In Schweden unterscheidet man zw. den jagenden "Schlagbären" und den pflanzenfressenden "Grasbären"; bei den Russen heißen die ersteren " Aasesser" und die zweiten " Ameisenesser". Vorkommen, Lebensraum, Lebensweise: Die osteuropäischen Länder beherbergen noch die meisten Bären in Europa. Sie leben als Jungbären in der Mutterfamilie und später als Einzelgänger. Braunbären sind Bodenbewohner und besiedeln v.a. baumarme od. baumlose arktische oder alpine Tundren. Sie sind jedoch auch in Nadelwäldern und gelegentlich in Mischwaldzonen zu finden. Ihre Reviergröße beträgt etwa 10 - 600 km². 24688evo85dvb9c Verschiedene Unterarten des Braunbären: Die verschiedenen Unterarten des Braunbären findet man häufiger in Nord- und Mittelasien als in Europa. Auch in Nordamerika (Alaska) sind einige Unterarten vertreten. Der Kodiakbär ist das größte lebende Landraubtier der Erde. Das Männchen hat eine GL bis 3m, SH 1,20 m. Das Neugeborene wiegt etwa ½ kg. Er frißt hauptsächlich Gras und Wurzeln; im Frühjahr begibt er sich allerdings zur Lachsjagd in die Flüsse. Eine andere Art ist der Grizzlybär in Nordamerika. Er lebte ursprünglich im Felsengebirge von Alaska bis Kalifornien. Heute findet man ihn nur mehr in Kanada und Alaska in größeren Beständen, da er in den USA fast ausgerottet wurde. Er ist ein schneller und ausdauernder Läufer. Seine Nahrung besteht hauptsächlich aus Kerbtieren. Im Frühjahr überfällt er Wild- oder Haustiere, die am leichtesten zu fangen sind. Auch bei den Grizzlys gibt es "Schlagbären". Seine Stärke steht im Verhältnis zu seinem Gewicht und er streckt seinen Gegner mit einem einzigen Schlag zu Boden. Er kann mit einem Schlag einen Schwarzbären töten. Der Grizzly verbringt den Winter in einem Lager und meidet die Nähe der Menschen.

Anbau

Kaffeepflanzen gedeihen nur in tropischen bzw. subtropischen Gebieten etwa bis zum 28. Breitenkreis. Grund dafür sind die zum Wachstum erforderlichen Mindesttemperaturen von 17-20°C, da Kaffee extrem frostempfindlich ist. Eine weitere Voraussetzung ist ein ungestörtes Bodenprofil, um das Wachstum der Pfahlwurzeln nicht zu behindern und ausreichend Niederschlag. Besonders günstig wirkt sich das wechselwarme Klima aus, bei dem eine niederschlagsreiche Regenzeit von einer deutlichen Trockenzeit abgelöst wird. Als Richtwert gilt ein Jahresniederschlag von 1.500 mm; unter 800 mm ist der Kaffeeanbau unmöglich. Weitere Faktoren, die sich positiv auf die Qualität des Kaffees auswirken sind hoch gelegene Plantagen, deutliche Differenzen der Tages- und Nachttemperatur (Arabica-Kaffee) sowie Anzucht der Pflanzen im Halbschatten. Die Reife und somit die Qualität der Kaffeefrüchte ist also Umwelteinflüssen gegenüber sehr empfindlich.

Ernte

Ein Kaffeebaum trägt nach etwa fünf Jahren die erste volle Ernte und produziert regelmäßig 15 bis 20 Jahre lang Früchte. Manche Pflanzen liefern 0,9 bis 1,3 Kilogramm marktfähige Kaffeebohnen im Jahr, aber bereits 0,5 Kilogramm gelten als durchschnittlicher Jahresertrag. Man pflückt meist noch händisch. Da die Kaffeefrüchte nicht alle zur gleichen Zeit reif sind, muß darauf geachtet werden, daß nur die vollreifen roten, und nicht die überreifen schwarzen, oder unreifen grünen Kaffeekirschen gepflückt werden. Deshalb werden meist drei Erntegänge pro Jahr durchgeführt, am Äquator kann aber auch das ganze Jahr hindurch geerntet werden.

Aufbereitung

Die trockene Aufbereitung ist das einfachere und ursprünglichere Verfahren, führt allerdings zu einer nicht so hohen Qualität. Dabei werden die reifen Früchte solange auf eigenen Trockenterassen getrocknet, bis man die Bohnen in den Samentaschen klappern hören kann. Die Hornschale und das Silberhäutchen werden dann maschinell entfernt. Die traditionelle trockene Aufbereitung wird vor allem in den Tropen angewandt und bedarf nur der Sonnenbestrahlung. Der Vorgang dauert dann etwa drei Wochen, kann aber mit entsprechenden technischen Hilfsmitteln auf wenige Tage verkürzt werden.

Dagegen wird heute die nasse Aufbereitung bevorzugt, da sie nicht vom Klima abhängig ist und eine höhere Qualität ermöglicht. Die Früchte werden in Wassertanks von Verunreinigungen befreit. Anschließend wird werden sie mittels eines sogenannten Entpulpers vom Fruchtfleisch verteilt (das als Düngemittel eingesetzt werden kann). Das den Bohnen noch anhaftende Fruchtfleisch wird dann im Fermentationsbecken vergoren und die Bohnen durch Heißluft getrocknet. In Schälmaschinen werden noch Horn- und Silberhaut entfernt und Glanz und Farbe durch Polieren in einer Trommel erhöht.

Das Endergebnis beider Aufbereitungsformen ist der Rohkaffee, im einen Fall durch die Ressource Sonne, im anderen durch Wasser. Der anschließende Röstvorgang ist einer trockenen Destillation vergleichbar. Bei Temperaturen von ca. 200°C kommt es in den Bohnen zu physikalischen und chemischen Reaktionen die zwar eine Gewichtsreduktion von etwa 20%, aber auch eine Volumszunahme um ein Drittel zur Folge haben. Es entstehen auch durch Zersetzung von Proteinen die nichtflüchtigen Geschmacks- und ca. 500 flüchtigen, für den Kaffee typischen, Aromastoffe. Im Gegensatz zum Rohkaffee, der nahezu unbegrenzt haltbar ist, besteht beim Röstkaffee schnell die Gefahr des Verderbs, sofern er nicht speziell (vakuumverpackt)gelagert wird. Der Coffeingehalt liegt in beiden Fällen bei 1-2%.

Inhaltstoffe

Kaffeebohnen enthalten eine komplexe Mischung verschiedenster chemischer Komponenten, von denen einige den Röstprozeß unbeschadet überstehen. Andere Bestandteile, besonders die aromatischen, entstehen erst durch Veränderungen der grünen Bohnen beim Rösten. Wichtigste nichtflüchtige Substanz ist das für die psychischen und physiologischen Wirkungen verantwortliche Alkaloid Coffein mit ca. 2% Anteil. Daneben sind auch noch in geringem Maße die beiden Teealkaloide Theibromin und Theophyllin nachzuweisen. Außerdem enthält der Kaffee Chlorogensäure (aus der Nikotinsäure frei wird), Phenolsäuren und Aminosäuren, lipide Verbindungen in Form des Kaffeeöls, Eiweißstoffe und große Mengen an Zuckern. Die flüchtigen Aromastoffe sind verschiedenste Ester, Ketone, Phenole, Aldehyde und Mineralstoffe, die in ihrer Gesamtheit für den unverwechselbaren Kaffeegeruch verantwortlich sind, aber anteilsmäßig weniger als 1% ausmachen.

Chemie

Die Wirkstoffe des Kaffees sind sogenannte Alkaloide, d.h. natürlich vorkommende stickstoffhaltige cyclische Kohlenwasserstoffverbindungen. Der gemeinsame Grundbaustein von Coffein, Theophyllin und Theobromid ist das bicylische (aus einem 6-Ring und einem 5-Ring bestehende) Xanthin (eig. Dioxopurin). Abhängig wo und wieviel Methylreste sich nun angehängt finden, spricht man von:

(1,3)-Dimethylxanthin
Theophyllin

(3,7)-Dimethylxanthin
Theobromin

1,3,7-Trimethyxanthin
Coffein

Pharmakologie

Coffein wird üblicherweise oral aufgenommen und im Magen-Darm-Trakt resorbiert. Innerhalb einer halben bis dreiviertel Stunde sind im Blutplasma nennenswerte Konzentrationen festzustellen. Die maximale Konzentration liegt nach etwa zwei Stunden vor. Ab diesem Zeitpunkt erfolgt die Elimination mit einer Halbwertszeit von etwa vier Stunden. Bei älteren oder schwangeren Personen kann sie aber auch erheblich höher sein, da die Abbauenzyme nicht mehr in ausreichendem Maße vorliegen. Die Substanz wird dann in der Leber metabolisiert und über die Niere ausgeschieden. Nur ca. 10% der Wirkstoffmenge verlassen den Körper unverändert, den Rest macht der demethylierte Hauptmetabolit
1-Methyl-Harnsäure aus.

Über die pharmakokinetischen Wechselwirkungen von Coffein und verwandten Methylxanthinen wurden im Laufe der Zeit mehrere Hypothesen aufgestellt. Zuerst nahm man an, daß Coffein in die Synthese von cyclischem Adenosinmonophosphat eingreife, indem es ein diese Synthese hemmendes Enzym vorübergehend außer Kraft setze. Durch die Ansammlung von cAMP würden interzelluläre Prozesse, wie etwa das Öffnen von Ionenkanälen und dadurch die Signalweiterleitung begünstigt, was schließlich für den bekannten stimulierenden Effekt des Coffeins verantwortlich sei. Vertreter einer anderen Hypothese postulierten, Coffein erhöhe die Verfügbarkeit von Ca⁺⁺ in den Neuronen. Da hohe Calziumkonzentrationen stets einem Aktionspotential vorausgehen, sei das die Erklärung für die von Coffein bewirkte zentralnervöse Erregung.

Heute ist bekannt, daß beide Erklärungsversuche nicht alleine zutreffen können, da für beiderlei Einflußnahme eine viel höhere Menge an Coffein notwendig wäre, wie sie tatsächlich im Blut vorhanden ist. Statt dessen ist die heute gängige These die der Adenosininhibition.

Adenosin ist kein Neurotransmitter im eigentlichen Sinne, sondern ein sogenannter Autakoid^*, der sich an spezifische Rezeptoren bindet und so auf die betroffene Zelle modulierend wirkt. Typische Adenosinwirkungen sind Sedierung, hervorgerufen durch verringerten Sauerstoffhaushalt der Zelle, und allgemeine neurale Dämpfung durch Hemmung zahlreicher echter Neurotransmitter wie den Catecholaminen, Acetylcholin, Glutamat und GABA. Obwohl im menschlichen Gehirn keine adenosinergen Bahnen existieren, gibt es eigene adenosinempfindliche Rezeptoren mit den Subtypen A₁, A₂ und A₃.

Diese haben höchst unterschiedliche Eigenschaften, wobei jene des A₁-Typs für die Coffeinwirkung von besonderem Interesse sind. Bereits im Bereich von 10^-9 Mol bewirkt Adenosin an diesem Subtyp die Abnahme von cAMP und seinen Syntheseenzymen (Adenylatcyclasen). Die daraus resultierende Depression verschiedenster Neuronen kann durch Coffein und andere Methylxanthine stark abgeschwächt werden. Inwieweit die Subtypen A₂ und A₃ in diesen Mechanismus involviert sind, ist jedoch noch ungeklärt. Jedenfalls reichen bereits einige Tassen Kaffee aus, um die Hälfte der Adenosinrezeptoren zu besetzten. Die direkte Folge sind die stimulierenden Wirkungen im Bereich des Großhirns und die positive Verstärkung im Limbischen System, dem Belohnungszentrum des menschlichen Gehirns.

Pharmakologisch gesprochen ist Coffein also ein kompetiver Antagonist des Adenosin, was bedeutet daß es an den Rezeptoren wirksame Substanzen verdrängt und so dem Adenosin entgegenwirkt. Durch negative Rückkopplung wird so vor allem der Effekt der catecholaminerge Neurotransmitter verstärkt.

Wirkung

Der an Coffein so geschätzte Effekt ist der der Stimulation. Es erregt bereits nach Dosen von etwa 200 mg höhere Gehirnzentren und fördert so die intellektuelle Leistungsfähigkeit, ohne daß dabei Störungen auftreten. Als verhaltensbeinflussende Effekte sind gesteigerte Aufmerksamkeit, beschleunigter und klarerer Gedankenfluß und ein erhöhtes Wachheitsgefühl zu nennen. Müdigkeit wird unterdrückt, und das Bedürfnis nach Schlaf verzögert. Außerdem wirkt Coffein gefäßerweiternd und fördert somit die Durchblutung, was ebenfalls Müdigkeit entgegen wirkt.

Mäßige Coffeindosen haben eine leicht anregende Wirkung auf Herztätigkeit (durch Erweiterung der Herzkranzgefäße) und Atemfunktion, und steigern somit auch die körperliche Leistungsfähigkeit. Erst eine Überdosierung führt zu Herzfrequenzverlangsamung und -rhythmusstörungen.

Schließlich erhöht Coffein auch die Magensäuresekretion und wirkt harntreibend. Vermutet wird neben einer Erhöhung der Nierenfunktion durch bessere Durchblutung auch eine zusätzliche direkte Reizung der Blase.

Coffeinismus

Den Zustand einer akuten Überdosierung mit Vergiftungserscheinungen bezeichnet man als Coffeinismus-Syndrom. Coffein ist an sich eine recht wenig toxische Substanz, die geschätzte mittlere tödliche Dosis (LD₅₀) beträgt für den Menschen 10.000 mg. Um sich also mit Kaffee zu töten, müßte man an einem Tag pro Kilogramm Körpergewicht mindestens eine Tasse Kaffee trinken. Obwohl eine Coffeinvergiftung recht unangenehme Folgen hat, ergeben sich daraus im Normalfall keine längerfristigen oder gar lebensgefährlichen gesundheitlichen Schäden.

Ab einer Tagesdosis von etwa 1.000 mg Coffein (dem Äquivalent von etwa 10 Tassen Kaffee) schlagen die erwünschten zentralnervösen Effekte in weniger angenehme wie Angst, Schlafstörungen und Stimmungsveränderungen, namentlich Nervosität und Unruhe um. Hinzu kommt, daß bei hohen Dosen zusätzlich auch Strukturen im Hirnstamm und Rückenmark stimuliert werden, die bei gemäßigtem Coffeinkonsum nicht ansprechen, was Symptome wie Herzrasen, Herzrhythmusstörungen und Bluthochdruck zur Folge haben kann.

Risikofaktoren

Coffein kann zwar nur bei massiver Überdosierung Panikattacken zur Folge haben, bei Menschen, die aber an Panikstörungen leiden, können auch schon geringere Mengen als Auslöser fungieren. Die zentralnervösen und peripheren Wirkungen können dann das normale Ausmaß übersteigen, weshalb solche Menschen den Konsum von Coffein eher hintanhalten sollten.

Ähnlich verhält es sich mit Herzpatienten. Obwohl das Risiko eines Herzinfarktes oder Schlaganfalls durch Kaffeekonsum nur unmerklich erhöht wird, sollten gewisse Risikogruppen (starke Raucher, Übergewicht, erhöhter Cholesterinspiegel) auf exzessiven Kaffeekonsum verzichten. Auch die Tatsache, daß ein Umsteigen von coffeiniertem zu entcoffeiniertem Kaffee wenig sinnvoll ist, spricht dafür, daß Coffein kaum als Auslöser für Herz-Kreislauf-Erkrankungen in Frage kommt.

Sehr umstritten ist die Frage, ob Coffein teratogene Folgen, also Mißbildungen an menschlichen Feten, nach sich zieht. Tatsache ist, daß aufgrund der strukturellen Verwandtschaft des Coffeins mit den Bausteinen der DNS (das chemische Grundgerüst des Coffeins, Purin, ist auch in den organischen Basen Adenin und Guanin enthalten), es zu Chromosomenabnormitäten kommen kann. Daher wird empfohlen, den Coffeinkonsum während der Schwangerschaft einzudämmen. Ebenfalls muß beachtet werden, daß Coffein in die Muttermilch übergehen kann, und so beim Stillen möglicherweise die neurologischen Entwicklung des Kindes beeinträchtigt.

Langzeitfolgen

Wie bei den meisten psychoaktiven Substanzen bildet sich auch bei häufigem Konsum von Coffein eine Toleranz, welche vor allem auf eine Anpassung der Rezeptoren zurückzuführen ist. Eine solche Rezeptoradaption bedeutet, daß durch die ständige Anwesenheit von Coffein die Anzahl und Empfindlichkeit der Adenosinrezeptoren im Gehirn erhöht wird, um einen Ausgleich herzustellen. Bei besonders starkem und chronischem Coffeinkonsum können sich bei plötzlichem Absetzen Entzugserscheinungen wie Müdigkeit, Gereiztheit und Kopfschmerzen einstellen. Die mögliche Abhängigkeit stellt aber keine besondere Gefahr dar, da die Entzugssymptome schon nach kurzer Zeit abklingen und Coffein aufgrund seiner geringen Toxizität, im Gegensatz zu anderen Psychostimulantien wie etwa Nicotin, keine Organschäden zur Folge hat.

Dennoch ist ein Konsum von mehr als 1.000 mg Coffein (dem Äquivalent von 10 Tassen Kaffee) als bedenklich einzustufen und es sollte daran gedacht werden, ihn zu reduzieren. Dazu bieten sich zwei Möglichkeiten an: die der langsamen Reduktion (caffeine fading) und die der völligen Entsagung vom geliebten schwarzen Gebräu (cold turkey).

Beim Fading empfiehlt es sich zuerst einmal eine Woche lang seinen Coffeinkonsum zu protokollieren (nicht nur Kaffee, sondern auch alle anderen coffeinhaltigen Getränke und Nahrungsmittel) und den Konsum dann schrittweise um eine halbe Tasse Kaffee pro Tag bzw. vier bis fünf Tassen pro Woche zu reduzieren. Diese Methode empfiehlt sich insbesondere dann, wenn der Tageskonsum jenseits der oben erwähnten 10 Tassen liegt.

Die zweite, radikalere Methode hat den Vorteil des schnelleren Erfolges, allerdings zum Preis möglicher Entzugserscheinungen. Diese können aber durch viel Schlaf und/oder körperliche Anstrengung gemildert werden. Auch erweisen sich schwächere coffeinhaltige Cola- oder Kakaogetränke als Substitute hilfreich.

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