Bio 2
ZHAW_BSc_BMLD22_FS23_Biologie 2
ZHAW_BSc_BMLD22_FS23_Biologie 2
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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
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
- Anhäufung ECM-Proteinen
- 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
Beeinträchtigung der Leberfunktion
- Mangelhafte Synthese wichtiger hepatischer Biomoleküle (Transportproteine, Gerinnungsfaktoren, Globuline)
- Einschränkung der Detoxifikation von endogenen (Bilirubin, Ammoniak, Steroidhormone) und exogenen (Medikamente) Giftstoffen
- Unzulänglichkeiten bei der Regulierung des Vitamin- und Spurenelementstoffwechsels
Endstadium Leberfibrose
- Organverhärtung
- narbige Schrumpfung
- Zerstörung der Läppchenstruktur mit meist knotigen Regenerationsprozessen
- Störung der Blutzirkulation in der Leber
- portale Hypertension (Bluthochdruck in der Pfortader)
Leberzirrhose
- chronisch
- Lebergewebe wird zunehmend zerstört
- Funktionsverlust
Antifibrotische Angriffspunkte
INPUT
- Gegenagenten
- Antioxidant
- Entzündungshemmende Mittel
- TGF-β Signalweg Störrer (Antikörper)
- Antikörper gegen CTGF
- Rho-Rock-Kinase-Inhibitoren
- Faktoren
- Reaktive Sauerstoffspezies
- TGF-β, CtGF, PDFG
- Rho-Rock-Kinase
- Entzündliche Zytokine
- EMT
OUTPUT
- Gegenagenten
- siRNA
- Prolylhydroxylase-Inhibitoren
- BMP-1-Hemmer
- Lysyloxidase und Transglutaminase-Inhibitoren
- Faktoren
- Kollagen-Biosynthese-Maschinerie
- Intrazelluläre postranslationale enzyme (Hydroxylierung, Glykosylierung)
- Exrazelluläre postranslationale Enzyme Prokollagen-clipping, Vernetzung
Behandlung der Leberfibrose
Bestimmung des Quick-Werts
- Thromboplastinzeit
- Gerinnbarkeit des Bluts
- Bestimmung
- Venöses Blut wird durch Citratzusatz (=> Kalziumkomplex) ungerinnbar gemacht
- Zentrifugation
- Kalziumüberschuss wird zu Plasma gegeben
- Zeit wird gemessen bis zur Bildung von Fibrinfäden (ca. 11-16 sec.)
- Angegeben in Prozent der Norm
- als Prothrombinratio (INR) → der INR-Wert ist im Gegensatz zum Quick-Wert unabhängig vom verwendeten Reagenz
Bestimmung Cholinesterase CHE
- Die Cholinesterase wird in den Hepatozyten gebildet, ist sie im klinischen Alltag ein guter Marker, um den Verlauf einer Lebererkrankung bzw. Leberzirrhose zu bestimmen
- Gemessen wird die Aktivität der Butyrylcholinesterase, die auch Plasmacholinesterase genannt wird
- Referenzbereich: Butyrylcholinesterase: 4 bis 13 kU/l
- Sinkt die Cholinesterase-Aktivität, ist das ein Zeichen für eine verminderte Syntheseleistung der Leber Sie ist meist durch eine Schädigung der Hepatozyten bedingt → Leberzirrhose
Child-Pugh-Score
- Stadieneinteilung der Leberzirrhose
- anhand dieser Stadien lässt sich die Prognose des Patienten abschätzen
- Es wird anhand von fünf Kriterien (drei Laborwerte und zwei klinische Befunde) eine Gesamtpunktzahl erstellt, wobei jeweils 1-3 Punkte vergeben werden, so dass ein Score von 5 bis 15 erreicht werden kann
Übersicht der Labordiagnostik bei Leberzirrose
Metabotrope Rezeptoren
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- Induktion einer Signalkaskade, welche über einen 7TM Rezeptor startet
- G-Protein gekoppelter Rezeptor
- Regulation und Amplifikation über Signalkaskade / metabotrop
- Wesentlich langsamer und variabler als direkte Signalweiterleitung, nicht
eindeutig hemmend oder erregend
Ionotrope Rezeptoren
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- schneller wie Metabotrope Rezeptoren, da keine biochemische Schritte notwendig sind
- Öffnen der Ionenkanäle und Einstrom bestimmter Ionen durch postsynaptische Membran
- De- oder Hyperpolarisation der postsynaptischen Zelle (EPSP oder IPSP)
- Enzymatischer Abbau der Neurotransmitter oder Resorption -> wichtig, da sonst Signal ständig weiter geleitet wird
Vorgänge an einer elektrischen Synapse
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- Direkter Übergang des Aktionspotentials durch Gap Junctions
- Schnelle Signalübertragung für stereotype, synchrone Bewegungen (Herzmuskel) oder Fluchtreflexe
Vorgänge an einer chemischen Synapsen
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- Chemische Umsetzung
- Vesikel mit Neurotransmittern diffundieren zum synaptischen Spalt und verschmelzen mit der Membran -> Exozytose (Dauer von Schritt 2-3 etwa 100 – 200 µs)
- Transmitter durchqueren synaptischen Spalt (30 nm in 0.6 µs)
- NT-Rezeptor-Interaktion an der postsynaptischen Membran
- Aktionspotential führt zu Depolarisation -> Ca2+ -Einstrom über spannungsabhängige Ca-Kanäle
- Exocytose der synaptischen Vesikel (enthalten Neurotransmitter)
- Ausschüttung von Neurotransmitter
- Diffusion der Neurotransmitter an postsynaptische Membran
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Entstehung eines Aktionspotentials am Axon
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- Da sich auf der Membran des Somas und der Dendriten nur Liganden-gesteuerte Ionenkanäle befinden, entstehen hier Potenziale, die aber über die Distanz abnehmen
- Nur, wenn genügend EPSPs am Axonhügel eintreffen und ein bestimmter Schwellenwert überschritten wird, entsteht ein
Aktionspotenzial
Was passiert an den Dentriten
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- Transmitter 1 erzeugt ein exzitatorisches postsynaptisches Potential (EPSP) durch
Nettoeinwärtsstrom (hauptsächlich Na+) ➔ positive Ladung ins Zellinnere - Transmitter 2 verursacht ein inhibitorisches postsynaptisches Potenzial (IPSP), da der von ihm bewirkte Leitfähigkeitsanstieg primär auf K+ und Cl--Ionen zurückgeht, die einen Nettoauswärtsstrom bewirken➔negative Ladung ins Zellinnere
-> wenn die EPSP bis zum Axonhügel überwiegen, wird ein Aktionspotential ausgelöst
Geschwindigkeit des Signals
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- Axone verschiedener Nervenzelltypen leiten das AP unterschiedlich schnell weiter (maximal 30 m/s – 120m/s)
- Selektionsvorteil z.B. bei Fluchtreaktionen oder Schutzreflexen
- Passive elektrische Eigenschaften: Je grösser der Durchmesser eines Axons, desto kleiner wird der Innenwiderstand im Vergleich zum Membranwiderstand (Ausbreitung des Stroms vorrangig im Inneren)
Refraktärzeit
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- Während der Ladungsumkehrung an der Membran (nach dem öffnen der Na- und K-Kanälen, bis Ruhepotential wieder eingestellt ist) kann kein neuer Reiz beantwortet werden
- kann bis zu 300 ms andauern
Aktionspotential
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- Ein Aktionspotential entsteht nur, wenn der Schwellenwert von -55mV erreicht
ist (Alles oder Nichts!!!) - Die Information kann daher nur über die Frequenz der Aktionspotentiale über das Axon, aber nicht über die Stärke der Aktionspotentiale kodiert werden
- Ruhepotential nur K-Hintergrundkanäle sind offen (K diffundiert aus dem Axon)
- Zellinneres ist negativ geladen
- Wenn Spannung -55 mV (genügend K-Kationen sind aus der Zelle diffundiert, Unterschied zur ECM wird kleiner)
- spannungsabhängige Na-Kanäle werden geöffnet
- Na-Kationen diffundieren in die Zelle
- Spannung nimmt stark ab -> Impuls
- -> Depolarisation
- abhängige K-Kanäle öffnen sich mit Verzögerung Na-Kanäle werden geschlossen
- Potential nimmt stark ab und fällt tiefer wie Ruhepotential
- -> Hyperpolarisation
- Die Na-Kanäle öffnen sich nacheinander in Richtung der Signalweiterleitung -> Impuls wird weitergeleitet
Spannungsabhängige K+-Kanäle
- Erfolgt eine Depolarisation der Membran, so öffnen sich die spannungsabhängigen Kaliumkanäle, aber verzögert (1-2ms)
Spannungsgesteuerter Natriumkanal
- Struktur: Transmembranprotein
- Öffnet sich, wenn die Membranspannung -50mV übersteigt -> Aktionspotential
- im Ruhepotential sind diese Kanäle geschlossen
- Durch Depolarisierung (Innenseite wird positiver) wird Schieberegler geöffnet
- Inaktivierungstor stoppt Na+-Einstrom
Ruhepotential
- 2 Strukturelemente der Zellmembran: Na+/K+-Pumpe, Ionenkanäle
- Die Zellmembran ist für Ionen unterschiedlich durchlässig (Tunnelproteine). Na+ Kanäle sind normalerweise geschlossen, K+ steht offen -> 3 Na+ raus/ 2 K+ rein
- Leckströme von Na+ in die Zelle: Na+/K+-Pumpen transportieren unter ATP-Verbrauch K+ Ionen in die Zelle und im Gegenzug Na+ aus der Zelle heraus → innerhalb der Zellen herrscht daher eine höhere K+ Konzentration.
- K+ diffundiert so lange nach außen, bis sich ein Gleichgewicht zwischen den osmotischen und den elektrischen Kräften einstellt
- Ladungsunterschied zwischen der Innen- und Außenseite der Zellmembran, erzeugt Ruhepotential, das beim Menschen zwischen -70 und -80 mV beträgt. Dabei ist die Innenseite der Zellmembran negativ, während die Außenseite positiv geladen ist
Molekulare Transportmechanismen
- Diffusion (Passiver Transport)
- Hydrophobe Moleküle und (sehr langsam) kleine, ungeladene, polare Moleküle können durch die Lipiddoppelschicht diffundieren
- Erleichterte Diffusion (Passiver Transport)
- Hydrophile Substanzen einschliesslich ders Wassers difundieren mithilfe von Transportproteinen durch die Membran
- Aktiver Transport
- Manche Transportproteine arbeiten als Pumpen und transportieren Sunbstanzen entgegen ihrem Konzentrationsgefälle durch die Membran. Die Energie für diese Arbeit liefert in der Regel das ATP
Unterschiedliche Formen der Neuronen
Neuronalle Zellen und ihre Aufgaben
- sensorische Zellen; leiten Signale von Sinnesorgane ans ZNS
- motorische Zellen; leiten Signale von ZNS an Muskelzellen weiter
- Interneuronen; verbinden Nervenzellen mit Nervenzellen und leiten Signale weiter
Gliazellen und ihre Aufgaben
Gliazellen sind nicht elektrish-erregbare Zellen des Nervensystems
- Astrozyten; strukturieren neuronale Netzwerke und schirmen Neuronen voneinander ab
- Oligodendrozyten; nur im ZNS umwickeln Axone von Nervenzellen
- Schwan'sche Zellen; ist eine Hüll- & Stützzelle um das Axon von peripheren Nervenzellen
- Mikroglia; Immunzellen des Gehirns sind im ganzen ZNS vorhanden
Funktion der Soma
- Genexpression und Proteinsynthese
- Aufrechterhalten des ionischen Gleichgewichts
- Lipid- und Membranproduktion
- Integration von Signal von anderen Neuronen
- Generieren des Aktionspotential am Axonhügel -> Ionensignal/ Ionenstrahl diffundiert durch Soma und wird am Axonhügel in ein elektrisches Aktionspotential umgewandelt
Aufbau der Soma (Bild von ganzer Nervenzelle)
Soma ist der Zellkörper der Nervenzelle
Funktion des Axon
- Aufrechterhaltung des ionischen Gleichgewichts
- Aufrechterhaltung der Struktur
- Signalweiterleitung
- Axonaler Transport (Retrograd -> Signal kommt zurück und Anterograd -> Signal geht weiter)
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Lernkarten
Schematische Darstellung der zwei Stressachsen
- Ein Stresssignal wird über Noradrenalin (NA), Acetylcholin (Ach) und Serotonin an den Hypothalamus weitergeleitet und führt dort zur Freisetzung von Korticotropin-Releasing-Faktor (CRF), welcher wiederum aus dem Hypophysenvorderlappen (HVL) die Ausschüttung von Adrenocorticotropem Hormon (ACTH) veranlasst
- Dieses gelangt über das Blut zur Nebennierenrinde und regt dort zur Ausschüttung on Kortisol an
- Ebenfalls skizziert sind die verschiedenen negativen FeedbackMechanismen
- Die Aktivität des schnelleren SAM Systems ist rechts eingezeichnet
Die Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenrinden-Achse (HHNA)
- zweite Stressachse, die vor allem durch die Ausschüttung des Stresshormons Kortisol bekannt ist
- Die Auslösung eines Stresssignals führt zunächst auf der Ebene des Hypothalamus zur Freisetzung des Corticotropin-Releasing-Hormons oder -Faktors (CRH oder CRF), welches dann die Hypophyse zur Ausschüttung des adrenocorticotropen Hormons (ACTH) anregt
- Über die Weiterleitung durch die Blutbahn gelangt ACTH zur Nebenniere und sorgt dort für die Freisetzung des Hormons Kortisol aus der Nebennierenrinde
- Kortisol aus der Gruppe der Glucocorticoide unterliegt einer circadianen Rhythmik, wonach vor allem ein Abfall über den Tag hinweg sowie die sogenannte Cortisol Awakening Response (CAR) typisch und
- bei Messung oder Induktion von Stress zu berücksichtigen sind
- Kortisol kann die Blut-Hirn-Schranke passieren und gelangt so auch ins Gehirn → dort angelangt wird dann unter anderem über Rezeptoren des Hippocampus über negative Feedbackmechanismen die Stressreaktion bzw. Aktivität der HHNA wieder herunter reguliert
- Diese negativen Feedbackmechanismen sind wichtig, um ein „Überschießen“ der Stressreaktion zu verhindern. Nahezu alle Organe im Körper verfügen über Rezeptoren für Kortisol.
- Die Reaktion der HHNA ist im Vergleich zum SAM die langsame Stressreaktion, da die Vermittlung humoral über das Blut vermittelt verläuft und nicht über elektrochemische Signale wie beim SAM
- Die Spitzenwerte der Kortisol-Stressreaktion lassen sich je nach Messmethode (in Blut oder
Speichel) erst nach Minuten nachweisen
sympathiko-adrenomedulläre System (SAM)
- SAM, adrenomedullär = das Nebennierenmark betreffend) bildet eine der beiden Haupt-Stressachsen
- zentralnervöse Aktivierung des Sympathikus -> direkt an die Organe weitergeleitet und über Aktivierung des Nebennierenmarks -> Adrenalin und Noradrenalin Ausschüttung
- So versetzt die sympathische Stressreaktion den Körper in einen „Alarmzustand“
- überlebens notwendigen Funktionen werden gefördert und der Körper auf ein „Fight-or-Flight“ vorbereitet
- schnelle Stressreaktion
- vagalen Bremse -> Einfluss des Sympathikus nimmt zu & Einfluss des Parasympathikus geht zurück
- Nur so kann der Sympathikus seine Wirkung entfalten → verdeutlicht gleichzeitig die stressprotektive
Wirkung des Parasympathikus, der auch bei den meisten Stressregulationstechniken stimuliert wird
Adrenerge Rezeptoren
Wirkmechanismus Adrenalin an β2-adrenergen Rezeptoren
Adrenalin
- Neurotransmitter
- Zur Gruppe der Katecholamine gehörendes Hormon
- Gebildet im Nebennierenmark
- Bindung an Adrenozeptoren
- Wirkungen:
- Erhöhung des Gefäßtonus →↑ Blutdruck und Herzfrequenz
- Wirkt katabol auf den Glykogen- und Glucosestoffwechsel
- Abbau von Triglyceriden im Fettgewebe
Antwort auf kurzzeitigen Stress
Wirkung von Adrenalin und Nordadrenalin:
- Glykogenabbau zu Glucose, was den Blutzuckersiegel erhöht
- Blutdruckerhöhung
- Atmung wird verstärkt
- Stoffwechsel beschleunigt sich
- Durchblutungsänderungen; erhöhen die Alarmbereitschaft und reduzieren Verdauung und Nierentätitgkeit
Stressbewältigung mit der Nebenniere
Stoffwechselwirkungen von Kortisol
- Stimulation der Lipolyse, dadurch werden Fettsäuren freigesetzt, die in der Leber z. T. zur Bildung von Ketonkörpern oder zur Bildung von VLDL (very low density lipoproteins) verwendet werden
- Hemmt die Aufnahme von Glukose in Fettzellen und die Lipogenese
- Im Muskel werden Aufnahme und Verbrauch von Glukose eingeschränkt
- Durch Abbau von Proteinen in der Peripherie (Bindegewebe, Muskel und Knochengrundsubstanz) werden Aminosäuren bereitgestellt → Aminosäuren werden in der Leber z. T. zur Glukoneogenese eingesetzt
Androgene
- Androgene, insbesondere Testosteron führen zur Ausprägung der Sexualmerkmale beim Mann und werden für die Schambehaarung bei der Frau benötigt
- In der Zona reticularis beider Geschlechter wird die Vorstufe für die Androgene gebildet und sezerniert
- Die Nebennierenrinde produziert normalerweise nur geringe Mengen an Androgenen
- Die eigentliche Bildung der Hormone erfolgt in den peripheren Geweben und den Geschlechtsdrüsen
Effekte von Aldosteron
- Nieren: vermehrte Expression von Na-K-ATPasen, erhöhte luminale Membranpermabilität für Na+
- Schweißdrüsen: stimuliert die Na+- and Wasser-Rückresorption im Austausch für K+
- Darm: stimuliert die Na+- and Wasser-Rückresorption im Austausch für K+
Sexualhormone (Geschlechtshormone, Sexualsteroide)
- spielen eine Rolle bei der sexuellen Entwicklung, dem Geschlechtstrieb und dem Proteinaufbau (Anabolismus)
- Die adulte Nebennierenrinde sezerniert Sexualhormone in vernachlässigbaren Mengen → die Hauptproduzenten sind die Gonaden
Glucocorticoide
beeinflussen den Blutzuckerspiegel sowie andere Aspekte des Fett-, Protein- und Kohlenhydratstoffwechsels
Mineralcorticoide
beeinflussen das Ionengleichgewicht in den extrazellulären Flüssigkeiten ➔ relevant für die Nierenreabsorption von Salzen
Cortisol
Wichtigstes Glucocorticoid (Hydrocortison) → entscheidend für die Stoffwechselreaktionen des Körpers auf Stress
- Während Adrenalin und Noradrenalin zu einem plötzlichen Anstieg des Blutdrucks führen, bewirkt Cortisol eine anhaltende Blutdruckerhöhung
- Cortisol stimuliert Gluconeogenese ➔ zirkulierende Glucose im Blut steht dem Nervensystem und der Skelettmuskulatur zu Verfügung (diabetogen)
- Steroidhormon aus der Gruppe der Glukokortikoide
- lebensnotwendig
- Cortisol wird in der Nebennierenrinde (Zona fasciculata) gebildet Anregung der
Cortisolproduktion:- Hypothalamus durch das CorticotropinReleasing-Hormon (CRH)
- Hypophyse durch das adrenocorticotrope Hormon (ACTH)
- Zirkadianern Cortisolspiegel-verlauf →Hormon wird nicht kontinuierlich produziert
Aldosteron
- Mineralcorticoid
- lipophil, gelangt durch passive Diffusion in die Zielzelle und bindet an nukleäre Steroidrezeptorproteine → aktivierte Steroidrezeptoren binden an spezifische DNA-Sequenzen (hormone response elements, HRE) und führen zur vermehrten Genexpression
- Retention von Wasser und Natrium (Niere)
- erhöht die Kaliumausscheidung
- stimuliert die Expression von Na+/K+-ATPase, Na+- und K+-Kanälen sowie der Serum und Glukokortikoidinduzierbaren Kinase SGK1
- Die SGK1 fördert den Einbau und verzögert teilweise den Abbau der Transportproteine in die
Zellmembran
Nebennierenrinde (NNR)
- wird überwiegend von dem adrenocorticotropen Hormon (ACTH) aus der Adenohypophyse kontrolliert.
- Zellen produzieren aus Cholesterol (Cholesterin) drei Klassen von Steroidhormonen, die gemeinsam als Corticosteroide bezeichnet werden
- NNR kann Cholesterin aus Acetat herstellen
- oder verwendet Cholesterin aus zirkulierenden LDL-Partikeln
- (Die vierte Klasse ist Vitamin D)
Nebennierenmark (NMM)
- Liegt im Inneren der Nebenniere
- Gehört zum sympathischen Nervensystem
- produziert Adrenalin, Noradrenalin und Dopamin
- Diese Hormone werden in kleinen Körnchen im Bereich der Zellen (Granula) gespeichert → können so rasch ins Blut abgegeben werden
- neuroektodermaler Ursprung, im Prinzip ein sympathisches Ganglion
Osteoblasten
Definition: Produzenten der Knochengrundsubstanz, die noch nicht im Knochen eingemauert sind
Funktionen:
- Produzieren Osteoid (= organische Knochengrundsubstanz) und lagern dieses in Schichten auf bereits bestehender mineralisierter Matrix ab
- Steuern die Mineralisation des Osteoids (Entstehung von Hydroxylapatit)
- Regulieren den Knochenumbau
- Sondern Substanzen ab, die Verkalkungsinhibitoern zerstören
- induzieren einen lokalen hohen Ca2+ und PO43- Gehalt
- OH-Apatit-Kristall wirken als "Keim" (Frühe Kristalle) für das Wachstum der Minerablagerung
Lokalisation: Immer auf freier, knöcherner Oberfläche in den Knochenhüllen
(Periost und Endost)
ZELLEN, DIE FÜR DIE VERKALKUNG VERANTWORTLICH SIND
OSTEOBLASTEN & (CHONDROZYTEN) -> Knochen
WIE FIBROBLASTEN SIND SIE MESENCHYMALEN URSPRUNGS
Wichtigste Ionensubstitutionen
Diese Substitutionen sind je nach Angebot, Bedarf in der Wachstumsphase usw.
möglich
Anorganischer Teil des Knochens
- Entfernung von organischen Bestandteilen hinterlässt verkalkten anorganischen Gerüststbau
- sehr kleine Kalziumhydroxylapatit Kristalle (max. 2,5 x 25 nm bis 5 nm x 50 nm)
- Ein erheblicher Anteil von nicht-kristallinem
Kalziumphosphat kann auch vorhanden sein
Zusammensetzung des Knochens (wichtig)
- 69% Mineral
- 20% Kollagen
- 9% Wasser
- 2% Nicht-kollagene Proteine
- Osteocalcin Knochen Gla-Protein
- Matrix Gla-Protein
- Osteonectin SPARC, BM-40
- Osteopontin Sialoprotein I
- Knochen Sialoprotein, Sialoprotein II
- Biglycan
- Decorin
Nebennieren (NNR)
- paarige Hormondrüse
- befinden sich auf den oberen Nierenpol
- sind gemeinsam mit den Nieren von der Fettkapsel und der Nierenfaszie umgeben
- bestehen aus dem Nebennierenmark und Nebennierenrinde
- Separate Hormondrüse mit eigener arterieller Versorgung (nicht von Niere abhängig)
- mesodermale Zellen
Reservoirfunktion des Skeletts
- 99% des gesamten Kalziums
- 85% des Phosphors
- 60% des körpereigenen Magnesiums
- 50% des Natriums des Körpers
Funktionen des Knochens
- Stützfunktion
- Schutzfunktion
- Speicherfunktion (Kalziumreservoir)
- Blutbildung
Physiologische Verkalkung
- Physiologische Verkalkung tritt während des Knochenwachstums und auch während der Reparatur nach einer Schädigung des Skeletts auf
- Mineral, das in den "Lücken" oder "Intervallen" in fibrillären Kollagenfasern und auf ihnen abgelagert wird
- Die Kollagenfasern verbleiben nach der Verkalkung im Gewebe
(mit Ausnahme des Zahnschmelzes)
Aminosäurederivate
- kleine Moleküle, die aus einer einzelnen Aminosäure synthetisiert werden
- Tyrosinabkömmlinge: Adrenalin und Thyroxin
- Thyroxin ist lipidlöslich
- Adrenalin ist wasserlöslich
- Unterschiedliche Transportmechanismen und Lokalisation
der Rezeptoren
Proteohormone und Peptidhormone
- lipidunlöslich/lipophob
- Beispiele Insulin, EPO und PTH
Steroidhormonbiosynthese
- Einteilung in 4 Gruppen
- [1] Cholesterin -> Ausgangsmolekül für alle Steroidhormone
- [2a] Progestagene -> Über Pregnenolon und Progesteron entstehen daraus die Mineral- und Glucocorticoide und die Androgene (männliche Sexualhormone)
- [2b] Kortikoide (Mineral- und Glucocorticoide) werden in der Nebennierenrinde synthetisiert
- [3] Androgene -> Ausgangsmolekül für Östrogene
- [4] Östrogene (weibliche Sexualhormone)
Wirkmechanismus über nukleäre Rezeptoren – Typ 1
- Der Rezeptor stellt einen Transkriptionsfaktor dar, welcher eine Liganden (Hormon) Bindungsdomäne und eine DNA Bindungsdomäne aufweist (komplexiert mit einen Hitzeschockprotein)
- Typ 1 Rezeptoren (Beispiel: Androgenrezeptor) binden an den Rezeptor und veranlassen dadurch die Freisetzung des Hitzeschockproteins
- Nach Dimerisierung, Translokation in den Nucleus und Bindung von Co-Faktoren
kann er die Transkription veranlassen
Wirkmechanismus über nukleäre Rezeptoren – Typ 2
- Schilddrüsenhormone diffundieren direkt in den Zellkern, wo der Rezeptor bereits an die DNA
gebunden ist
Wirkmechanismus Peptidhormone
- Bindung an einen Rezeptor
- Intrazelluläre Antwort über
- Proteinkinase Aktivitäten des Rezeptors
- G-Protein und second messengern (z.B. cAMP, IP3)
- Rezeptor stellt einen Ionenkanal da, der Leitfähigkeit für bestimmte
Ionen verändert
Hierarchie des Hormonsystems
- Tätigkeit von einigen Hormondrüsen wird über das Hypothalamus-Hypophysensystem gesteuert
- hypothalamisch-hypophysär-gonadotrope Achse
- hypothalamisch-hypophysär-adrenotrope Achse
- hypothalamisch-hypophysär-thyreotrope Achse
Hypothalamus
- bestandteil des Zwischenhirns
- gehört zum Hypothalamus-Hypophysen-System (Übergeordnete Struktur für viele Drüsen zur Regulation der Hormonfreisetzung)
- Produktion von 2 Hormonen
- ADH -> Rückgewinnung von H2O in der Niere
- Oxytocin -> Kuschelhormon
- Beide Hormone werden im Hypohphysenhinterlappen gespeichert
- Produktion von Inhibiting- und Releasinghormonen (Bsp.: GnRH, FSH, LH in HLV)
- Reguliert damit die Hormonfreisetzung in der Adenophyse (Hypohysenvorderlappen und Mittellappen)
