Pharmakologie und Toxikologie 2
Pharmakologie und Toxikologie 2, 4. Semester Biotechnologie ZHAW Wädenswil. Bei Fragen oder Korrekturen an silvannessler@gmail.com
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Flashcards
Was ist der Drehstabtest?
- Mause und Ratten werden auf einen rotierenden Stab gesetzt
- Bei Beeinträchtigung des Nervensystems durch eine toxische Substanz, die mit einer Störung der Koordination einher geht, können sie sich nicht lange halten.
- Dosis-abhängige Effekte auch gut erkennbar.
- Je nach Angriffspunkte der toxischen Substanz oder des Pharmakons kann der Test positiv oder auch negativ sein zB Gabe Beruhigungsmittel (können sich lange auf dem Stab halten), Narkosemittel (können sich gar nicht halten)
Welche Testmöglichkeiten gibt es neben dem Drehstabtest?
Da der Drehstabtest auch falsch negative Testresultate liefern kann, wird meistens ein zweites Testverfahren eingesetzt.
Functional Observational Battery (FOB)- Wirkungs und Vergiftungsbild
Hierbei werden die Tiere beobachtet und es werden einfache
Tests der Reflexe durchgeführt (zB Gangverhalten, Reaktion Pupille etc.)
Welche strukturellen Angriffspunkte auf das Nervensystem durch eine Neurotoxizität gibt es?
- Neuronopathie: Schädigung des neuronalen Zellkörpers (Zytoplasma, Nukleus, postsynapt. Membran)
- Axonopathie: Axon stirbt ab
- Myelinopathie: Myelinscheide wird beeinträchtigt (Schwannsche Zellen, Oligodendrozyten)
- Beeinflussung der synaptischen Transmission: Beeinflussung der synaptischen Übertragung / Reizweiterleitung
- Neurovaskulopathie
Warum ist das Nervensystem vulnerabel?
- ausdifferenzierte Nervenzellen sind nicht mehr teilungsfähig, abgestorbene Nervenzelle kann nicht ersetzt werden
- eine Fehlfunktion innerhalb des Neurons kann zum Absterben der Nervenzellen führen
- bei Schädigung der ZNS-versorgenden Blutgefässe kommt es zu einer Mangelversorgung des Nervensystem --> Absterben der Nervenzellen
Was ist Acrylamid und welche Wirkung hat es?
- entsteht Acrylamid bei der Erhitzung von stärkehaltigen Lebensmitteln auf über 120°C
- wird in die Wasserversorgung eingeleitet
Symptome: Taubheitsgefühle in den Extremitäten, Verlust von Reflexen, im Bereich motorischer Nerven tritt Muskelschwäche auf
Wirkung: hemmt Kinesin-basierten Stofftransport innerhalb des Axons --> Absterben des Axons, Kinesin ist ein Motorprotein (= Transportschiene für Verbindungen), enthält AS Cystein, SH-Gruppe wird akyliert
Was sind Organophosphate und Carbamate und welche Wirkung haben sie?
- werden als Insektizide, in der chemischen Industrie als Intermediärprodukte und Additive eingesetzt
- Säuger hydrolysieren diese Verbindungen schneller als Insekten, bei einer starken Exposition kommt es jedoch auch zu einer Vergiftung
Symptome
- Bradykardie (reduzierte Herzfrequenz)
- Blutdruckabfall
- Bronchospasmus und Atemlähmung
- Miosis (Pupillenverengung)
- verstärkte Drüsentätigkeit z.B. Speichelfluss)
- Verstärke Magen-Darm-Aktivität
Wirkung: kleine, lipophile Verbindungen, durch Biotransformation zum eigentlichen Inhibitor metabolisert (zB Parathion zu Paraxon), binden im aktiven Zentrum der Acetylcholinesterase --> Acetylcholin wird im synapt. Spalt nicht mehr abgebaut
--> Dauererregung
Hauptsächlich bei Neuronen des Parasympathikus (vgl. Symptome)
Wie wirken die Toxine von Clostridium tetani und Clostridium botulinum (Botox)?
Botulinumtoxine (BoTX) und Tetanustoxin (TeTX) sind Proteasen, die spezifisch SNARE-Proteine spalten. Mithilfe der SNARE-Proteine hängt der Vesikel normalerweise an der Membran, so dass im Falle einer Aktivierung durch Calciumionen der Neurotransmitter in den synaptischen Spalt freigesetzt werden kann.
Wirkung: Spaltung SNARE-Proteine über BoTX und TeTX, Verhinderung der Verschmelzung der Vesikel mit der präsynapt. Membran, Freisetzung von Neurotransmittern wird gehemmt
- häufig findet es an der motorischen Endplatte statt
- Botox: Verhindern der Muskelkontraktion welche Falten entstehen lässt
- Effekt ist reversibel, ca. nach 3 Monaten wieder weg
Was sind die Aufgaben von Blut?
- Transportsystem
- Nachrichtensystem mit Hilfe von Botenstoffen
- Regulierung der Körpertemperatur
- Bekämpfung von Eindringlingen
Was sind die Bestandteile des Bluts?
- 49,5 % Wasser
- 42,8 % rote Blutkörperchen
- 4,4 % Eiweisse
- 2,14 % Blutplättchen
- 1,09 % Fett, Zucker, Kochsalz
- 0,07 % Weisse Blutkörperchen
Wie unterscheidet sich Blut von Blutplasma und -serum?
Mit Blut ist Vollblut gemeint, das alle Bestandteile enthält. Beim Zentrifugieren setzten sich die Blutzellen ab und das Blutplasma bleibt im Überstand. Blutplasma enthält Gerinnungsfaktoren, wohingegen Blutserum diese nicht mehr enthält.
Welche Zellen gehören zu den Blutzellen?
- Blutplättchen
- rote Blutlörperchen
- Weisse Blutkörperchen
- Basophile
- Neutrophile
- Eosinophile
- Monozyten
- Lymphozyten
Welche Eigenschaften haben Erythrozyten?
- kernlose Zellen
- enthalten roten Farbstoff Hämoglobin
- erfüllen den Gastransport
- grösster Anteil an Blutzellen
Welche Eigenschaften haben Leukozyten?
- heterogene Zellpopulation
- spezifische und unspezifische Immunabwehr
- Eliminieren Pathogene
Welche Eigenschaften haben Thrombozyten?
- Kernlose Plättchen
- dichten verletzte Blutgefässe ab und leiten deren Reperatur ein
Wie gross sind Erythrocyten?
Erythrocyten sind 8 - 10 µm gross, können sich aber verformen, wodurch sie auch durch kleine ( 5 µm) Kapillaren kommen. Die Kapillargrösse ist wichtig für allfällige carrier von API's.
Was versteht man unter Hämatopoese?
Die Hämatopoese ist die Bildung der Zellen des Blutes aus blutzellbildenden Stammzellen. Viele Blutkörperchen haben eine begrenzte Lebensdauer (Erythrozyten: ca. 30–120 Tage, Thrombozyten: ca. 3–10 Tage), deshalb ist eine ständige Erneuerung erforderlich. Bei einem erwachsenen Menschen werden daher täglich Milliarden reife Blutzellen gebildet.
Was versteht man unter Hämatopoese?
Die Hämatopoese ist die Bildung der Zellen des Blutes aus blutzellbildenden Stammzellen. Viele Blutkörperchen haben eine begrenzte Lebensdauer (Erythrozyten: ca. 30–120 Tage, Thrombozyten: ca. 3–10 Tage), deshalb ist eine ständige Erneuerung erforderlich. Bei einem erwachsenen Menschen werden daher täglich Milliarden reife Blutzellen gebildet.
Welche Wachstumsfaktoren sind für die Hämatopoese zentral?
- GM-CSF, G-CSF
- colony stimulating factors, regen die myeloiden und lymphoiden Vorläuferzellen zur Teilung an.
- Interleukin-3
- breites Wirkungsspektrum, frühe Phase der Hämatopoese
- Erytrhopoetin
- Hormon, das in der Niere gebildet wird und an der Differenzierung von Erythrozyten beteiligt ist
- Thrombopoetin
- Hormon, das in der Leber gebildet wird und and er Differenzierung von Thrombozyten beteiligt ist
Was ist der Unterschied zwischen Hormonen und Wachstumsfaktoren?
Wachstumsfaktoren werden hauptsächlich auf para- oder autokrinem Weg ausgeschüttet, wohingegen Hormone eine Endokrine Wirkung entfalten können.
Wie läuft die Differenzierung zu Blutzellen grob ab?
Mutlipotente, hämatopoetische Stammzellen können sich zu myeloischen oder lymphatischen Vorläuferzellen differenzieren. Myeloische Vorläuferzellen bilden Erythrozyten und Zellen der unspezifischen Immunantwort. Lymphatische Vorläuferzellen bilden NK-Zellen und Lymphozyten.
Was ist der Zusammenhang zwischen der Bildung von EPO und der Sauerstoffkonzentration?
EPO ist ein Hormon, das die Bildung von Erythrozyten anregt. Dadurch kann mehr Sauerstoff im Blut transportiert werden. Pysiologisch ist die Bildung von EPO mit dem Hypoxie induzierbaren Faktor HIF gesteuert, der bei Abwesenheit von Sauerstoff als Transkriptionsfaktor wirkt.
Wie sind Erythrozyten aufgebaut?
Erythrozyten sind Kernlose Zellen die etwa 6 - 8 µm gross sind (je nach Quelle auch 8 - 10 µm). Sie leben etwa 120 Tage. Sie haben ein Cytoskellet aus Aktin und Spectrindimeren, das ihnen eine Verformung erlaubt.
Was versteht man unter dem Hämatokritwert?
Der Hämatokritwert sagt aus, wieviel Volumen vom Blut die Blutzellen (Erythrozyten) einnehmen. Bei Frauen liegt dieser Wert zwischen 120 und 160 g/L und bei Männern bei 140 - 180 g/L.
Wie unterscheidet sich Deoxyhämoglobin von Oxyhämoglobin?
In Deoxyhämoglobin ist kein Sauerstoff gebunden und das Eisenatom der Häm-Gruppe liegt nicht planar vor. Bei Oxyhämoglobin ist Sauerstoff an die Häm-Gruppe gebunden und das Eisenatom liegt planar vor.
Der Anteil von Oxyhämoglobin entspricht der Sauerstoffsättigung.
Welches sind Vertreter der Leukozyten?
Granulozyten:
- Neutrophile
- Eosinophile
- Basophile
Agranulozyten:
- Lymphozyten
- Monozyten
Welche Aufgaben nehmen Neutrophile in der Immunabwehr ein?
- als erstes vor Ort
- enthalten zytoplasmatische Granula mit proteolytischen Enzymen
- können reaktive Sauerstoffspezies bilden, die Pathogene schädigen
- Phagozytotische Aktivität (spezialisiert darauf, über Antigen-Antikörper Interaktion gesteuert)
- sekretieren neutrophil extracellular traps (NETs), fangen damit MO ein, Neutrophile sterben dabei jedoch ab
Welche Aufgaben nehmen eosine Granulozyten in der Immunabwehr ein?
- Phygozytotische Aktivität
- eosinophile Granula mit zahlreichen Enzymen und anderen Substanzen
- Allergische Krankheiten führen zu Vermehrung der Eosinophilen
Welche Aufgaben nehmen basophile Granulozyten in der Immunabwehr ein?
- enthalten Heparin, Histamin, Serotonin
- enthalten Proteasen
- Effektorzellen der allergischen Sofortreaktion, aber auch bei anderen Entzündungsreaktionen beteiligt
Welche Aufgaben nehmen T-Zellen (Lymphozyten) in der Immunabwehr ein?
- gehören zur spezifischen Immunabwehr
- können durch Botenstoffe andere Zellen aktivieren
- können kranke, körpereigene Zellen angreifen und zerstören
Welche Aufgaben nehmen B-Zellen (Lymphozyten) in der Immunabwehr ein?
- gehören zur humoralen Abwehr
- können Antikörper produzieren
Welche Aufgaben nehmen NK-Zellen (Lymphozyten) in der Immunabwehr ein?
- greifen körpereigene Zellen direkt an und zerstören diese
- können ohne spezifische Aktivierung agieren (im Vergleich zu T-Zellen)
Wie unterscheidet sich die angeborene (unspezifische) und die erworbene (spezifische) Immunantwort voneinander?
Das unspezifische Immunsystem umfasst Phygozyten, Dendritische Zellen, NK-Zellen und das Komplementsystem, wie auch epitheliale Barrieren. Diese Zellen reagieren unspezifisch auf Kranheitserreger oder infizierte Zellen. Das spezifische Immunsystem arbeitet mit spezifischen Antikörpern und bildet Gedächniszellen.
Wie lange leben Granulozyten und was hat ihre Lebensdauer zur Folge?
Granulozyten lenben 8 - 14 Tage und verweilen im Blut nur etwa 14 Stunden. Deshalb gibt es ein Depot von Zellen, welche bei Bedarf entleert werden können.
Weshalb ist CO toxisch?
CO hat eine höhere Affinität (250 bis 300x höher) als O2. Dadurch kann die Bindung von Häm an O2 gehindert werden und es kommt zu einer Unterversorgung der Zellen mit Sauerstoff -> Hypoxie. Zudem stört CO die kooperative Bindung des Sauerstoffs.
Welche besonderen Aufgaben haben Thrombozyten?
- Thrombozyten sind für die Hämostase verantwortlich (Blutstillung/-gerinnung)
- entstehen durch Abschnürung aus Megakaryozyten des Knochenmarks
Wie läuft die Hämostase ab?
- Primäre Hämostase: Bildung des weissen Thrombus, Blutstillung, dauert normalerweise 2 - 4 Minuten
- Sekundäre Hämostase: Bildung eines roten Thrombus, Blutgerinnung, verläuft in drei Phasen:
- Aktivierungsphase: aus Prothrombin entsteht Thrombin
- Koagulationsphase: aus Fibrinogen werden Fibrinmonomere, welche zu unlöslichem Fibrin polymerisieren
- Retraktionsphase: Verfestigung und Volumenverminderung des Blutgerinnsels
Wie wird in physiologischem Zustand die Thrombozytenaktivierung gehemmt?
Endothelzellen sezernieren Faktore, die die Thrombozytenaktivierung hemmen:
- Prostycycline (Prostaglandin I2)
- Stickstoffmonoxid
- Heparin, indirekte Hemmung (hemmt Bildung von Thrombin)
Welche Faktoren sind bei der Blutgerinnung beteiligt und welche Aufgaben übernehmen diese?
Es sind unter anderem die folgenden Faktoren beteiligt:
- Fibrinogen
- Prothrombin
- Stuart-Prower-Faktor
- Proconvertin
- Ca2+