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MC LZ
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Flashcards
Folgende Zellorganellen im elektronenmikroskopischen Bild identifizieren können: Nukleus (Nukleolus, Kernülle, Kernporen), Ribosomen, Polysomen, raues ER, Golgi-Apparat, Sekretgranula, Lysosomen, Mitochondrien, Paraplasma (Glykogen)
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Die Lage des Gleichgewichts bei chemischen Reaktionen anhand des Massenwirkungsgesetzes und der Reaktionsegschwindigkeit beschreiben
Reversible Reaktionen gehen ein Gleichgewicht ein
Massenwirkungsgesetz:
Bei A+B->C+D => K=([C][D])/([A][B])
Bei K größer 1 liegt das Gleichgewicht Richtung Produkte, ist K kleiner 1 liegt das Gleichgewicht Richtung Edukte
Die Reaktionsgeschwindigkeit ist abhängig von der Konzentration der Edukte und Produkte und von der Gleichgewichtslage
Da sich die Konzentration und die Gleichgewichtslage über die Zeit ändert, änder sich v auch über die Zeit, v nimmt ab, je näher die Reaktion dem Gleichgewicht kommt, bis im Gleichgewicht letztlich v = 0 ist. (Aktivierungsenergie nimmt im Gleichgewicht zu)
v = d(Produkt)/dt => Ableitung der Produktkonzentration
Außerdem ist G = 0 im Gleichgewicht => Keine Energieveränderung => Keine Geschwindigkeit
Die Bedeutung der Gibbs-Helmholtz-Gleichung und der darin vorkommenden thermodynamischen Größen erläutern
Gibbs-Helmholtz-Gleichung:
DeltaG = Delta H - T * Delta S
Delta G = Gibbs Energie / freie Enthalpie: Maß für Triebkraft der Reaktion
H = Enthalpie: Maß für Wärmeveränderung (exogen -, endogen +)
S = Entropie, Maß für die Unordnung (Unordnung +)
=> Eigentlich Wahrscheinlichkeitsmaß, Schrauben fallen auf den Boden, wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit dass sie geordnet liegen oder verstreut?
T = Temperatur
=> Delta G < 0 -> Reaktion verläuft freiwillig
Delta G > 0 -> Reaktion verläuft unfreiwillig
Immer freiwillig: H -, S + => Glucoseverbrennung
Je nach Zahlenwert: H-, S- => Knallgasreaktion (Temperaturabhängig)
Je nach Zahlenwert: H +, S + => Verdunstung von Wasser (Temperaturabhängig)
Nie freiwillig: H +, S - => Bildung von Glucose aus CO2 und H2O
Delta G zeigt Energie, die in Reaktion abgegeben wird oder aufgenommen wurde
Delta G0' => physiologische, biologische Standardbidungen (25°, 1013hpas, pH=7)
Schlüsselmetabolite des ababolen und katabolen Lipidstoffwechselweges benennen
Schlüsselmetabolite: Acetyl-CoA, beta-HMG. Glyzerophosphat, Phosphatidsäure
Beschreiben, warum es im Rahmen einer Mitochondriopathie zu vermehrter Laktatbildung kommt
Mitochondiopathie: Lahmlegen des Citratzyklus und Atmungskette
Zurückgewinnung Reduktionsmittel!
Reduktion von Pyruvat zu Lactat, oxidiert NADH+H+ zurück zu NAD+=> Bereitstellung Glykolyse
+ Fließgleichgewicht!
Die Auswirkungen der Heteroplasmie bei der mitochondrialen Vererbung auf die klinische Variabilität deds Krankheitsbildes einer Mitochondriopathie beschreiben
Der prozentuale Anteil mutierter mt-DNA (Heteroplasmiegrad bestimmt die phänotypische Ausprägung + Schweregrad der Erkrankung)
Wenn alle Mitochondrien betroffen: Homoplasmie
Auswirkung möglich auf Pyruvatoxidation, Fettstoffwechsel, Citratzyklus, Atmungskette
=> Symptome vielfältig: Leigh-Syndrom (Retardierung motorischer Fähigkeiten durch Hirnnekrosen)
Neurovesikuläre Syndrome
=> Blutbild sehr unterschiedlich: Glucose, Lactat, ALAT, ASAT; Keratin...)
Therapiemaßnahmen () von den Stoffwechselveränderungen mitochondrialer Zytopathien (MCAD-Defekt) ableiten
Vermeidung Fastensituationen! (Infektion, OP, Unfall, Alkohol, Belastung)
Kohlenhydratreiche, Fettarme Kost,
Fette mit mittelkettigen FS vermeiden
Nottfallregime festlegen, Plan aushändigen -> Schulung
Glukoseinfusion
Kofaktortherapie:
Zusätzlich Carnitinggabe (Carnitinshuttle transportiert FS ins mitochondrium als Acylcarnitin, erhöhte FS-Ausscheidung => Carnitinmangel)
Carnitinmangel führt zu Organverfettung! (Transport ins Mitochondrium nicht gewährleistet)
Prinzipien der Kompartimentierung verschiedener Reaktionen des Kohlenhydratstoffwechsels darlegen
Trennung Anabole und Katabole Reaktionen
Fließgleichgewicht!
Glykolyse: Schnellstmöglicher Transport von Pyruvat ins Mitochondrium (Negative Rückkopplung + Gluconeogenese)
Trennung Glykolyse und Zitratzyklus räumlich (Fließgleichgewicht)
Gluconeogenese: Kompartimentierung zur Verhinderung der Katabolisierung und Regulation
Glukosegewinnung im ER damit nicht direkt wieder katabolisiert
Glykolyse und Pentophosphatweg um Cytosol zur Regulation
Die Bedeutung des Redoxpotentials in der Atmungskette bei der Elektronenübertragung darstellen
Redoxpotential: Maß für die Stärke eines Oxidations/Reduktionsmittels E in V
Unter biologischen Standardbedinungen: Eo'
Spannungsreihe: Auflistung von Redoxpaaren nach Redoxpotential => Je höher das Redoxpotential, so steigt die Oxidationskraft (Bestreben Elektronenaufnahme)
Je niedriger, deso steigt die Reduktionskraft (Elektronenabgabe)
=> Energiegewinnung der Atmungskette erfolgt aus Differenz der Redoxpotentiale
Reduktion: 1/2 O2 + 2H+ + 2e- <-> H2O Eo' = 0,82V
Oxidation: NADH <-> NAD+ +2H+ + 2e- Eo' = -0,32V
Delta E = Delta E red - Delta E ox = 1,14V
Delta G = -zFDelta E = -219kJ/mol
=> Energie zur Protonenübertragung in die Innere Mitochondrienmemran
Die Begriffe "Protonengradient" am Beispiel der Mitochondrienmembran erläutern
Intramembranraum: pH7
Matrix: pH7,5
Konzentrationsunterschied von 1:5 => -30mV => Chemischer Gradient
Konzentrationsgefälle als Antrieb der Diffusion
Elektrostatische Anziehung => -90 - -170mV => elektrischer Gradient
Abstoßung gleicher Ladungen erzeugt elektrisches Potential
=> -120 - -200 mV
=> Speicherung der Energie im Protonengradienten (Staudamm)
-> Streben nach Gleichgewicht erzeugt Triebkraft (Proton motive force)
=> Protonenstrom im Mitochondrium
=> Nutzung der Bewegungsenergie zur ATP-Synthese (Mühlrad)
Mechanismen darstellen, wie die Endozytose von Influenza A Viren stimuliert und durch Amatadin inhibiert werden können
Influenza A Viren: pH Abhängige Endozytose
Bindung an Wirtsmembran Rezeptorvermittelt (HA Sialinsäure, N Acetyl Neuraminsäure) -> Adsortion -> Endzoytose des Virusses ohne Membranfusion -> Spaltung HA in HA 1/2 -> Fusionsfaktoren -> H+ strömt in Endosomen ein -> H+ Ionn strömen über M2 Kanal in das Virus ein -> Auslösen Membranfusion durch pH Abhängige HA2
Amatadin: Blockiert M2 Kanäle der Virusmembran => Verhindert Einstrom von Protonen in das Virus => Verhindert Konfirmationsänderung der HA2 Proteine => Keine Membranfusion
Verknüpfungs- und Ankerproteine () des Zytoskelettes beschreiben
Cadherine: Calciumabhängige Adhäsionsproteine der Desmosomen
=> Stabilisierung von Zell-Zell-Kontakten
Ankyrin: Bindung von Spektrin an Zellmembran in Erythrozyten
Protein 4.1: Bestandteil der Erythrozytenmembran, Stabilisiert Spektrin-Aktin-Interaktionen
Charakteristische Zeichen des Hustens bei einer Pertussiserkrankung beschreiben
Ab Stadium Convulsivum:
Typischer Stakkatoartiger Husten gefolgt von inspiratorischem Ziehen, Erbrechen, evtl Zyanose
Extrazelluläre Produkte von Bordatella Pertussis (2) und ihre Beeinträchtigung der Zellfunktion (2) benennen
Extrazelluläre Pertussisproteine: Adhäsionsfaktoren
Toxine: Endokrin und Exokrin
Endokrin: Cytotoxin: => Hemmung der Zilienfunktion (Ziliostase)
Exotoxin: Signaltransduktionskette in Zellen => cAMP Erhöhung => Nerkosen + Entzündungen und Vermerhte Sekretion + Inhibiert Makrophagen und Neutrophile
=> Zellen lösen keine Hormonfreisetzung bei Zelltod aus => Keine Immunreaktion
Risiken () und Risikogruppen () einer Pertussisinfektion definieren
Risiken: Pneumonien (Säuglinge 11,8%), Krampfanfälle (0,8), Enzephalopathie (0,1), Hospitalisierung (20), Tod (0,2) Apnoe, Ortitis media, Nabel und Leistenhernien, Bradykardien, Harninkontinenz, Lymphadenopathie, Aspiration, Akuter Hörverlust, Rippenfraktur, Inguinalhernie, Lumalgie, Gewichtsverlust
Komplikationen: am höchsten bei Kindern unter 6 Monate, Abnahme bis 4 Jahre
Risikogruppen:
Ungeschützte/ Ungeimpfte Personen (Auch nach Ablaufen der 10 Jahre)
Junge Säuglinge (Kein Nestschutz!)
=> Erhöhte Risikoanfälligkeit
Patienten mit chronischen Erkrankungen/ Immundefekten/ Immunsuppression
Grundlegende Funktion und Aufbau der Mikrotubuli beschreiben
Aufbau: Untereinheit besteht aus alpha und beta Tubulin (GTPasen, GTP gebunden)
=> Autohydrolyse des gebundenen GTP der beta Untereinheit Steigert Affinität
UE -> Protofilament -> parallele Anlagerung 13 Protofilamente durch nicht kovalente WW zu Mikrotubulifilament
alpha - ende, beta + ende
In Zellen ist das - Ende an Zentrosomen, dem MTOC, verbunden (2 Zentriolen)
Funktion: Lage und Transport Membranumschlossener Organe, Intrezellulärer Transport
=> Zellpolarität
Muskelbewegung, Zellbewegung, Zilienbewegung + Fligellen
Zellteilung
Prinzipien der Organisation von Actinfilamenten (Gleichgewicht zwischen G und F Aktin) und dessen Abhängigkeit von ATP in Grundzügen erläutern
Schnelle Diffusion der UE ermöglicht schnelle strukturelle Umorganisation
G (gluboläres) Aktin als Untereinheit der Aktinfilamente (F-Aktin)
=> Bildet Protofilamente durch gegenseitiges Anlagern aus
=> Anlagern ATP abhängig, Affinität sinkt durch ADP, jedoch spontane Hydrolyse (ATP-asen)
=> Zwei Protofilamente bilden in rechtsdrehender Schraube ein helikales Filament: - Ende langsame Synthese, + Ende schnelle Synthese
=> Wachstumsgeschwindigkeit ist Konzentrationsabhängig
T-Form hat ATP gebunden, D-Form hat ADP gebunden
Langsame Kernbildung -> schnelles Wachstum Wachstum konzentrationsabhängig
Gleichgewicht G + F Aktine => Tretmühleneffekt => Fließgleichgewicht (kein echtes Gleichgewicht)
=> Pole haben spezifische Konzentrationen, bei denen Abbau und Aufbau im Gleichgeicht stattfindet Cc
=> wenn v Aufbau am + Pol = v Abbau am - Pol,
also Cc(T, Plus Ende) < [Monomer] < Cc(D, Minus Ende)
=> Tretmühleneffekt => Keine Nettänderung der Filamentlänge
Cc = kritischer Punkt -> Schlagartiges Wachstum
=> Ermöglicht schnelle Reaktion der Filamente -> Grow or shrink
Dynamische Instabilität:
Spontane ATP-Hydrolyse findet parallel zur Elongination statt:
Wenn Elongination > als Hydrolyse
=> Bildung NTP-Cap als Schutz vor Abbau des T-Endes
Katastrophe: Hydrolyse > Elongination
Hydrolyse holt auf, es entsteht eine D-Spitze, die Affinität sinkt -> Abbau des Filamentes
Rettung: Hydrolyse < Elongination:
Erholung und Regeneration durch erhöhte Elongination
=> Rettung und Katastrophe finden dynamisch in der Zelle statt (+kontrolliert)
=> Aufbereiten der hydrolysierten Nukleotide => Fließgleichgewicht
Den prinzipiellen Aufbau und die Funktion von Nukleosomen als Beispiel von Protein-DNA-Komplexe und deren Regulation über posttranslationale Modifizierung beschreiben
Protein-DNA-Komplexe regulieren die Funktion der DNA
Euchromatin -> Interaktion möglich
Heterochromatin -> Starr und verpackt
DNA + Histon (Oktomer aus jeweils 2 H2A, H2B, H3 und H4 UE)
-> Bilden Nukleosomen (Beads on a string Form) ca 200 Nukleotide lang
+ Linker DNA zwischen den Nukleosomen
H1 setzt an Linker-DNA an und verpackt Nukleosomen
DNA -> Nukleosomen -> Packung -> Packung -> Chromosomen
Funktion: Schutz vor Abbau, Platzsparen und Regulation der Genexpression
Regulation Mitose und Replikation
=> Kompartimentierung des Nukleoplasmas
Regulaton durch posttranslationale Modifikation:
Histon besitzt Aminoterminale Schwänze -> Positiv geladen -> Bindet negativ geladene DNA und umschließt sie
Modifikation: Mehtylierung, Phophorylierung, Acetylisierung, Ubiquitilation
=> Modifikation der positivgelandenen Arginin und Lysin Aminosäurenreste
=> Ermöglicht Zugriff auf DNA (transkriptionelle Aktivität)
=> Histonmodifikation wird auf Tochterzellen übertragen
(=> Zufälliges Aufteilen der Histone auf beide Tochterstränge, Enzyme erkennen die Modifikation und übertragen diese auf die frischen Histone)
Histonvarianten:
Zum Beispiel besonders H3 haltige Histone erlauben am Zentromer die Bindung von Kinetichone und Mikrotubuli
Bedeutung der Korrekturlesefunktion der DNA-Polymerase + damit verbundene Reperaturmechanismen für die Integrität des Genoms erklären
Fehlerrate: Pro Replikation eine erlaubte Mutation
=> Stabilität vs Evolution
DNA Polymerase:
5'-3' Synthese: 1 Fehler in 10^5nt
exonucleolytic proofreading in 3'-5': 1/10^2nt
Doppelhelixkontrolle: 1/10^2nt
=> 1 Fehler in 10^9 Nt
Bei defekter DNA-Replikation: -> Erkrankheiten + Krebs
Spontane Hydrolyse, Desaminierung, ROS, Alkylierung
=> Basenexizionsreperatur: Erkennen defekter Basen, Entfernen + Auffüllen
Neukleoidexizionsreperatur: Entfernung ganzer Nukleotide bei komplexen chemischen Modifikationen + Auffüllen der Lücke
Entfernung Alkylierung durch Demythilasen
Doppelstrangbruchreperatur:
Homogene Rekombination mit Schwesterchromatid als Matritze (nur nach S Phase möglich=
Notfall: Verknüpfung nicht homogener, freier Enden => Narben
Hemmstoffe der DNA-Replikation () prinzipiell charakterisieren
Gyrase entspricht Topoisomerase der Bakterien
Hemmstoff. Flourchinolane => Antibiotikum
Interkalanzien: Einlagerung großer planarer Moleküle in die DNA => Strukturzerstörung
=> Beeinträchtigt Tropoisomerase + Polymerase
=> Zytostatikum, Virustatikum, Antibiotikum
Bsp: Doxorubicin
DNA Crosslinker: Kovalente Verknüpfung der DNA-Stränge
Nukleosidanaloga: Stoffe die Nukleotiden ähneln
Meist mit physiologischer Base und modifizieren Zucker
=> Kettenabbruch
Oder modifizierte Base: => Falsches Ablesen
=> Nukleosidische Reverse Transkriptase Inhibitoren
=> Virustatika
Bedeutung Mutationsart "gain of function" und "loss of function" für den Vererbungsmodus von genetisch bedingten Krankheiten erklären
Loss of function: Reduzierte/ Keine Enzymaktivität
Gain of function: Zunahme, neue, gegengesetzte, oder unveränderte Enzymaktivität, Erhöhte Expression oder Proteinstabilität
=> Gut oder Schlecht
Rezessiv:
2x Funktionsverlust => Krank
Wildtyp + Funktionsverlust => Gesund
Dominant:
Wildtyp und Funktionsverlust => Krank (Haploidinsuffizienz)
Wildtyp und Funktionsgewinn => Krank (Dominant-negativer-Effekt)
Die Mutation bestimmt die Art, nicht das Gen:
a-1-Antitrypsin
=> Funktionsverlust -> Rezessiv
=> Funktionsgewinn -> Dominant negativer Effekt
Bedeutung von Ribonukleinpartikeln (Protein-RNA-Komplexe) für co- und posttranskriptionelle Prozesse darlegen
Ribonukleinpartikel: RNP:
RNP besteht aus RNA und RNA (snRNA) bindenden Proteinen
-> Sequenzerkennung bei Posttranskriptionellen Modifikationen
=> Ribozym (RNA im aktiven Zentrum)
Capping: Am 5' Ende der RNA:
GTP + NTP Ende der RNA -> GMPNDP 5' Ende + PPPi
-> Methylierungen (Guanyltransferase + Methyltransferase)
=> Abbauschutz, Transportsignal und Translationssignal
Splicing:
RNP erkennen Splice-Signalstellen
-> Katalysieren Splicing Reaktion unter Bildung dynamischer Spliceosom-Komplexen + ATP Hydrolyse
1. 5' Ende Intron lagert sich an snRNP U1 an
2. snRNP U2 bindet an Verzweigungsstelle innerhalb des Introns
3. Anlagerung snRNP U4,5+6 -> Ablösen U1
=> Proteinkomplex + erste Umersterung
4. Abschluss: Abspaltung Intron am 3' Ende durch snRNP U5 -> Exon in Nachbarschaft, Binden + 2. Umesterung
5. Abdissoziation des Lassos und der snRNPs, Intron wird abgebaut und Splcefaktoren freigesetzt
+ Alternatives Splicing durch bestimmte Affinitäten der RNA zu Splicefaktoren => Konzentrationsabhängig
Prozessierung: Prozessionsfakotren (CPSF+CstF) erkennen bestimmte Sequenz
-> Schnitt der RNA
Poly-A-Polymerase setzt an und synthetisiert Poly-A-Schwanz
=> Regulation durch Poly-A-Bindende Proteine (PABP)
-> Schutz vor Abbau, Transport ins Cytoplasma, Bindung Initiationsfaktoren
Editing: Modifizierung der Basen
A->I oder C->U
Anhand der Einführung des zellulären Krankheitskonzeptes die gesellschaftliche Kontingenz medizinischer Theoriebildung erläutern
Paradigmenwechsel von Humoralpathologie zu solider Pathologie in Form der Zelltheorie durch neue Methoden und Instrumente
=> Krankheiten besitzen Lokalisation, spezifische Entzündung, Pathomechanismus und exogene Faktoren
Kontingenz: Ist weder notwendig noch unmöglich,
Was so wie es ist sein kann, aber nicht sein muss Gegebenheit in Hinsicht auf Anderssein
=> Übertragung Zellstaat auf menschliche Gesellschaft
-> Kranke Zellen weitläufige Auswirkungen auf den Körper
=> Kranke Menschen in der Gesellschaft
=> Gesellschaftlicher Stand hat Einfluss auf das Wohlbefinden
-> "Politik ist nichts weiter als Medizin im Großen"
=> Demokratisierung des Körpers
Krankheit des Organismusses <-> Krankheit der Gesellschaft <-> Fehler der sozialen Organisation des Körpers <-> Soziales Elend
Die Bedeutung der Humoralpathologie für die theoretische und klinische Medizin beschreiben
=> Viersäftelehre (Schleim, Blut, gelbe Galle, schwarze Galle)
=> Zuordnung Elemente und Wesensmerkmale
=> Gleichgewicht durch KOST => Diät
Fieber: Kochen des rohen Zustandes => Schlackausscheidung
=> Ausgewogene Kost, Mäßigung, Pflege, Erhalt, Aderlass, Ausleerung (Brechmittel), Salben, Zäpfchen, Aufgüße (empirisch) + Chirurgische Wanderärzte
Metatheorie:
Leben Physes unterhaltende 4 Säfte Lehre
Gesundheit: Entrasie: Individuelles Gleichgewicht der 4 Säfte
Ätiologie: Umwelt beeinflusst Säfte (Miasmen)
Krankheit. Dystrasie: Individuell beschreibbares Ungleichgewicht der Säfte
Modell: "Flaschenmodell": Mischung der Säfte, durch Ausleeren / Auffüllen => Ausgleichen
Die Bedeutung der Humoralpathologie für die theoretische und klinische Medizin beschreiben
=> Viersäftelehre (Schleim, Blut, gelbe Galle, schwarze Galle)
=> Zuordnung Elemente und Wesensmerkmale
=> Gleichgewicht durch KOST => Diät
Fieber: Kochen des rohen Zustandes => Schlackausscheidung
=> Ausgewogene Kost, Mäßigung, Pflege, Erhalt, Aderlass, Ausleerung (Brechmittel), Salben, Zäpfchen, Aufgüße (empirisch) + Chirurgische Wanderärzte
Metatheorie:
Leben Physes unterhaltende 4 Säfte Lehre
Gesundheit: Entrasie: Individuelles Gleichgewicht der 4 Säfte
Ätiologie: Umwelt beeinflusst Säfte (Miasmen)
Krankheit. Dystrasie: Individuell beschreibbares Ungleichgewicht der Säfte
Modell: "Flaschenmodell": Mischung der Säfte, durch Ausleeren / Auffüllen => Ausgleichen
Den Begriff Krankheitskonzept als wissenschaftstheoretischen Begriff erklären
Krankheitskonzept: -> Entstehung (Genese) + Therapie / Umgang
Darstellung des Grundgedanken
-> Resultierendes Krankheitsverständnis
=> Metatheorie -> Ätiologie, Therapie...
Die der Fanconi-Anämie zugrunde liegenden Defekte beschreiben
-> Überkreuzungen (Cross-linking) der DNA
=> Reperatur durch Fanconi Komplexe
=> Autosomal Rezessive / X-Chromosomale Vererbung
Mutation in FA - Genen
=> Ausfall Homologe Rekombination, Nukleotidexzision und Transläsion
=> Fehlerhaften / Ausbleibende Replikation / Transkription
=> Skelettabnormalien, Hautflecken, Kleinwuchs, Augenfehler,
Ein erhöhtes Krebsrisiko + Anämie durch Knochenmarkversagen
=> Blutungsneigung, Blässe und Infektionsgefahr
Wichtigste Funktionen der verschiedenen zellulären Typen der RNA-Polymerase (I, II, III, mitochondiral) nennen
Polymerase I: Im Nukleolus
Transkribiert rRNA der Ribosomen (eigener Promotor mit spezifischen TF + TATA-binding-Proteins)
Polymerase II: Im Nukleus:
Synthetisiert mRNA, snRNA und miRNA
Polymerase III: Im Nukleus
Synthetisiert rRNA und tRNA und sRNA (eigener Promotor, spezifische TF...)
Mitochondriale Polymerase: im Mitochondrium
Polymerase für mtDNA, Monomer, Synthetisiert aus nukleärem Genom
Prinzipien der Qualitätskontrolle von Membranproteinen durch Chaperone erläutern
Hitzeschochproteine: Chaperone, die bei der Faltung und Rettung von Proteinen eine wichtige Rolle spielen
Hsp 60: Faßartige Struktur die Protein vollständig umschließt und unter physiologischen Bedingungen die Faltung erleichtert
Hsp 70: Bindung an wachsendes Polypeptid und Unterbinden einer zu frühen Faltung (Aggregation)
=> Erkennen und Binden von hydrophoben Bereichen (Konkurriert mit Proteosomen)
+ ATP-Verbrauch
Proteindisulfidisomerasen:
Katalytische Redoxreaktion der Disulfidbrücken naher Cysteine in Faltstruktur zur Stabilisierung der Tertiärstruktur
=> Chaperone erkennen missfaltete Proteine und versuchen diese zu Retten oder sortieren sie aus
Die Richtung der Änderung des Membranpotentials in Abhängigkeit von Änderung der Leitfähigkeit mit gegebener Ionenselektivität bzw Änderung des Ionenmilieus qualitativ vorhersagen
Einwärtsstrom: Positive Ladungen verschieben sich in die Zelle (Durch Kationen in die Zelle oder Anionen aus der Zelle) => Einwärtsstrom hat ein negatives Vorzeichen
Einwärtsströme führen zu Membrandepolerisationen => Membranpotential wird positiver
Merke: Ionenstrom (Einwärtsstrom) - => Depolerisation der Membran +
In welche Richung fließen Ionen?
Abhängig von Spannungs- und Konzentrationsverhältnis
Konzentrationsverhältnis => Nernst-Gleichung => Umkehrpotential (E = (60/z)*ln(caußßßen/cinnen)
Spannungsverhältnis: I = G * (Um - Urev) WICHTIG! Triebkraft!
Bsp: K+ => Cinnen 150mmol/l, Caußen 5mmol/l
Nernst = -88mV => Umkehrpotential
I = G* (Um - Urev) => (-70mV - -88mV) => 18mv => Positiv, Auswärtsstrom => Hyperpolerisation der Zellmembran auf -88mV
Bsp: Na+: Cinnen = 15mmol/l, Caußen = 150 mmol/l
Nernst = 60mV
Um-Urev = -10mV => negativ => Einwärtsstrom => Depolerisation bis auf 60mV
Merke: Negative Ionen fließen entgegen ihres Stroms
Abhängigkeit Leitwert in G => Wenn G = 0, der Kanal also nicht leitfähig ist, fließt kein Strom
Abhängigkeit Konzentrationsänderung => Nernst-Gleichung => Verändertes Umkehrpotential
Funktion der Inaktivierung der spannungsgesteuerten Natriumkanäle erklären
Geschlossen -> Depolerisation -> Offen -> Depolerisation -> Inaktiv -> Hyperpolerisation -> Geschlossen
Oder: Geschlossen -> langsame Depolerisation -> Inaktiv (Steady-State-Inaktivierung)
Refraktärzeit: Refraktärzeit legt die maximale mögliche Aktionpotential Amplitude + Frequenz fest und hat Einfluss auf die Geschwindigkeit
=> Ausbreitungsrichtung erfolgt immer orthodrom, da die spannungsgesteuerten Natriumkanäle in Antidromer Richtung refraktär sind
Steady-State-Inaktivierung => Abnahme der Erregbarkeit
Refraktärzeit:
Begrenzt Depolerisation des AP,
Bildet Refraktärphase,
Vermindert Signalverschmelzung und Fusion,
Festlegen Maximaler Frequenz
Festlegen Ausbreitungsrichtung
Regulation der Erregbarkeit
Verhindert Dauererregung
Ermöglicht Repolerisation
Absolut Refraktärzeit (Zeit in der alle Natriumkanäle geschlossen sind, ca 0,2ms) vs relative Refraktärzeit (wenige Natriumkanäle sind schon wieder Aktivierbar)
Die Bedeutung von Calciumionen als intrazellulären Botenstoff für die kontraktierende Funktion der Herzmuskelzellen erläutern
Calcium bindet in den Sarkomeren des Herzmuskels bei Einstrom an Troponin
=> Troponin besitzt I, C und T UE
=> T = Backbone, I fixiert Tropomyosin an Aktin und C bindet Calcium => Konfirmationsänderung
Tropomyosin bedeckt Myosinbindungsstelle des Akins
=> Konfirmationsänderung führt zum Lösen des Tropomyosins an den Bindungsstellen => Freiwerden der Bindungsstellen => Myosin bindet Aktin
Myosinkopf + ATP -> Lösen -> Hydrolyse ATP zu ADP und Pi -> Prä-Power-Stroke-Konfirmation -> schwache Bindung -> Hydrolyse Pi -> Power Stroke -> lösen ADP
=> Kontraktion des Herzmuskels
Die Calciumtransportmechanismen einer Herzmuskelzelle benennen und deren Funktion beschreiben
Depolerisation an motorischer Endplatte -> Depolerisationsweiterleitung über T-Tubes -> Öffnen L-Typ Calciumkanäle der T-Tube Membran (DHPR) -> Calcium Einstrom in die Zelle -> Öffnung Ligandengesteuerte Calciumabhängige Calciumkanäle des Sarkoplasmatischen Retikulums (RYR2) => Gesteigerte Calciumeinstrom in die Zelle durch Calciumspeicher des SR
Export: Durch SERCA (ATPase) im SR, pumpt unter ATP Verbrauch Calcium ins SR (Calciumspeicher),
Natrium Calcium Antiporter: Sekundär Aktiv (Abhängig von Na/K-Pumpe), transportiert Calcium aus der Zelle und Natrium in die Zelle (Konzentrationsgefälle abhängig)
Calcium-ATPase an der Zellmembran pumpt unter ATP-Verbrauch Calcium aus den Zellen
Regulation: Noradrenalin -> -> -> -> -> cAMP -> PKA
=> Phosphoryliert L-Typ Kanäle der T-Tubuli => Effizienzsteigerung
=> Phosphoryliert Ligandenkanäle des SR => Effizienzsteigerung
=> Phosphoryliert PLB, welches SERCA bindet und hemmt => Dissoziation => Effizienzsteigerung von SERCA
Die anti- und orthodrome Technik der sensiblen Neurographie erläutern
Sensibler Nerv: Peripherer Nerv, der auf Reize reagiert => Afferent
Orthodrome Richtung = Physiologische Richtung (idF distal -> proximal)
Antidrome Richtung => Gegenteil (idF proximal -> distal)
Sensible Neurographie: Stimulation eines Nerves mit gemischten oder sensiblen Nerven + Ableitung eines sensiblen Nervenpotentials (SNAP) mit ortho - oder antidromer Technik
Orthodrome Technik: Stimulation distal, Messung proximal
Antidrom: Stimulation proximal, Messung distal
Vorteil: Orthodrom: Weniger Artefake, Antidrom: technisch einfach
Nachteil: Orthodrom: Unzuverlässlige Amplitude, Antidrom: Muskelartefakte
=> Averaging: Mitteln der Kurven => Ausblenden Artefakte
Parameter: Latenz, Amplitude + sensible NLG
sensible NLG: Division der Strecke zwischen Reiz und Ableitelektrode durch die Zeitspanne zwischen Reiz und Potentialbeginn
Amplitude: Peak to peak Messung (Positive und negative Auslenkung, bipolare Messung!)
Interpretation: Vergleich Referenzwerte,
SNAP Amplitude: Semiquantitatives Maß für Anzahl erregter Nervenfasern (Neuropathie, Nervenzellverluste)
sensible Nervenleitgeschwindigkeit: Leitungsgeschwindigkeit des schnellsten Nerves -> Verlangsamung -> Demyelinisierung
Einfluss: Temperatur, Distanz, Alter
Die neurographische Ableitung am Beispiel eines motorischen Nerven (zB N. Medianus) erläutern
Motorische Neurographie: Elektrische Stimulation eines motorischen oder gemischten (sensomotorischen) Nerves mit Oberflächenelektroden und Ableitung einer elektrischen Antwort über einen von diesen Nerven versorgten Muskel
Bsp: N. Medianus -> Daumenbewegung
Stimulation am Handgelenk + Ellenbogen, -> Ableitung am Daumenballen + Erdelektrode zur Erdung
Parameter: distal motorische Latenz, Muskelsummenpotential, motorische Nervenleitgeschwindigkeit (proximale + distale Distanz)
F-Wellen: Spätantwort, da Reiz sich sowohl distal als auch proximal ausbreitet und proximal reflektiert wird => Rückschlagwelle
Interpretation: Vergleich Referenzwerte:
MSAP (Amplitude): Semiquantitatives Maß für Anzahl erregter Nervenfasern, Verlust von Axonen oder Muskelfasern
Nervenleitgeschwindigkeit: Leitungsgeschwindigkeit der am schnellstsen leitenden Nerven, Verlangsamung bei Demyelinisierung
Temporale Disposition: Reizung mehrer Axone => mehrere Ausschläge
Diffuse Myelinisierung: => Phasenverschiebung / Auslöschung
-> Verzögerte Potentialdauer + Amplitudenabnahme
Leitungsblock: Reduktion der Fläche durch umschriebene Entmarkung
-> Nerv abklemmen
Den Begriff des Umkehrpotentials eines Ionenkanals anhand von Beispielen erläutern und in Bezug zu den jewiligen Permeaktionseigenschaften des betreffenden Ionenkanals setzen
I = G * (Um - Urev)!!!
Umkehrpotential Urev: Potential, an dem der Stromfluss einer Ionensorte = 0 ist
=> Kleine Membranpotentialänderungen führen zu einem Einwärts- / Auswärtsstrom
=> Entspricht NERNST bei einer Ionensorte
Beispiel: Chloridkanäle: Cinnen 5mmol/l, außen 100mmol/l
E=-78mV
I = 8mV => Positiv => Auswärtsstrom => Hyperpolerisation der Membran bis -78 mV
ABER ACHTUNG:: Chloridionen fließen IN die Zelle, da Anionen
Beispiel Calcium: Cinnen: 0,0001, Caußen 3mmol/l
E = 134 mV, I = -204mv => Negativ => Einwärtsstrom => Depolerisation bis auf 134 mV
Einfluss des ionenkanals: Urev wird nur erreicht, wenn die Kanäle lang genug offen bleiben und keine anderen Ionen passieren lassen
Bei nicht selektiven Ionenkanälen liegt das Umkehrpotential bei ungefähr 0
Die Begriffe Selektivität, Permeabilität und Leitfähigkeit eines Ionenkanals gegeneinander abgrenzen
Selektivität: Begrenzung der zu passierenden Ionensorten
Permeabilität: Durchlässigkeit für alle Moleküle => Allgemeiner Stofftransport
abhängig vonTeilchen/Zeit * Fläche
=> Können Ionen gerade jetzt den Kanal durchqueren?
Leitfähigkeit: Durchlässigkeit für elektrische Ladungen + hängt soohl von der Permeabilität, als auch der Teilchenladung, des Konzentrationsgefälles und des Membranpotentials ab
=> Menge der passierenden Ionen
Ionenkanäle nach ihren Aktivierungsmechanismen, Selektivitätseigenschaften und Umkehrpotentialen klassifizieren
Aktivierungsmechanismen: Konstitutiv offen, Spannungsgesteuert, Ligangengesteuert, Druckgesteuert, Hitzgesteuert (Mechanosensitiv)
Selektivität für:
Kalium: Konstitutiv offen, Spannungsgesteuert
Natrium: Spannungsgesteuert, konstitutiv offen
Kalzium: Spannungsgesteuert, Ligandengesteuert
Chlorid: Ligandengesteuert
Nicht-Selektiv: Ligandengesteuert, Druckgesteuert, Hitzegesteuert, Spannungsgesteuert
Umkehrpotentiale =/= Öffnungspotentiale:
Umkehrpotentiale: Abhängig von Konzentrationsunterschied
K+ = -90mV, Na+ = 60mV, Calcium = 120 mV, Chlorid = -40mV
Nicht selektive Ionenkanäle: 0 mV
Öffnungspotentiale: Natrium: -50mV, Kalium: -20mV
Am Beispiel von Protonenpumpeninhibitoren, Benzodiazepinen und Lokalanästhetika darstellen, auf welche Weise Ionentransportmechanismen beeinflusst werden
Lokalanästhetika:
Lipophiler, aromatischer Rest, Zwischenkette, Hydrophile Aminogruppe
=> Aminogruppe wird erst durch Protonierung hydrophil
=> Bei hohem pH -> Eintritt in die Zelle (durch Membran, da hydrophob)
=> Bei niedrigem pH in der Zelle => Protonierung => Ampiphil
Membrandruchtritt -> Protonierung / Aktivierung -> Blockerung geöffneter Natriumkanäle
Oder: Eintritt durch Membran in Inaktive Natriumkanäle + Aktivierung des Blockers
=> Affinität des Kanals steigt hin zu Inaktivierung
Blockierung des Kanals hemmt Depolerisation -> Keine AP Weiterleitung => Fehlender Schmerzreiz
=> Hemmung so vieler Natriumkanäle, dass kein Schwellenwert erreicht wird
Aber: Reversibel: Gleichtsgewichts- / Konzentrationsabhängig
=> Örtlich begrenzte, reversible Ausschaltung von Schmerzrezeptoren
Benzodiazepine: GABA Rezeptor verfügt über zusätzliche, allestorische Bindungsstelle für Benzodiazepine
=> Konfirmationsänderung => Aktivitätssteigerung, ABER keine Öfnnung
(Erhöhte GABA Affinität, länger offen...)
Protonenpumpeninhibitoren: Belegzellen der Magendrüse bei Ulcus
H/K ATPase tauscht unter ATP Verbrauch Protonen aus der Zelle und Kalium in die Zelle hinein
=> Zusammen mit Chloridausstrom => Produktion von Magensekret
Omeprazol: Protonierung, Isomerisierung + Hydratisierung -> Sulfamid
=> Irreversible Bindung der Pumpe durch Sulfatbrücken => Irreversible Inaktivierung
Transportmecchanismen am Beispiel von Lipidphasen, Carrier- und Kanalvermittelter Diffusion darstellen
Diffusion:
Durch Lipiddoppelmembran:
Kleine, unpolare bis größere, leicht polare Moleküle passierne die Membran (Je kleiner oder unpolarer desto schneller / mehr)
Diffusion ist abhängig von dem Konzentrationsgefälle Delta C, der Fläche A und 1/Wanddicke d
=> 1. Ficksches Gesetz: J = D * A * (delta C/d)
Proportianler Anstieg in Abhängigkeit von der Konzentration
Beispiel L-Glucose: Linearer, langsamer Anstieg der Diffusionsrate abhängig von der Konzentration
Carrier: Vermitteln erleichterte Diffusion durch Konfirmationsänderung
=> Substratspezifität + Satuierbarkeit
=> Schneller Anstiegder Diffusion bei schon kleinen Konzentrationen, dafür Abflachen der Kurve nach Carriersättigung (Sichtbarer Anstieg resultiert durch Membrandiffusion)
Kanäle: Erleichterte Diffusion von Ionen durch Abstreifen der Hydrathülle
=> Ionenpermeabilität