Bio 2

ZHAW_BSc_BMLD22_FS23_Biologie 2

ZHAW_BSc_BMLD22_FS23_Biologie 2

Diese Lernkarten decken fortgeschrittene biologische Themen auf Universitätsniveau ab, mit Fokus auf Zellbiologie, Hormonsysteme und Leberfunktionen. Sie behandeln die Rolle von Rezeptoren, Neuronen und Proteinen, sowie die Produktion und Freisetzung von Hormonen. Besonders relevant sind die Auswirkungen auf das Gehirn, das ZNS und die Leber, einschließlich der Pathologien wie Leberzirrhose und Fibrose. Diese Karteikarten sind ideal für Medizinstudenten und Forscher, die ein tiefes Verständnis der zellulären und systemischen Prozesse im menschlichen Körper erlangen möchten.
Karten
329
Lernende
3
Sprache
Deutsch
Kategorie
Biologie
Stufe
Universität
Erstellt / Aktualisiert
22.02.2023 / 23.06.2024

Cartes-fiches

Relative Verteilung der Serumproteine

  • Albumin 60%
  • alpha-1-Globulin 4%
  • alpha-2-Globulin 8%
  • beta-Globulin 12%
  • gamma-Globulin 16%

Albumin

  • 66 kDa, 584 AS, hoher Cystein gehalt, keine Glykolysierung
  • Isoelektrischer Punkt 4,6 
  • Ampholyt
  • Aufrechterhaltung des kolloidosmotischen Druckes
  • Serum Taxi -> Transport von wasserunlöslichen Substanzen im Blut
  • Blutpuffer

Albumin Verminderung

< 3,8 g/dL

  • zu wenig Albumin produziert (Leber)
    • Entzündungen/ Infektionskrankheiten
    • Rheumatische Erkrankungen
    • Kollagenkrankheiten
    • Leberzirrose/ Lebererkrankungen
    • Tumorerkrankunge
    • Mangelernährung/ Proteinmangelernährung
  • Albumin geht nach aussen verloren
    • Eiweissverlust über Niere -> Nephrotisches Syndrom
    • "Undichter" Darm
    • ausgedehnte Verbrennungen/ andere "nässende" Hauterkrankungen

Alpha-1-Globulin

  • Akutphasen-Proteinen
  • Zu einer Erhöhung der alpha-1-Globuline kann es daher bei akuten Entzündungen verschiedener Ursache kommen:
    • akute Infektionen wie Lungenentzündung
    • "rheumatische" Erkrankungen / Autoimmunerkrankungen
    • Entzündliche Darmerkrankungen wie Morbus Crohn
    • Gewebsverletzungen →Verletzungen, Operationen
    • Absterben von Gewebe wie bei einem Herzinfarkt
    • Tumoren
    • Bei längerdauernden (chronischen) Entzündungen ist eine Erhöhung seltener bzw. geringer ausgeprägt
  • Verminderung
    • erblichen alpha-1-Antitrypsinmangel
      • Schädigung der Leber (Leberzirrhose) und der Lunge (Lungenüberblähung)
    • Verminderungen kommen ferner bei Leberentzündungen, anderen akuten Leberschäden und bei Eiweißverlust (z.B. über die Nieren) vor

Alpha-2-Globulin

  • Akutphasen-Proteinen
  • Erhöhung
    • Nierenerkrankungen mit Eiweißverlust im Harn (Nephrotisches Syndrom)
    • bei bei Glomeruli Beschädigung kann auch Eiweiss im Harn verlorengehen
      • alpha-2-Globuline sind gross und sperrig und gehen weniger gut verloren

Beta-Globulin- Erhöhung

  • Entzündungen können eine Erhöhung bewirken
  • Nierenerkrankungen mit Eiweißverlust im Harn (Nephrotisches Syndrom)
  • Primär Biliäre Zirrhose (Lebererkrankung: Gallestauung durch autoimmunbedingte Entzündung der kleinen Gallengänge in der Leber)
  • Andere Lebererkrankungen mit Gallerückstauung
  • Erhöhung des Cholesterins
  • Eisenmangel
  • Im beta-Bereich einer Elektrophoresekurve oder im beta-gamma Übergangsbereich liegt nicht selten das (ev. abnorme) Eiweiß eines Antikörperproduzierenden Tumors (Plasmozytom, Multiples Myelom, Immunozytom)
    • kann dann scheinbar die beta-Globulinkonzentration erhöhen.
  • Transferrin

Gamma-Globulin

  • Erhöhung
    • Lebererkrankungen, besonders die Leberzirrhose
    • Produktion von gamma-Globulinen durch Blutkrebserkrankungen: Plasmozytom (Multiples Myelom), Immunozytom, seltener andere Lymphome (Lymphdrüsenkrebs)
  • Verminderung
    • Angeborene oder erworbene Störungen des Abwehrsystems des Körpers
    • Längerfristige Kortikoidbehandlung ("Kortisontherapie") bzw. Cushing-Syndrom (endogen zu hohe Kortikoidproduktion)
    • Nach Bestrahlungen oder Chemotherapie
    • Nierenerkrankungen mit Eiweißverlust im Harn (Nephrotisches Syndrom), ev. auch bei Eiweißverlusten im Darm
    • Blutkrebserkrankungen (bestimmte Leukämien; auch Plasmozytome können die Produktion normaler gammaGlobuline vermindern. In manchen Fällen kann dies zu einer Verminderung der gamma-Globuline führen).

Plasmaproteine Zusammenfassung

Entzündung

Unspezifische Antwort von biologischem Gewebe auf äußeren/inneren Reiz mit der Funktion, den Schädigungsreiz zu erkennen / neutralisieren / abzubauen / beseitigen und Gewebe zu reparieren

Tumor

Schwellung

Rubor

Rötung

Calor

Erwärmung

Dolor

Schmerz

Reaktion systemisch

  • neurohumoral
  • metabolisch
  • immunologisch

Ursachen der akuten Entzündung

  • Mechanisches Trauma
  • Chemische Schädigung
    • Säuren, Laugen, Phenole
    • physiologische Substanzen am falschen Ort
  • Ultraviolett- oder Röntgenstrahlung
  • (Extreme) Kälte oder Hitze
  • Reduktion des arteriellen Blutzuflusses
  • Schädigung durch lebende Organismen
    • Bakterien, Viren, Parasiten, Würmer, Pilze
  • Immunologisch
    • überschießende Reaktionen
    • fehlgesteuert (z. B. autoaggressiv)

Ablauf der Entzündung

  • Örtliche Zirkulationsstörung
    • Ektasie (Erweiterung ) der Blutgefäße mit erhöhter Permeabilität
  • Exsudation von Blutplasma ins umgebende Gewebe
  • Transmigration von Blutzellen
    • Neutrophile Granulozyten, Monozyten, evtl. Erythrozyten (hämorrhagisch)
  • Proliferation und Differenzierung ortständiger Zellen und immigrierter Blutzellen
    • Monozyten →Makrophagen, (oder FKR) etc.
    • Proliferation kleiner Blutgefäße und Fibroblasten

Zellen der Entzündung

  • Akute Entzündung (bakteriell)
    • Neutrophile Granulozyten
    • Monozyten (-> Makrophagen)
  • Akute Entzündung (viral)
    •  Lymphozyten
  • Chronische Entzündung
    • Lymphozyten, Plasmazellen, (Eosinophile Granulozyten)
  • Granulationsgewebe (Organisation)
    • Neutrophile Granulozyten, Makrophagen, Fibroblasten, kleine Gefäße, ggf. Lymphozyten und Plasmazellen
  • Granulomatöse Entzündung
    • Lymphozyten, Epitheloidzellen (= spezialisierte Makrophagen), Riesenzellen

Mechanismen der Entzündung

drei Phasen der Wundheilung

  1. Entzündungsphase
    1. Homöostase
      • Vasokonstriktion
      • Thrombozyten-Aggregation
      • Thromboplastin macht Gerinnsel
    2. Entzündung
      • Vasodilatation Phagozytose
  2. Proliferative Phase
    1.  Granulation
      • Fibroblasten legen Bett aus Kollagen Füllt Defekte und produziert neue Kapillaren
    2. Kontraktion
      • Wundränder ziehen zusammen, um Defekte zu reduzieren
    3. Epithelisierung
      • Überquert feuchte Oberflächen Die Zelle bewegt sich ca. 3 cm vom Ursprungsort in alle Richtungen
  3. Umbau-Phase
    1. Es bildet sich neues Kollagen, das die Zugfestigkeit von Wunden erhöht
    2. Narbengewebe hat 80 Prozent Stärke des ursprünglichen Gewebes

Phase der vaskulären Antwort

  • Direkt nach Verletzung kommt es zur Blutung →  Wundbereich aussülen
  • Nach Aktivierung durch Kollagenfasern in der Wunde setzen Thrombozyten die vasoconstriktiven Substanzen Serotonin und Thromboxan frei und bilden einen Blutpfropf (Thrombus), der das verletzte Gefäß verschließt
  • Thrombozyten sekretieren Wachstumsfaktoren PDGF, EGF, TGF-β, VEGF → entlang dieser Mediatoren werden Monozyten, Makrophagen und Neutrophile Granulozyten zum Wundbett geleitet
  • Der Blutpfropf enthält auch Fibrin, Fibronektin, Vitronektin und Thrombospondin, die eine vorläufige Gerüststruktur für die Einwanderung von Entzündungszellen, Fibroblasten, endothelialen Progenitor-Zellen, Endothelzellen und Keratinozyten darstellen

Entzündungsphase

  • Tag 1 -10
  • Vasodilation
    • Anreicherung von Thrombozyten auf der gebildeten Wundmatrix
    • Sekretion chemotaktischer Faktoren, welche Leukozyten anlocken
    • Schwellung (Tumor), Rötung (Rubor), Erwärmung (Calor)
  • Freisetzung von Histamin & Prostaglandinen (verletztes Gewebe), Bradykinin (aus Blutplasma)
    • Erhöht Durchlässigkeit der Gefässe
    • Exsudat tritt aus → bildet Wundschorf
    • sensibilisieren Nozizrezeptoren -> Wundschmerz (Dolor)
  • Leukozyten, Thrombozyten, Zytokine, Wachstumsfaktoren seznieren in der tiefe entzündeter Gewebe
  • Neutrophile Granulozyten phagozytieren Keime und locken andere Immunzellen an
    • sezenieren antimikrobielle substanzen
    • werden von Makrophagen unterstützt (andern ca. 3 Tage nach der Verletzung ins Gewwebe)
      • sezernieren Wachstumsfaktoren und zytokine
      • phagozytieren pathogene, nekrotische Gewebeteile und Zellfragmente
      • nehmen Wundheilungsphänotyp an (Endee der Entzündungsphase)
      • anti-inflammatorische Zytokine -> Suppression des immunsystems
      • ohne Wundheilung stark verzögert

Exsudat

  • entzündungsbedingt
  • Austritt von Flüssigkeit und Zellen aus dem Blut und Lymphgefässen
  • höheres spez. Gewicht wie Transsudat 
    • höherer Proteingehalt

Transsudant

  • nicht-entzündlicher Erguss
  • in Körperhöhlen und Geweben
  • allgemeine oder lokale Staung
  • hydrostatischer Druck > kolloidosmotischer Druck (KOD) [Anteil osmotischen Druckes, welcher durch Kolloide/ Cluster ausgeübt wird]

Makrophagen Polarisation

  • pro-inflammatorisch: M1
    • Anti-tumorigen
  • anti-inflammatorisch: M2
    • Initierung des Tumorwachstums

Proliferative Phase

  • Granulationsphase
  • 3. - 24. Tag
  • Ausbildung eines Blutgefässreichen, zellreichen Granulationsgewebes
    • Wundverschluss
    • Wiederherstellung elastischer Eigenschaften
    • Neuaufbau Bindegewebe
  • Fibroblasten, Granulozyten, Makrophagen
    • Fibroblasten  -> extrazelluläre Matrix -> Zellen adhärieren, wandern und differenzieren
  • Kreatinozyten bewegen sich entlang des Fibrin-Netzes von den Wundrändern her
    • Re-Epithelialisierung
  • Durch intensive Kapillarisierung und Durchblutung erscheint das Gewebe rötlich
  • kann durch geringer Organisationsgrad der Kollagenfasern leicht verletzt werden
  • gegen Ende bildet sich Granulationsgewebe
    • ersetzt provisorische Wundmatrix (Fibrin und Fibronektin)

Reparative Phase

  • bis zu einem Jahr andauernder Prozess
  • Reduktion der Blutgefässe
  • Rötung nimmt ab
  • Apoptose oder Umwandlung zu Myofibroblasten der Fibroblasten
    • Myofibroblasten verkleinern Fläche des entstehnden Narbengwebes
  • ECM: Kollagen III (proliverative Phase) wird durch Kollagen I ersetzt -> parallel angeordnet
  • Granlationsgewebe wandelt sich in Narbengeewebe um (mehrere Monate)

Remodellierung der Narbe

  • Jahr oder länger
  • Fibroblasten regulieren
    • Abbau der Wundmatrix durch Matrixmetalloproteinasen (MMPs) 
    • Synthese neuer ECM
  • erhöht zugfestigkeit der Wunde 
    • Narbe nie mehr als 80% Zugfestigkeit von unverletztem Gewebe
  • abnorme Narbenbildung durch Ungleichgewicht des Remodeling

Narbe

  • Ansammlung von Kollagenfasern
  • hypertrophe Narbe/ Keloide
    • zu viel an der richtigen Stelle
  • Fibrose
    • Organfibrose
    • fibrotische Reaktion auf Implantate und künstlich hergestelltes Gewebe
    • zu viel am falschen Ort

Myofibroblasten

  • Wundheilung
  • übermässige Aktivierung kann zur Fibrose führen (ungewollte Narbenbildung)
  • besitzen Aktinfilamente
  • entstehen aus Fibroblasten (Aktivierung)
  • Produziert Kollagen I

Fibrose

  • Überwucherung
  • Verhärtung &/ oder Vernarbung
  • übermässige Ablagerung von extrazellulären Matrixbestandteile, inkl. Kollagen
  • einzelne Gewebe/ Organe oder ganze Organsysteme
  • auch ohne blutende Wunde
    • Infektion (bakteriell, viral, pilzartig)
    • Bestrahlung (UV, Röntgen, Ionisation)
    • chemisch (Entzündungsreaktion)
    • Fremdkörper
    • Immunantwort
    • Ischämie (Verminderung/ Unterbrechung der Durchblutung) /Nekrose (Myokardinfarkt)

Entstehung der Fibrose

  • Aktivierung der Makrophagen bei Gewäbsschädigung
    • Zytokine und Wachstumsfaktoren
    • Proliferation der Fibroblasten bzw. Myofibroblasten
      • Kollagen und Glykosaminoglykane Synthese
      • Verdichtung der ECM
  • keine Terminierung des Prozesses -> die Faservermehrung verdrängt und ersetzt immer mehr Parenchym

Lungenfibrose

  • Sekundärfolge anderer Krankheiten
    • Autoimmunerkrankung
    • Infektionen (Tuberkulose)
    • Einatmen von Schadstoffen, Quarzstaub, Asbestfasern
    • Rauchen
    • COVID-19 Erkrankung
  • ohne bekannte Ursache -> idiopatische Lungenfibrose
    • die meisten Fälle
  • erschwerter Sauerstofftransport
    • vernarbtes und verdicktes Gewebe zwischen den Lungenbäschen (Alveolen)

Leberfibrose

  • entsteht durch chronische Leberschädigung
    • Anhäufung ECM-Proteinen
      • verzerrt Leberarchidektur -> faserige Narbe -> Knötchen (Zirrhose)
      • aus sich regenerierenden Hepatozyten 
  • Hauptursachen
    • chronische Hepatitis-C-Virus-Infektionen
    • Alkoholmissbrauch
    • nichtalkoholische Steatohepatitis (NASH) [Fettleber mit Entzündung]
  • entzündliche Lymphozyten infiltrieren hepatisches Parenchym
  • Hepatozyten werden apoptotisch
  • Kupffer Zellen werden aktiviert und setzen fibrogene Mediatoren frei
  • HSC proliferieren & werden aktiviert -> sondern viel ECM Proteine ab
    • erhöhter Widerstand gegen den Blutfluss im hepatischen Sinusoid
  • sinusoidale Endothelzellen verlieren Fenestration

Hepatozyten (Wiederholung)

  • Etwa 60-80 % der Leberzellen
  • werden "parenchymale" Zellen genannt
  • Erfüllen die meisten Funktionen der Leber
    • Eiweißsynthese
    • Stoffwechselgleichgewicht (Lipid und Glukose)
    • Stoffwechsel
    • Entgiftung (Amonium und Bilirubin)

Kupffer Zellen (Wiederholung)

  • ca. 10-15 % der Leberzellen
  • Nicht-"parenchymale" Zellen
  • Kupfferzellen sind ansässige Makrophagen
  • säumen die Thesinusoide
  • Verschlucken Partikel und Erreger → sind eine primäre Verteidigung für die Leber
  • Sekretion von Zytokinen (Entzündungsreaktion)

Hepatische Sternzellen (Wiederholung)

  • ca. 5 % der Leberzellen
  • Nicht-"parenchymale" Zellen
  • Dendritische Zellen
  • Funktionen:
    • Vitamin-A-Speicher
    • Antigenpräsentation
    • Phagozytose
    • Bildung von Narbengewebe (ECM)

Störung der Funktion

functio laesa

Einfluss der hepatischen Sternzellen (HSC)

  • bei chronischer Entzündung werden HSC (hepatische Sternzellen) aktiviert
    • durch lösliche Mediatoren von Kupfferzellen, Endothelzellen oder Lyphozyten begünstigt
    • typischer Aktivierungsmarker; α-Smoothmuscle-Aktin
    • kontraktile Eigenschaften
    • pro-inflammatorische Zytokinsynthese erhöht (aktivieren entzündungsprozesse)
    • gesteigerte Synthese von Wachstumsfaktoren
    • gesteigerte Synthese von ECM Proteine => Kollagen
    • Fibrozyten (aus dem Knochenmark) wandern in die Leber -> differenzieren Zellen zu ECM produzierenden hepatischen Zellen um

TGF-β

  • stimuliert Aktivierung von HSC zu Myofibroblasten
  • steigert Matrixexpression
  • inhibiert Matrixmetalloproteinase (MMP) [baut ECM ab]
  • Hepatozytenapoptose
  • hemmt Leberzellprofileration (Neuaufbau des Lebergewebes)

PDGF

  • Proliferation aktivierter HSC -> ECM Synthese

Étudier