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Wie wird Glutathion hergestellt?
Es ist ein Tripeptid und wird in einer ATP-abhängigen Reaktionsfolge aus Glutamat, Cystein und Glycin synthetisiert. Diese Reaktion findet nicht in Ribosomen, sondern im Cytosol statt.
Wie ist Glutamat in diesem Tripeptid gebunden?
über die gamma-Carboxylgruppe (Seitenkette) und nicht über die AS-Grundstruktur (alpha!). Deshalb wird es als gamma-Glutamat bezeichnet.
Welche Struktur im Glutathion bestimmt seine Funktion?
Die Sulfhydrylgruppe (-SH) vom Cystein.
Wie erfolgt dieser Oxidationsschutz?
- Glutathion (GSH) und Wasserstoffperoxid (H2O2) werden zu 2 H2O und GSSG (Dimer von GSH, Ausbildung einer Disulfidbrücke) umgewandelt durch die GSH-Peroxidase.
- Die GSSG-Reduktase wandelt GSSG mithilfe von NADPH/H+ zu 2 GSH und NADP+ um.
- NADPH wiederrum entsteht bei der Umwandlung von Glukose-6-Phosphat zu 6-Phosphogluconat durch das Enzym Glukose-6-Phosphat-Dehydrogenase.
Welche Enyzmdefekte in Erythrozyten gibt es?
- Glukose-6-Phosphat-Dehydrogenase
- Pyruvatkinase
Enzymdefekt in Erythrozyten
- Glukose-6-Phosphat-Dehydrogenase
- Funktion des Enzyms = Problem
- weitere Eigenschaften & Folgen
- Die Glukose-6-Phosphat-Dehydrogenase wandelt Glukose-6-Phosphat in 6-Phosphoglukonat um. Bei diesem Schritt entsteht NADPH, welches äusserst wichtig ist bei der GSH-Regeneration (Ox -> Red)
- verursacht durch > 300 Mutationen im G6PD-Gen (Häufigkeit regional bis 20%)
- betrifft 400 Mio. Menschen
- äussert sich in Form einer hämolytischen Anämie
- führt zu vermindertem Oxidationsschutz in Erythroyzten
- tritt gelegentlich chronisch auf (selten), meist aber induziert (wegen Medikamenten oder Infekten)
- ausgelöst durch bakterielle und virale Infektionen, Behandlung mit gewissen Medikamenten (Sulfonamiden, Anti-Malariamittel), Nahrung (Favismus, durch Konsum von Favabohnen/Ackerbohnen)
- Normalerweise keine Probleme, aber bei erhöhtem oxidativem Stress schon!
Enzymdefekt in Erythrozyten
- Pyruvatkinase
- Funktion des Enzyms
- Eigenschaften
- Es wandelt Phosphoenolpyruvat in Pyruvat um, es ist ein ATP-liefernder (letzter) Schritt.
- häufigster Enzymdefekt im Erythrozyten -> führt zu chronischer hämolytischer Anämie
- verursacht durch > 100 Mutationen
- führt zu erniedrigtem ATP- und erhöhtem 2,3-Bisphosphoglycerat-Gehalt in Erythrozyten
- Formen von mild (kaum Symptome) bis schwer (mit Bluttransfusion ab Geburt) möglich
Was bewirkt Hämoglobin bezüglich Sauerstofftransport?
Die Löslichkeit von Sauerstoff im Blut wird durch Hb um den Faktor 200 erhöht.
Hämoglobin
- Aufbau
- 2 alpha-Ketten (141 AS)
- 2 beta-Ketten (146 AS)
= Hb alpha2beta2 (Erwachsener)
An welcher Stelle bindet O2 an das Hämoglobin?
Am Fe2+ des Häms
Hypochrome (mikrozytäre) Anämie
- Problem
- Ursachen
- Formen
- = Verminderung der Hämoglobin-Konzentration aufgrund von Eisenmangel. mikrozytär: Beschreibung der Erythrozytengrösse, hypochrom: Hb-Gehalt
- Eisenmangel kann bedingt sein durch:
- unzureichende Eisenzufuhr
- erhöhter Eisenverlust (Menstruation, Blutungen)
- erhöhter Bedarf (Schwangerschaft, Wachstum)
- Sideroblastische Anämien (Störunger in der delta-ALA-Synthese)
- Thalassämien (verminderte Synthese der Globinketten)
Hyperchrome (makrozytäre) Anämie
- Problem
- Ursachen
- verminderte Hämoglobin-Konzentration wegen VitaminB12 oder Folsäure-Mangel
- unzureichende Zufuhr
- verminderte Resorption von Vitamin B12 (Erkrankungen der Dünndarmmukose bzw. Fehlen des Intrinsic factors)
Wieviel des im Körper vorkommenden Eisens befindet sich im Hämoglobin?
60%
Eisen
- Stoffklasse
- Gesamtmenge
- Spurenelement
- 3 - 4 g
Eisen-Umsatz
Eisen wird nur in sehr geringen Mengen ausgeschieden. Damit der tägliche Eisenverlust kompensiert werden kann, muss der Organismus lediglich 1 - 2 mg Eisen pro Tag resorbieren. Das Plasma-Eisen ist dabei die Drehscheibe des Eisenstoffwechsels.
In welcher Form liegt Eisen in der Nahrung vor?
Es liegt in dreiwertiger Form Fe3+ vor.
Was geschieht mit dem mit der Nahrung aufgenommenem Eisen?
Im Magen werden die Eisenverbindungen (Eisenhydroxid, Porphyrineisen) in freie Ionen ud lcoker assoziiertes organisches Eisen gespalten. Für die Aufspaltung sorgt die Magensäure sowie organische Säuren in der Nahrung.
Eisenresorption
1. Ferrireduktase reduziert Fe3+ aus der Nahrung in aufnahmefähiges Fe2+.
2. Fe2+ wird über dem DMT1 - Transporter in die Mukosazelle aufgenommen.
3. Hier hat Fe2+ zwei Möglichkeiten: Entweder wird es als Ferritin gespeichert (als Fe3+) oder an Mobilferrin gebunden, wo es über das Ferroportin aus der Zelle hinausgeschleust wird. Es kommt ganz auf den Eisenbedarf des Organismus an.
Im Körper liegt das Fe3+ an Transferrin gebunden vor.
Wie kann Eisen in die Zielzelle (Ort des Bedarfs) aufgenommen werden?
6. Die Eisenaufnahme in die Zielzelle erfolgt durch Bindung von Transferrin an den Transferrin-Rezeptor.
7. Endozytose (als coated vesicle)
8. Intrazelluläre Freisetzung des Eisens über Ferrireduktase im Endosom.
9. Der Rezeptor wird wieder an die Zelloberfläche zurückgebracht.
Wie wird der Eisenstoffwechsel reguliert?
Durch eisenregulatorische Proteine IRPs. Sie reguileren die Translation folgender Proteine:
- Transferrinrezeptoren
- Ferritin
- detla-Ala (im Falle von Hb-produzierenden Zellen)
Bei tiefem intrazellulären Fe binden IRPs an 5'-nichttranslatierte Regionen der mRNA von Ferritin (Ft) und delta-ALA (1) und an eine 3'-nichttranslatierte Region der mRNA des Transferinrezeptors (TfR, 2). Das führt zu einer vermindertes Synthese von Ferritin und delta-ALA (durch Hemmung der Translation, 3) und zugleich zu einer gesteigerten Synthese des Transferrinrezeptors (durch Stabilisierung der entsprechenden mRNA, 4). Das bewirkt eine gesteigerte Aufnahme von Eisen in die Zelle.
Bei einem gestiegenen intrazellulären Fe verlieren die IRPs ihre mRNA-Bindungseigenschaften und die Translation von Ferritin und delta-ALA kann erhöht werden. Der Verlust der Bindungsaktivität ist die Folge einer Aufnahme eines Fe-S-Clusters durch die IRPs, wodurch sie eine enzymatische Aktivität erlangt (Aconitase, 5).
Wo sind Blutzellen vorhanden?
- Blut
- Knochenmark
- lymphatische Organe
Wo befindet sich das Blut?
- Herz
- Blutgefässe
- Blutsinus (Leber, KM, Milz)
Wie kann man das Blut aufteilen?
- Hämatokrit = Zellen
- Plasma (Proteine)
Serum
- Definition
Plasma ohne Gerinnungsfaktoren
Funktionen des Blutes
- Transport: Nährstoffe, Atemgase, Metaboliten, Gerinnungsfaktoren, Antikörper
- Milieuerhalt: pH, Temperatur, H2O
- Schutz: Blutgerinnung, Blutstillung, Wundheilung
- Abwehr & Immunüberwachung
Begriff für "eine verminderte Zellzahl"
= -zytopenie
z.B. Leukozytopenie
Begriff für eine "erhöhte Zellzahl"
= -zytose
z.B. Leukozytose
Begriff für eine "verminderte Erythrozyten-Zahl"
= Anämie
Begriff für eine "erhöhte Erythrozytenzahl"
= Polyglobulie
Welche Blutzellen gibt es ?
- rote Blutkörperchen = Erythrozyten
- weisse Blutkörperchen = Leukozyten
- Blutplättchen = Thrombozyten
Wie ist die Konzentration der Erythrozyten pro L Blut?
3.9 - 5.5 T/L
= 3.9 - 5.5 x 10^12 Zellen pro Liter (T = Tera = 10^12)
Wie hoch ist die Konzentration der Leukozyten pro L Blut?
3.5 - 10.5 G/L
= 3.5 - 10.5 x 10^9 Zellen pro L Blut (G = Giga = 10^9)
Wie hoch ist die Konzentration der Thrombozyten pro L Blut?
140 - 180 G/L
= 140 - 180 x 10^9 Zellen pro L Blut (G = Giga = 10^9)
Wovon hängt die Anzahl Zellen der Blutzellen ab?
Von ihrer Lebensdauer.
Welche Funktion erfüllen die Erythrozyten?
- Gastransport
- Blutpufferung
Welche Funktion erfüllen die Leukozyten?
- Abwehr
Welche Funktion erfüllen die Thrombozyten?
- primäre Hämostase (= Blutstillung)
Örtliche & zeitliche Aspekte der Blutzellbildung
- Dottersack (ab 2. Wo, bis 8. Wo)
- extramedullär d.h. Leber & Milz (ab 9. Woche)
- Knochenmark; ab 4. Monat (bleibt hier)
Welche Eigenschaften hat die Blutzellbildung?
- Sie ist monophyletisch d.h. alle Abkömmlinge stammen aus der gleichen Vorläuferzelle ab.
- Die Stammzelle ist pluripotent d.h. sie kann sich zu allen Körperzellen differenzieren.
Wie wird die Blutzellbildung reguliert?
Durch Wachstumsfaktoren & Zytokine.
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Flashcards
Wie lange lebt ein Granulozyt?
4 - 24 h
Thrombopoese
- Übersetzung
- Ablauf
- Dauer
= Bildung der Thrombozyten
- Megakaryoblast
- Megakaryozyt
- Thrombozyt
Am Ende liegt keine richtige Zelle mehr vor, sondern nur noch Plasmaabschnürungen.
5 - 10 Tage
Wie lange leben Thrombozyten?
5 - 10 Tage
Verteilung der Zelltypen (SZ, multipotente VZ, unipotente VZ, reife Zelle) im Knochenmark
- 0.01% Stammzellen
- 1 - 3 % multipotente Vorläuferzellen
- 1 - 3 % unipotente Vorläuferzellen
- 95% reife Zellen
Welche Entwicklung machen die Zellen bezüglich Oberflächenmarker durch?
- Stammzelle: CD34+++/Lin -
- multipotente Vorläuferzelle: CD4+/Lin+
- unipotente Vorläuferzelle: CD(+)/Lin++
- reife Zelle: CD34-/Lin+++
Mit zunehmender Reifung ist der CD34-Marker nicht mehr stark exprimiert. Reife Zellen exprimieren diesen Marker nicht mehr. Lin = linienspezifische Marker nimmt zu.
Wachstumsfaktoren & Zytokine bei der Blutzellbildungs-Regulation
- Interleukin-3
Es stimuliert im Bereich der myeloischen Stammzelle. Kann aber zusammen mt anderen Faktoren den Lymphozyten-Weg stimulieren.
Wachstumsfaktoren & Zytokine bei der Blutzellbildungs-Regulation
- G-CSF
Der Granulozyten Kolonie stimulierende FAktor wirkt auf Stufe der Phagozytenstammzelel bis zum neutrophilen Granulozyten.
Wachstumsfaktoren & Zytokine bei der Blutzellbildungs-Regulation
- Erythropoietin?
Es wirkt zwishen Proerythroblast -> Erythroblast
Welche Zellen wirken auf die Hämatopoese ein?
- Markophagen (via Zytokine)
- Endothelzellen
- Retikulumzellen
Welche Zellarten hat es im Knochenmark?
- Stammzellen
- unreife Zellen
Welche Vorgänge erfolgen im Knochenmark (bezüglich Blutzellen)?
- Proliferation
- Reifung
Welche Zellarten gibt es im peripheren Blut?
- funktionelle Zellen
- reife Zellen
Welche Vorgänge erfolgen im peripheren Blut?
- Transit (zum Bestimmungsort)
Worauf deuten unreife Zellen in der Peripherie hin?
Auf eine Pathologie.
Wo werden die Blutzellen abgebaut?
In der Milz (Blutzellmauserung).
Erythrozyt
- Aufbau
- Plasmamembran
- Zytosol, aber kein Kern
- keine intrazellulären Organellen
- Hämoglobin (für O2-Transport)
Welche Stoffwechselwege sind im Erhythrozyt (kein Kern) noch möglich?
- HMP-Shunt
- Glykolyse
Diese Stoffwechselwege laufen beide im Cytosol ab.
Welche Stoffwechselwege kann der Erythrozyt nicht mehr tätigen?
- Nukleotidsynthese
- Proteinsynthese
- Lipidsynthese
- oxidative Phosphorylierung
- Beta-Oxidation
- Glukoneogenese
- Abfallverwertung
Grund: kein Zellkern, keine Mitochondrien, keine Ribosomen, keine Peroxisomen
Welche Glykolyse (aerob oder anaerob) läuft im Erythrozyt ab?
Die anaerobe Glykolyse (da keine Mitochondrien für Atmungskette/oxidative Phosphorylierung).
Welche wichtigen Substrate entstehen bei der anaeroben Glykolyse im Erythrozyt?
- Laktat
- ATP
- 2,3-Bisphosphoglycerat
Wozu wird das aus der anaeroben Glykolyse stammende Laktat gebraucht?
Zur Glukoneogenese (in Leber & Blut).
Wozu wird das aus der anaeroben Glykolyse stammende 2,3-Bisphosphoglycerat benötigt?
Es erhöht die Affinität der O2-Bindung ans Hämoglobin. Ist also wichtig für den Gastransport.
Wozu wird das aus der anaeroben Glykolyse stammende ATP gebraucht?
- Ionenpumpen
- Form: Lipidasymmetrie, Proteininteraktionen
- Glutathion
Wie wird die Erythrozytenform aufrechterhalten?
Die Tertiärstruktur gewisser Membranproteine sowie Wechselwirkungen zwischen einzelnen Proteinen werden durch den Phosphorylierungsgrad der Proteine bestimmt und benötigen daher ATP.
Erythrozyten sind grösser als Kapillaren, d.h. sie müssen sich stark deformieren könne, um ungehirndert durch die Kapillaren zu fliessen.
Lipidasymmetrie
- Definiton
Phospholipide in biologischen Membranen sind asymmetrisch über die beiden Hälften angeordnet:
- Sphingomyelin eher aussen
- Phosphatidylcholin halb/halb
- Phosphatidylethanolamin eher innen
- Phosphatidylserin & Phosphatidylinositol innen
Wie wird die Lipidassymmetrie der Erythrozytenmembran aufrecht erhalten?
Durch ATP-abhängige Translokase.
- Flippase: Transport von aussen nach innen
- Floppase: Transport von innen nach aussen
Welche Substrate enstehen beim HMP-Shunt?
- Ribose-5-Phosphat -> Nukleotidsynthese
- NADPH -> FS-Synthese, Cholesterin-Synthese
Wozu verwendet der Erythrozyt das Ribose-5-Phosphat des HMP-Shunts?
Glykolyse.
Wozu braucht der Erythrozyt das beim HMP-Shunt entstehende NADPH?
Zum Oxidationsschutz für die SH-Gruppen von:
- Enzymen
- Hexokinase
- Glykcerinaldehydphosphat-Dehydrogenase
- Glukose-6-phosphat-Dehydrogenase
- Membranproteinen
- Spectrin
- Ankyrin
- Hämoglobin
Peroxidentgiftung (H2O2)
Welche Aminosäure enthält Schwefelgruppen?
Cystein.
Wozu dient Gluathion?
Dem Oxidationsschutz.
Wie wird Glutathion hergestellt?
Es ist ein Tripeptid und wird in einer ATP-abhängigen Reaktionsfolge aus Glutamat, Cystein und Glycin synthetisiert. Diese Reaktion findet nicht in Ribosomen, sondern im Cytosol statt.
Wie ist Glutamat in diesem Tripeptid gebunden?
über die gamma-Carboxylgruppe (Seitenkette) und nicht über die AS-Grundstruktur (alpha!). Deshalb wird es als gamma-Glutamat bezeichnet.
Welche Struktur im Glutathion bestimmt seine Funktion?
Die Sulfhydrylgruppe (-SH) vom Cystein.
Wie erfolgt dieser Oxidationsschutz?
- Glutathion (GSH) und Wasserstoffperoxid (H2O2) werden zu 2 H2O und GSSG (Dimer von GSH, Ausbildung einer Disulfidbrücke) umgewandelt durch die GSH-Peroxidase.
- Die GSSG-Reduktase wandelt GSSG mithilfe von NADPH/H+ zu 2 GSH und NADP+ um.
- NADPH wiederrum entsteht bei der Umwandlung von Glukose-6-Phosphat zu 6-Phosphogluconat durch das Enzym Glukose-6-Phosphat-Dehydrogenase.
Welche Enyzmdefekte in Erythrozyten gibt es?
- Glukose-6-Phosphat-Dehydrogenase
- Pyruvatkinase
Enzymdefekt in Erythrozyten
- Glukose-6-Phosphat-Dehydrogenase
- Funktion des Enzyms = Problem
- weitere Eigenschaften & Folgen
- Die Glukose-6-Phosphat-Dehydrogenase wandelt Glukose-6-Phosphat in 6-Phosphoglukonat um. Bei diesem Schritt entsteht NADPH, welches äusserst wichtig ist bei der GSH-Regeneration (Ox -> Red)
- verursacht durch > 300 Mutationen im G6PD-Gen (Häufigkeit regional bis 20%)
- betrifft 400 Mio. Menschen
- äussert sich in Form einer hämolytischen Anämie
- führt zu vermindertem Oxidationsschutz in Erythroyzten
- tritt gelegentlich chronisch auf (selten), meist aber induziert (wegen Medikamenten oder Infekten)
- ausgelöst durch bakterielle und virale Infektionen, Behandlung mit gewissen Medikamenten (Sulfonamiden, Anti-Malariamittel), Nahrung (Favismus, durch Konsum von Favabohnen/Ackerbohnen)
- Normalerweise keine Probleme, aber bei erhöhtem oxidativem Stress schon!
Enzymdefekt in Erythrozyten
- Pyruvatkinase
- Funktion des Enzyms
- Eigenschaften
- Es wandelt Phosphoenolpyruvat in Pyruvat um, es ist ein ATP-liefernder (letzter) Schritt.
- häufigster Enzymdefekt im Erythrozyten -> führt zu chronischer hämolytischer Anämie
- verursacht durch > 100 Mutationen
- führt zu erniedrigtem ATP- und erhöhtem 2,3-Bisphosphoglycerat-Gehalt in Erythrozyten
- Formen von mild (kaum Symptome) bis schwer (mit Bluttransfusion ab Geburt) möglich
Was bewirkt Hämoglobin bezüglich Sauerstofftransport?
Die Löslichkeit von Sauerstoff im Blut wird durch Hb um den Faktor 200 erhöht.
Hämoglobin
- Aufbau
- 2 alpha-Ketten (141 AS)
- 2 beta-Ketten (146 AS)
= Hb alpha2beta2 (Erwachsener)
