BIGR2 Physiologie / Pharmakologie
1. Semester BIG Rettung 2 Grundlagen Physiologie und Pharmokolgie
1. Semester BIG Rettung 2 Grundlagen Physiologie und Pharmokolgie
Welchen Weg müssen Teilchen nehmen, die nicht zwischen zwei Zellen hindurchschlüpfen können (z.B. aufgrund dichter Tight Junctions) und welche Eigenschaft dieser Teilchen limitiert ihren Weg?
Können die Teilchen keinen parazellulären Weg beschreiten, so sind sie darauf angewiesen den transzellulären Weg – Membrantransport - zu gehen. Die Phospholipid-Doppelschicht ist nur für Gase und kleine, ungeladene (hydrophobe) Teilchen durchlässig. Die meisten Substanzen sind hydrophil und damit polar. Es wird demzufolge ein Transportmechanismus benötigt. Dieser limitiert den Durchtritt der Substanzen.
Beispiele für Transportmechanismen: Kanalproteine, Ionen-Pumpe, Transzytose (mit Vesikelbildung, rezeptorabhängig)
Was versteht man unter der Blut-‐Hirn-‐Schranke?
Das ist eine physiologische Barriere zwischen den Flüssigkeitsräumen des Blutkreislaufes und des Nervengewebes. Die Blutgefäße im Gehirn sind mit einem spezialisierten Endothel ausgestattet, dessen Zellen undurchlässig miteinander verknüpft sind. Zusätzlich ist dieses Endothel mit Enzymen ausgestattet, die zu einem raschen Abbau eingedrungener Substanzen führen. Wasserlösliche Substanzen können diese nicht per Diffusion durchdringen. Es sind eigene Transportprozesse vorhanden für physiologisch benötigte Substanzen
Definieren Sie die Begriffe Applikation und Resorption.
Applikation ist die Art der Verabreichung eines Medikamentes.
Resorption beschreibt die Aufnahme eines Arzneimittels vom Applikationsort in die Blutbahn.
Nennen Sie die Faktoren von welchen die Resorptionsgeschwindigkeit abhängt und führen Sie anhand von je einem Beispiel aus, wie der jeweilige Faktor die Geschwindigkeit beeinflusst.
Applikationsort: orale Gabe => First pass Effekt => langsamer, dadurch, dass der Magen-Darm-Trakt erst noch passiert werden muss. Die Dosierung muss höher sein als bei der intravenösen Gabe.
Zubereitungsform: Tablette vs. Brausepulver => Brausepulver wirkt schneller durch das CO2 das sich bildet, es kann besser aufgenommen werden
Physikochemische Eigenschaften: geringe Molekülgröße, mangelnde Polarität etc. führen zu einer schnellen Aufnahme, da das Mittel so die Lipiddoppelschicht besser passieren kann.
Mitwirkung von Transportproteinen: durch sie können Stoffe schneller aufgenommen werden
Welche Faktoren begünstigen eine Resorption und beschreiben Sie bei jedem Faktor kurz, warum dieser Einfluss auf die Resorption nimmt.
- Geringe Molekülgröße: kleine Moleküle können die Tight junctions besser passieren
- Mangelnde Polarität: die geladenen Köpfchen der Lipiddoppelschicht lassen unpolare Moleküle leichter passieren
- Gute Fettlöslichkeit: ermöglicht ein leichtes Passieren des inneren Teils der Lipiddoppelschicht, die aus Fettsäureketten besteht und lipophil ist.
- Starke Durchblutung am Applikationsort : fördert die schnelle Verteilung
- Gute Permeabilitätsverhältnisse am Applikationsort: fördert die zügige Aufnahme des Stoffes, da kein Carrier genutzt werden muss
- Evtl. Nutzung eines Transportproteins: kann ein Carrier genutzt werden, so hilft er bei der Überwindung der bestehenden Barrieren
Was versteht man unter der lokalen Applikation eines Pharmakons und was verhindert in der Regel eine systemische Wirksamkeit der topischen Pharmaka? (lesen Sie hierzu auch Box 2.1)
Lokale Applikation bedeutet, dass ein Medikament dort angewendet wird, wo es wirken soll. Hierzu zählt die bronchiale, die transkutane Applikation, aber auch die Injektion in ein Gelenk. Eine systemische Wirkung wird dadurch verhindert, da die Menge des Arzneimittels das die Blutbahn erreicht nicht ausreicht, um eine entsprechende Reaktion hervorzurufen.
Was versteht man unter einer enteralen Applikation eines Pharmakons? Was ist in diesem Zusammenhang der “First Pass Effekt” und wie nimmt dieser Einfluss auf das applizierte Pharmakon. (Nehmen Sie auch Bezug auf Pharmaka, die als “Prodrug” bezeichnet werden)
Enterale Applikation bedeutet, dass ein Medikament oral verabreicht wird und den Magen-Darm-Trakt passieren muss, um in die Blutbahn zu gelangen.
Der First-Pass-Effekt beschreibt die präsystemische Ellimination im 1. Leberabschnitt. Das Pfortadersystem sammelt das Blut aus den Unpaarigen Bauchorganen und führt es der Leber zu. In der Leber vergrößert sich der Gefäßquerschnitt, so dass das Blut sehr langsam fließt. Das Arzneimittel kann also abgefangen werden.
Arzneimittel, die als Prodrug bezeichnet werden sind Medikamente, deren Metabolit erst wirkt. Das heißt, erst nach dem Passieren der Leber und dem Umbau/Abbau des Medikamentes entsteht ein wirksames Mittel.
Nennen Sie einen Vorteil und ein Problem der rektalen Applikation von Pharmaka.
Sie gehört zur parenteralen Applikation und kann gut bei Übelkeit oder Krampfanfällen genutzt werden, wenn eine orale Gabe nicht möglich ist.
Die Konzentration eines Medikamentes im Blut ist bei rektaler Gabe nicht vorhersehbar.
Nennen und beschreiben Sie vier Möglichkeiten der parenteralen Applikation.
Intravasal: das Medikament wird intravenös oder intraarteriell verabrecht
Rektal: das Medikament wird rektal eingebracht, z.B. durch Rektiolen oder Zäpfchen
Bronchial: das Medikament wird inhalativ verabreicht, z.B. durch einen Vernebler
Buccal: das Medikament wird in die Wangentasche gegeben und dort durch die Mundschschleimhaut aufgenommen
Nennen Sie außerdem je zwei Vor- und Nachteile der parenteralen Applikation anhand eines selbst gewählten Beispiels.
Beschreiben Sie, wie sich ein verhorntes Plattenepithel von einem unverhornten Plattenepithel unterscheidet.
Verhorntes Plattenepithel dient als Diffusionsschutz. In die Interzellularspalten werden Lipide abgesondert. Es werden nur lipophile und kleine Moleküle durch die Haut gelassen.
Nennen Sie ausserdem drei weitere Arten von Epithelien und den Ort ihres Vorkommens.
Endothel => einschichtig => z.B. Blutgefäße
Zylinderepithel => einschichtig, hochprismatisches Epithel => z.B. Darm
Unverhorntes Plattenepithel => mehrschichtig => z.B. Mundhöhle
Nennen Sie vier unterschiedliche Arten von Kapillarendothelien mit dem Ort ihres Vorkommens und beschreiben deren jeweilige Eigenschaften in Bezug auf ihre Lage bzw. das versorgte Organ.
Beschreiben Sie anhand je eines Beispiels, wie unspezifische Verteilungsprozesse Einfluss auf die Verteilung von Pharmaka im Organismus nehmen. Welche Bedeutung besitzen hier Plasmaproteine?
Physikochemisches Löslichkeitsverhalten von entscheidender Bedeutung
- Rein wasserlösliche Verbindungen werden nach oraler Gabe schlecht resorbiert, sofern kein Transportprotein mitwirkt. Bei der intravenösen Gabe verteilen sich diese Substanzen im extrazellulären Raum. Sie werden rental gut ausgeschieden. Zu ihnen gehören osmotische Diuretika.
- Rein lipidlösliche Substanzen reichern sich je nach Octanol/Wasser-Verteilungs-Koeffizienten im Körperfettanteil an, z.B. chlorierte Kohlenwasserstoffe wie einige Insektizide. Inhalationsnarkotika reichern sich darüber hinaus noch in den Lipiden der zellulären Membranen an.
- Amphiphile Pharmaka haben einen hydrophilen und einen hydrophoben Anteil, der nicht zu weit voneinander entfernt ist. Sie lagern sich in zellulären Membranen (Mitochondrien, Kern, ER, Lyosomen, Plasmalemm) an. Eine hydrophobe Interaktion wird durch die Phospholipide der Zellmembranen ermöglicht. Darüber hinaus kommt es durch die polaren Substituenten zu einer elektrostatischen Interaktion. Diese Art der Anreicherung ist für kationisch amphiphile Pharmaka nachgewiesen. Anionisch amphiphile Pharmaka weisen eine eher hohe Plasmaproteinbindung auf. Ihre Anreicherung in der Zellmembran wird vermutlich durch die Abstoßung der negativen Ladung der Phospholipide und der anionischen Carboxylgruppe erschwert. Amphiphile Pharmaka werden in den neutralen Fetten der Fettzellen gefunden, da sie nicht lipophil sind.
Die Bindung an Plasmaproteine hängt von der Hydrophobie der Pharmakon-Moleküle ab. Der gebundene Teil steht immer im Gleichgewicht mit dem freien Anteil, welcher der aktuell wirksamen Konzentration entspricht. Der Proteingehalt ist im Plasma größer als im Interstitium, dadurch kommt es zu einem Konzentrationsunterschied des Pharmakon. Trotzdem werden die freien Konzentrationen etwa gleich sein.
Weshalb können saure Pharmaka (z.B.: beta-‐Laktam Antibiotika) relativ schnell über die Niere eliminiert werden ohne, dass eine Rückresorption der Substanzen in der Niere stattfindet und in welchem Fall kommt es zu einer Behinderung der Ausscheidung?
Säuren, die den Körper endgültig verlassen, werde über einen aktiven Säure-Sekretionsmechanismus eliminiert. Der Transportprozess ermöglicht sauren Antibiotika schnell ausgeschieden zu werden. Dieser hat allerdings eine begrenzte Kapazität.
Behindert wird die Ausscheidung, wenn der Säure-Sekretionsmechanismus anderweitig beschäftigt ist (z.B. mit Probenecid).
Wie unterscheidet sich die Kapazität der Säure-‐Rückresorption in den Nierentubuli von der deren Säure-‐Sekretionsmechanismen?
Die Säure-Rückresorption in den Nierentubuli hat, im Gegensatz zum Säure-Sekretionsmechanismus eine unbegrenzte Kapazität und ist damit sehr leistungsfähig.
Nennen Sie zwei Ursachen eines Harnsäurerückstaus beim Stoffwechselgesunden.
extreme Ernährung und Pharmaka, wie Thiazide
Nennen Sie zwei mögliche pathologische Folgen eines erhöhten Harnsäurespiegels.
Nierensteine und Gicht
Was ist das “P-‐Glycoprotein”? Wie funktioniert es und welche Bedeutung(en) besitzt es für die pharmakologische Therapie?
Es ist ein membrangebundenes Transport-Glykoprotein. Es ist in der Lage gegen den Konzentrationsgradienten Substanzen durch die Zellmembran zu transportieren. Gleichzeitig wird ATP gebunden, dieses verändert den Transporter, so dass das Substrat und ADP auf der anderen Seite der Zelle abgegeben werden kann.
- Unwirksamkeit eines Medikamentes, da es ständig wieder aus der Zelle heraus transportiert wird. Die physikochemische Verteilung wird durch den Transportmechanismus modifiziert.
- Die Ausstattung der Zelle mit P-Glykoproteinen kann induziert werden, so dass die Effektivität dieses Systems stark ansteigt und Medikamente mit der Zeit wirkungslos werden.
- Konkurrieren mehrere Wirkstoffe um die Bindungsstelle, so kann sich die Pharmakokinetik der betreffenden Pharmaka verändern.
Was ist “Tariquidar” und zu welchem Zweck wurde es synthetisiert?
Tariquidar ist ein synthetisch produzierter Hemmstoff der P-Glykoproteine. Er ist mechanismusspezifisch, aber nicht zell-/organspezifisch. Dadurch kann es im Moment noch nicht therapeutisch eingesetzt werden. Es unterdrückt auch physiologisch notwendige Transporte.
Was sind Oligodendrozyten?
Worin besteht der Unterschied zur Schwannschen Zelle?
Oligodendrozyten myelenisieren die Axone im zentralen Nervensystem.
Der Unterschied zu den Schwannschen Zellen besteht darin, dass Oligodendrozyten gleichzeitig mehrere Axone myelenisieren können.
Sie sind wie die Schwann'schen Zellen auch Teil der Gliazellen, also der formgebenden Struktur.
Nenne 3 Strukturproteine
Koillagen, Elastin , Kreatin
(stabilisieren Gewebsstrukturen)
Was sind Eicosanoide?
Gruppe von hydrophoben, hormonähnlichen Substanzen, die als Immunmodulatoren und Neurotransmitter wirken und an entzündlichen Prozessen im Körper beteiligt sind.
--> Prostaglandine
--> Thromboxane
--> Leukotriene
Nenne 6 Peptidhormone
Insulin
Glukagon
Angiotensin
Erythropoetin
ADH
Oxitozin
Nenne 5 Steroidhormone
Glukokortikoide (Cortisol)
Mineralkortikoide (Aldosteron)
Östrogen
Gestagen
Androgen
Was sind:
-Endomysium?
-Perimysium?
-Epimysium?
Die einzelnen Faszien-Schichten (Bindegewebe)
Endomysium: Umgibt Muskelfaser
Perimysium: Umgibt Sekundärbündel
Epimysium: Umgibt den ganzen Muskel
Vitamin K abhängige Gerinnungsfaktoren
10,9,7,2 --> Kann man sich gut mit 1972 merken (Olympische Spiele)
Diese Faktoren werden Vitamin K abhängig in der Leber gebildet, können also mit Marcumar blockiert werden.
Wie ist die Zellmembran aufgebaut?
Die Zellmembran besteht hauptsächlich aus Phospholipiden und Cholesterin
Phospholipide: Diese kommen in unterschiedlicher Form vor. Sie unterscheiden sich durch ihren Phosphatteil.
--> Äuseres Blatt: Besteht hauptsächlich aus Phosphatidylcholin und Sphingomyelin. Glykolipide (kein Phosphat) kommen ausschließich im äußeren Blatt vor.
--> Inneres Blatt: Besteht hauptsächlich aus Phosphatidylserin, Phosphatidylinositiol und Phosphatidylethanolamin
Wichtige Aufgabe von Phosphatidylinositol:
Phosphatidylinositol spielt eine entscheidende Rolle beim "signaling" (wichtige Station für verschiedene Signalwege Bsp. für Second Messenger bei ß1 Rezeptoren)
Unterschied zwischen kovalenter und Ionenbindung
Kovalente Bindung: Atome teilen sich e- auf äußerer Schale
Ionenbindung: Das elektronegativere Atom nimmt e- auf, das weniger elektronegative verliert e-.--> So entstehen Ionen
Geschwindigkeitsunterschied Reizweiterleitung myelenisiert/ unmyelenisiert
myelenisiert: ca. 100m/s
unmyelenisiert: ca 0,5- 1m/s
Wie verhält sich Mol zu Masse?
Die Massenzahl (molare Masse) im Periodensystem sagt aus, wie viel ein Mol (die Stoffmenge von 6x10²³ Teilchen) eines Stoffes wiegt.
Bsp: C (Kohlenstoff) --> Massenzahl 12 --> 1 Mol wiegt 12 Gramm
Was ist Mol für eine Einheit?
Die Stoffmenge, enthält eine festgelegte Anzahl von Teilchen: 6x1023
Welche Ladung habe Kationen und Anionen?
Kation--> Positiv geladenes Ion
Anion--> Negativ geladenes Ion
Was sind Amine?
Organische Abkömmlinge von Amoniak
(Gewebshormone)
Wie funktionieren Lokalanästhetika?
Na + Kanalblocker: Ruhepotential von -70mV kann nicht verändert werden.--> Keine Reizweiterleitung
Lokalanästhetika dringen lipophil in die Zelle ein (können also ungehindert durch die Zellmembran). Aufgrund des sauren PH Wertes in der Zelle wird die Polarität geändert und der Stoff wird hydrophil. Macht dann von innen die Na+ Kanäle zu.
Dies erklärt wieso Lokalanästhetika nicht in entzündetem Gewebe funktionieren. Das Gewebe ist dort so sauer, dass das Medikament schon vor der Zellmembran hydrophil wird. Damit kann es erst gar nicht in die Zelle gelangen.
Welche Aufgaben hat ATP?
Adenosintriphosphat:
-Als Baustein am Aufbau von DNA und RNA beteiligt.
-Energieliferant für Körperzellen (Die ATPase stellt 7,3 kcal/mol ATP bereit)
Wie ist die physiologische Konzentration von Natrium und Kalium innerhab und außerhalb der Zelle?
Innerhalb: Na+ 15mmol/l, K+ 120mmol/l
Außerhalb: Na+ 140mmol/l, K+ 3,5-5,5 mmol/l
Wie ist die physiologische Konzentration von Natrium und Kalium innerhab und außerhalb der Zelle?
Innerhalb: Na+ 15mmol/l, K+ 120mmol/l
Außerhalb: Na+ 140mmol/l, K+ 3,5-5,5 mmol/l
Nenne 5 verschiedene Amine
T3,T4 (Schilddrüse)
(Nor-) Adrenalin, Dopamin (Katecholamine)
Serotonin
-
- 1 / 146
-
Flashcards
Was sind intrazelluläre Rezeptoren? Was ist ihre Aufgabe?
-Sind Rezeptoren im Zytoplasma
-Ihre Liganden sind lipophile Hormone, die die Zellmembran durchdringen können.
- Der Komplex aus Ligand und Rezeptor bildet einen Transkriptionsfaktor (TF) und sorgt für die Synthese bestimmter Proteine
Was sind IPSP und EPSP?
IPSP: Inhibitorisch postsynaptisches Potential.
-Hemmende Synapsen führen an der zweiten Zelle zur Öffnung von Cl- Kanälen.
--> Es kommt zur Hyperpolarisation und verhindert (hemmt) ein Aktionspotential)
EPSP: Exzitatorisch postsynaptisches Potential
- Erregende Synapsen führen an der zweiten Zelle zur Öffnung von Na+ Kanälen.
--> Es kommt zur Absenkung des Ruhepotentials und damit näher an ein Aktionspotential
Nenne 3 verschiedene Acetylcholin Rezeptoren und wo man diese findet.
1.) Nikotinerg Motorisch: (N1, Nikotin wirkt als Ligand) -->Ionotoper Rezeptor
Ort: Quergestreifte Skelettmuskelzelle (Nach Bindung von Acetylcholin kommt es zur Kontraktion)
2.) Nikotinerg Neuronal: ( N2, Nikotin wirkt als Ligand) --> Ionotroper Rezeptor
Ort: In Ganglien des vegetat. NS (Verschaltung zweier Synapsen)
3.) Muskarinerg: (M1-5, Muskarin wirkt als Liand) --> metabotroper Rezeptor (M2,4--> Gs gekoppelt/ M1,3,5 Gq gekoppelt)
Ort: Überträgt Info von vegetat. NS auf Zielorgan
Welches Enzym führt zum schnellen Abbau von Acetylcholin
Acetylcholinesterase--> Spaltung in Acetyl und Essigsäure: Kann in der Präsynapse wieder synthetisiert werden
Wieso führt Physostigmin zu einer Erhöhung der Konzentration von Acetylcholin im Synaptischen Spalt?
Physostigmin hemmt die Cholinesterase
--> Bsp: Symptomatische Behandlung Myasthenia gravis.
Cholinesterase Hemmstoffe :
Reversibel: Physostigmin, Neostigmin, Pyridostigmin
Irreversibel: Saringas, E605 (Parathion)
Welche Funktionen haben Hirnstamm und Hypothalamus im vegetativen NS?
Atem- und Kreislaufregulation
Brechzentrum
Einfluss auf Energie und Wasserhaushalt
Schlaf - Wach Rhythmus
Reproduktionsfunktionen
Temperaturhaushalt
In welche zwei gegensätzlich agierende Anteile lässt sich das vegetative Nervensystem einteilen?
Sympathikus und Parasympathikus
Vegetatives Nervensystem:
-Oberste Instanz
-Aufteilung
-Neurotransmitter
-Ganglionäre Schaltung
siehe Bild
Wo treten die ersten Fasern des Sympathikus aus?
Paarweise im Bereich des Thorakalmarks
Was versteht man unter dem Begriff "Homöostase"? (hier im Bezug auf z.B. Zytosol, Blut, interstitielle Flüssigkeit usw.)
Die Konstanthaltung eines Millieus (z.B. pH-Wert)
Aus welchen drei funktionellen Einheiten besteht ein Aktinfilament?
-Aktin
-Tropomyosin
-Troponinkomplex
Beschreibe den Vorgang, der Freilegung der Bindungsstelle für das Myosinköpfchen am Aktin.
Was ist für die Freilegung verantwortlich?
Der Troponinkomplex und das Tropomyosin (Verbunden durch Troponin T) verhindern zusammen das Anbinden des Myosinköpfchens am Aktin. Wird durch das sarkoplasmatische Retikulum nun Ca++ ausgeschüttet, so verschiebt sich der Troponinkomplex (Durch die Ca++ Bindung an Troponin C) weg von der Bindungsstelle für Myosin. Somit kann das Myosinköpfchen an das Aktin binden.
--> Verantwortlich ist also die die Verschiebung des Troponinkomplexes durch Ca++ Ausschüttung
Welche Struktur und welcher Kanaltyp bedingen den Hauptanteil des Ca++ Einstroms in die Herzmuskelzelle?
Ryanodin Rezeptor Typ 2 (RyR2): Ca++ sensitiver, ionotroper Rezeptor, in der Membran des sarkoplasmatischen Retikulums (Ca++ Kanal)
Das sarkoplasmatische Retikulum (L-Tubulus) schüttet mit diesen Rezeptoren 90 % des Ca++ für die Muskelkontraktion aus.
Nenne einen sensitiven Marker, der bereits nach 6 Stunden zur Bestimmung einer Myokardischämie herangezogen werden kann.
Troponin T
Erläutern Sie die Wirkung von Digitalisglykosiden auf die Herzmuskelzelle (z.B. Digoxin, Digitoxin)
Digitalisglykoside blockieren die NaK-Pumpe
--> Konzentrationsgefälle für Na+ an NaCa-Austauscher ist kleiner
--> Intrazelluläre Ca2+-Konz. steigt.
--> Mehr Ca2+ wird durch SERCA in SR gespeichert
--> Nach neuem AP wird mehr Ca2+ aus SR sezerniert
---> Steigerung der Herzkraft (Inotropie)
Cholinesterase-Hemmstoffe
Irreversibel: Saringas, VX, Parathio (E605)
Reversibel: Physostigmin, Neostigmin, Pyridostigmin
Nenne die zwei Gruppen von Muskelrelaxantien mit je einem Beispiel
Nicht-depolarisierende: Pancuronium, Vecuronium, Rocuronium, Atracurium...
Depolarisierende: Suxamethonium (Succinylcholin)
Was versteht man unter L-Tubulus und T-Tubulus in der Herzmuskelzelle?
T-Tubulus: transversales System --> Oberflächenvergrößerung der Zellmembran
L-Tubulus: longitudinales System --> SR intrazellulärer "Hohlraum" als Ca2+-Speicher
was ist DHPR?
Dihydropyridin-Rezeptor --> Inonotroper und spannungsabhängiger Ca2+- Rezeptor in der Zellmembran
Nenne 3 Typen von Ca2+-Antagonisten und ihre bevorzugte Zielstruktur
1. Benzothiazepine: Diltiazem, Blockade des vasalen und kardialen L-Typ-Kanals
2. Phenylalkylamine: Verapamil, Blockade des vasalen und kardialen L-Typ-Kanals
3. Dihydropyridine: Nitrendipin, vorwiegend Blockade des vasalen L-Typ-Kanals
Benennen Sie die drei Hauptwirkungen nicht-steroidaler Wirkstoffe (NSAR).
- Antiphlogistisch (entzündungshemmend)
- Analgetisch (schmerzlindernd)
- Antipyretisch (fiebersenkend)
Beschreiben Sie die Entstehung von vier unterschiedlichen Arachidonsäure-Derivaten (ausgehend von der Arachidonsäure).
Arachidonsäure (vierfach ungesättigte Fettsäure mit 20 Kohlenstoff-Atomen), eingebaut in Biomembran + Phospholipase A2 => freie Arachidonsäure + Enzyme => Eicosanoide (äußerst wirksame Lokalhormone):
- Prostaglandine
- Prostacyclin
- Thromboxane
- Leukotriene
Die ersten drei werden aus den zyklischen Endoperoxiden gebildet. Es handelt sich um Derivate der Prostansäure (=> Prostanoide).
Leukotriene bewahren sich die alipathische Natur (ein oder mehrere offene, kettenförmige Kohlenwasserstoffreste) der Arachidonsäure.
Bennen Sie die Wirkungen der jeweiligen Arachidonsäure-Derivate und ordnen Sie diese den entsprechenden Hormonen zu.
Die Subklassen der Cyclooxygenase (COX), die COX1 und COX2 vermitteln die differenzierte Synthese von Eicosanoiden. Unterscheiden Sie die physiologischen Wirkungen, welche durch die Aktivität von COX1 und COX2 vermittelt werden.
Beschreiben Sie die Wirkungsweise, die Pharmakokinetik und die Nebenwirkungen, welche bei der Applikation von Acetylsalicylsäure (ASS) entstehen können. Gehen Sie auch konkret auf den Mechanismus der Hemmung der Thrombozytenaggregation ein.
Thromboxan fördert die Thrombozytenaggregation, Prostacyclin hemmt sie.
Die Vorstufen beider Substanzen entstehen aus der Arachidonsäure mittels Cyclooxygenase (COX 1). Acetylsalicylsäure hemmt die Cyclooxygenase in den Thrombozyten und den Endothelzellen irreversibel. In den Endothelzellen wird Cyclooxygenase rasch nachgebildet, so dass die Prostacyclin-Bildung nur vorübergehend gehemmt ist. Anders verhält es sich mit den Thrombozyten. Diese sind kernlos. Somit hält die Wirkung bis zu deren Lebensende (8-11 Tage) an.
Bei oraler Gabe von ASS kommt es im Vergleich zur systemischen Zirkulation zu einer höheren Konzentration von unverändertem Wirkstoff im Pfortadersystem. Die Thrombozyten im Mesenterialstrombett sind somit einer höheren Konzentration ausgesetzt als die Endothelien im systemischen Strombett. Hierdurch ist der gewünschte Effekt (Hemmung der Thromboxanentstehung) stärker ausgeprägt als die Unerwünschte Reaktion (Verminderung der Prostacyclin-Synthese).
Zu welchem Zweck wurden selektive COX2-Hemmer entwickelt und warum musste die Celecoxib-Studie vorzeitig abgebrochen werden?
Man entdeckte eine zweite Cyclooxygenase (COX 2), von der angenommen worden ist, dass diese ausschließlich induktiv sei. Man erhoffte sich von den COX-2-Hemmern eine nebenwirkungsfreie Therapie von entzündlichen und schmerzhaften Prozessen. Im Verlauf stellte man fest, dass die COX 2 auch konstitutiv und an physiologischen Prozessen (Niere, Reproduktionsorgane, Gefäßendothel) beteiligt ist.
Die Studie wurde vorzeitig abgebrochen, da im Vergleich zur Referenzgruppe das Risiko für einen kardiovaskulären Zwischenfall deutlich erhöht war. (6x Referenzgruppe, 15x bei 400mg tägl., 20x bei 800mg tägl.)
Beschreiben Sie die pharmakologischen Einflussmöglichkeiten auf die Gerinnungskaskade. Benennen Sie dabei auch konkret die beteiligten Faktoren/Komplexe.
Durch Ca-Entionisierung kann in vitro (im Reagenzglas) eine Hemmung der Blutgerinnung erfolgen, da Ca-Ionen für die Blutgerinnung notwendig sind.
Heparine aktivieren das Antithrombin III. Dieses bindet sich irreversibel an aktivierte Gerinnungsfaktoren (Faktor Xa und Faktor IIa) und bewirkt deren Inaktivierung. Es muss parenteral zugeführt werden, da es schnell im Organismus abgebaut wird.
Fondaparinux ist synthetisch hergestellt und besteht nur aus Pentasacchariden. Diese inaktivieren den Faktor Xa durch Bindung an Antithrombin.
Zu den direkten Thrombin-Hemmstoffen gehört Hirudin. Es reagiert direkt mit Thrombin (ohne über das Antithrombin III zu gehen) und macht dieses unwirksam.
Cumarine sind Vitamin-K-Antagonisten und hemmen in der Leber die Synthese der Gerinnungsfaktoren II, VII, IX und X. Die Wirkung der Cumarine lässt sich über erhöhte Vitamin K Zufuhr kompensieren.
Erläutern Sie die unterschiedlichen Auslöser von exogenem und endogenem Weg der Gerinnungskaskade. Zeigen Sie diesbezüglich die Rollen von Faktor 10 (X), Faktor 2 (II) und Faktor 1 (I) auf.
Die exogen induzierte Blutgerinnung:
große, äußere Blutung => Freisetzung Gewebsthromboplastin=> Aktivierung Faktor VII=> Aktivierung Fakto X
Die endogen induzierte Blutgerinnung:
Verletzung der Gefäßinnenhaut => Faktor XII wird durch raue Oberflächen aktiviert => Aktivierung Faktor XI => Aktivierung Faktor IX => Faktor IXa + Faktor VIIIa => Aktivierung Faktor X
Ab der Bildung von Faktor Xa laufen beide Schenkel zusammen:
Faktor Xa + Faktor Va => Aktivierung Faktor II (Prothrombin →Thrombin) => Aktivierung Faktor I (Fibrinogen → Fibrin)
Erläutern Sie die Wirkungsweise von Heparin. Unterscheiden Sie fraktioniertes von unfraktioniertem Heparin anhand ihrer Struktur und Wirkungsvermittlung.
Heparin (unfraktioniertes) hemmt die Wirkung von Thrombin auf Fibrinogen und die Umwandlung von Prothrombin in Thrombin mittels Aktivierung von Antithrombin III. Dieses lagert sich irreversibel an den Faktor Xa und IIa an. Es verhindert zudem die Aggregation von Thrombozyten.
Niedermolekulares (fraktioniertes) Heparin lässt sich durch Spaltung aus unfraktioniertem Heparin gewinnen. Es ist kurzkettiger und kann somit keine Verbindung zwischen Antithrombin III und dem Faktor herstellen. Somit entsteht eine Prävalenz bezüglich des Faktors Xa, da hier die alleinige Verbindung ausreicht.
Beschreiben Sie worauf die gerinnungshemmende Wirkung von Phenprocoumon (Marcumar) beruht.
Marcumar ist ein Vitamin-K-Antagonist. Vitamin K ist an der Synthese der Gerinnungsfaktoren II, VII, IX und X beteiligt. Marcumar hemmt somit die Synthese der Gerinnungsfaktoren (=> es wirkt damit nur in vivo). Die Wirkung setzt langsam ein, da die vorhandenen Gerinnungsfaktoren erst einmal verbraucht werden müssen.
Beschreiben Sie die zirkadiane Rhythmik der Cortisolsekretion.
Das Hormon wird in 7-10 Schüben pro Tag freigesetzt. Während der Nacht sinkt die Cortisolproduktion stark ab, am Morgen kommt es dagegen zu einem starken Anstieg. Hier werden ca. 80 % der Tagesproduktion ausgeschüttet.
Nennen Sie vier Indikationen für die Applikation von Glukokortikoiden.
- Sekundäre Nebenniereninsuffizienz
- Allergische Reaktion
- Rheuma
- Entzündliche Darmerkrankungen (Morbus Crohn)
Beschreiben Sie den Aufbau der Nebennierenrinde mit den jeweils synthetisierten Hormonen und erläutern Sie ausgehend vom Cholesterin die Synthese der Geschlechtshormone (Namen, keine Strukturformeln!!!!)
Die Nebenniere ist von einer gefäßreichen Kapsel umgeben. In der darunter liegenden Rinde lassen sich drei Zonen unterscheiden. Von außen nach innen sind das:
- Zona Glomerulosa => Produktion von Mineralkortikoiden (z.B. Aldosteron)
- Zona Fasciculata => Bildung von Glukocortikoiden (z.B. Cortisol)
- Zona Reticularis=> Synthese von Sexualhormonen (z.B. Estradiol)
Die Ausprägung der Zonen ist dynamisch und verändert sich im Laufe des Lebens.
Benennen Sie drei diskutierte Möglichkeiten der nicht-genomischen Wirkungsvermittlung von Glukokortikoiden. Stellen Sie diesen (schnellen) Mechanismen drei molekulare (auf genomischer Ebene ablaufende, langsamere) Prozesse entgegen.
nicht-genomischen Wirkungsvermittlung
- Direkte spezifische, nicht genomische Steroidwirkung: Steroide binden sich an der Zelloberfläche an spezifische Rezeptoren => schnelle Effekte
- Indirekte, spezifische, nicht genomische Steroidwirkung: Steroide modulieren die Empfindlichkeit anderer spezifischer Rezeptoren für ihre Agonisten => „Neurosteroide“ steigern Ansprechen der GABA-Rezeptoren
- Unspezifische, nicht genomische Steroidwirkung: in hohen Konzentrationen beeinflussen sie die Fluidität von Plasmamembranen und sekundär die in der Membran eingebetteten Proteine (Kanalproteine, Rezeptoren) => allergische Reaktion
genomische Wirkungsvermittlung
- Antiinflammatorischer Effekt: entzündungshemmende Reaktion
- Immunmodulatorischer Effekt: Aktivierung des Immunsystems wird unterdrückt
- Glukokortikoide Wirkung: Neusynthese von Glucose aus Aminosäturen
Beschreiben Sie, wie die antiinflammatorische Wirkung der Glukokortikoide zellulär vermittelt wird (Tipp: Abb. 23.14).
Zum einen können Glucocorticoid-Rezeptor-Komplexe freies, aktives NF-ĸB (ein spezifischer Transkriptionsfaktor, der u.a. die Immunantwort reguliert) binden, so dass die inflammatorische Wirkung nicht eintritt. Zum anderen können diese Komplexe die Synthese antiinflammatorischer Proteine fördern.
Beschreiben Sie die unterschiedlichen Nebenwirkungen (UAWs), die infolge der Gabe von Glukokortikoiden auftreten können. (Tipp: Lüllman, Mohr; S.417 ff)
Iatrogenes Cushing Syndrom: bei längerer Anwendung von Kortikoiden können Symptome auftreten wie bei einer Cortisol-Überproduktion.
Nebenwirkungen infolge der Unterdrückung der Entzündungsreaktion: z.B. Infektionsgefahr, Wundheilstörungen. Die mesenchymale Reaktion wird gehemmt, dadurch verschlimmern sich einige Krankheitsabläufe. Die Narbenbildung kann verzögert sein. Wegen der Immunsuppression breiten sich Infektionen leichter aus.
Nebenwirkungen infolge verstärkter glukokortikoider Stoffwechselwirkungen: Die Glukoneogenese benötigt Aminosäuren. Es werden vermehrt Eiweiße abgebaut (katabolisiert). Es kommt z.B. zu Muskelschwäche, Osteoporose, Steroid-Diabetes bei nicht ausreichender Insulin-Inkretion.
Nebenwirkungen infolge mineralkortikoider Effekte: nur relevant bei einer Therapie mit Cortisol. Es kommt zu einer vermehrten Ausscheidung von Kalium und eine erhöhte Resorption von Natrium und Wasser. Die Folge sind eine Hypokaliämie, Ödeme und Bluthochdruck.
Zentralnervöse Effekte: Es kann zu Euphorie kommen und diesbezüglich durch einer Gewöhnung und damit zu einer Sucht. Darüber hinaus sind Psychosen und kindliche Krampfanfälle beschrieben worden. Diese Störungen lassen sich vermeiden, wenn hohe Tagesdosen über den Tag verteilt werden und keine einmalige Gabe erfolgt.
Nebenwirkungen durch Beeinflussung des Regelkreises: Eine Nebennierenatrophie bildet sich bei längerer Anwendung von Kortikoiden, die dauerhaft den Sollwert überschreiten. Grund dafür ist die Hemmung von ATCH-Freisetzung. Glukokortikoide sollten ausgeschlichen werden, da es andernfalls auf Grund von fehlender ATCH-Freisetzung zu Schockzuständen kommen kann.
Nebenwirkungen bei lokaler Applikation: Bei inhalativer Gabe von Kortikoiden kann es zu einer Pilzinfektion im Mund kommen (Soor), da hier eine hohe, lokale Belastung entsteht. Vermieden werden kann dies indem der Mund nach der Inhalation ausgespült wird. Im Auge sind Glaukom und Katarakt mögliche Nebenwirkzungen. Die Haut kann bei lokaler Applikation atrophieren (ausdünnen).
Erläutern Sie die Praxis der Substitutions- und pharmakodynamischen Therapie mit Glukokortikoiden.
Substitutionstherapie: bei sekundärer Nebennierenrindeninsuffizienz werden im Regelfall 20-35mg Cortisol pro Tag gegeben, wobei davon 2/3 morgens genommen werden und 1/3 nachmittags. Im Rahmen der primären Nebennierenrindeninsiffizienz ist die zusätzliche Gabe eines Mineralkortikoids von Nöten. Im Falle einer Erkrankung oder eines Unfalls muss die Tagesdosis um das 5-10-fache erhöht werden.
Pharmakodynamische Anwendung: Hier werden die entzündungshemmende und immunsuppressive Wirkung genutzt. Z.B. bei allergischen Erkrankungen, Autoimmunkrankheiten, entzündliche Erkrankungen, entzündliche Veränderungen im Darm, Hemmung der Transplatationsabstoßung, Leukämie (Ödemprophylaxe), Ödemtherapie bei SHT und WBS-Trauma.
Was versteht man unter dem Begriff endogene Opioide und welche Rezeptoren sind für die Wirkungsvermittlung verantwortlich?
Endogene Opioide sind körpereigene Peptide, die im Rahmen einer Stressantwort ausgeschüttet werden und der akuten Schmerz- und Hungerunterdrückung dienen. Darüber hinaus regulieren sie gastrointestinale Funktionen, Körpertemperatur, Atmung und Immunreaktion. Endogene Opioide wirken euphorisch. Hier kann es zu einer Sucht kommen. Es besteht Austauschbarkeit zwischen endogenen Opioiden und Opiaten.
Rezeptortyp
Wirkungsweise
ĸ
- Mittlere analgetische Wirkung
- Atemdepression
- Sedierung
δ
- Leichte analgetische Wirkung
μ
- Starke analgetische Wirkung
- Atemdepression
- Euphorie
- Sucht
Ordnen Sie die einzelnen endogenen Opioide ihren jeweiligen Vorstufen zu.
Vorstufe und Endogenes Opioid
Pro-Enkephalin
- Met-Enkephalin
- Leu-Enkephalin
Pro-Dynorphin
- Dynorphin 1-17
- Dynorphin 1-8
Opiomelanocortin
- ß-Endoophin (+ACTH)
