11 MZB I - Borsig

- Kompartimente des Organismus Stoffaustausch durch Grenzflächen und Membranen - Adhäsionsmoleküle (Zellverbindungen)

- Kompartimente des Organismus Stoffaustausch durch Grenzflächen und Membranen - Adhäsionsmoleküle (Zellverbindungen)


Kartei Details

Karten 40
Lernende 12
Sprache Deutsch
Kategorie Medizin
Stufe Universität
Erstellt / Aktualisiert 29.03.2016 / 16.05.2019
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Spurenelemente im Menschen und deren Funktion

Eisen (Fe): im roten Blutfarbstoff und in Cytochromen,
Iod (I): Proteine bzw. Hormone in der Schilddrüse,
Fluor (F): im Zahnschmelz,
Zink (Zn): in Enzymen (Hydrolasen, Oxidoreduktasen),
Kupfer (Cu): in Enzymen (Oxidoreduktasen),
Mangan (Mn): in Enzymen (Hydrolasen),
Selen (Se): in Enzymen,
Chrom (Cr): in Enzymen,
Molybdän (Mo): in Enzymen (Oxidoreduktasen),
Cobalt (Co): in Enzymen (Vitamin B12).

Flüssigkeitsräume im Menschen

Flüssigkeit pro Raum

Trennung zwischen den Räumen

s.B.

Anteile (des Gesamtkörperwassers) der einzelnen Kompartimente

s.B.

Bestimmung einzelner Flüssigkeitsräume

Prinzip

Die Messung der nicht direkt zugänglichen Räume erfolgt durch Einbringen von Indikatorsubstanzen, die sich ausschließlich in dem betreffenden Raum verteilen, und Messung der Verdünnung der Substanz (Verdünnungsanalyse).

-> z.B. Inulin (kann nicht in die Zlle hinein, da es zu gross ist):
- Inulin verteilt sich im EZF
- die Niere baut Inulin ab
- Mittels der Iniziierten Menge und der Abfallkurve lässt sich das Volumen berechnen (Injizierte Menge = V x C)

Konzentrationen von Na+

Plasma/Interstitiell/Intrazellulär

in mmol/liter

Plasma 141
Interstitiell143
Intrazellulär 15

Konzentrationen von K+

Plasma/Interstitiell/Intrazellulär

in mmol/liter

Plasma 4
Interstitiell 4
Intrazellulär 140

Konzentrationen von Ca2+

Plasma/Interstitiell/Intrazellulär

in mmol/liter

Plasma 2,5
Interstitiell 1,3
Intrazellulär 0,0001 (freies Ca)

Homöostase

Das innere Millieu einer Zelle ist geichbleibend (z.B. Flüssigkeitvolumen, Ionenkonzentration, pH-Wert, Temperatur)

Regulation EZF / IZF

EZF: Regulation ist systemisch (D.h. verschiedene Organe sind an der Regulation des Volumens resp. der Zusammensetzung des EZF beteiligt)

IZF: Jede Zelle reguliert ihr Volumen (und daher auch die zytoplasmatische Zusammensetzung /Konzentrationen)

Kapillaren

Durchmesser
Länge
Passagezeit
Anzahl
Austauschfläche 

Durchmesser: 4-8 μm 
Länge: 500-1000 μm  
Passagezeit: 0.5-5 s  
Anzahl: 30-40 Milliarden (in Ruhe davon ca. 8-10 Milliarden durchströmt)
Austauschfläche von 300 m2 - ca. 15 Liter pro Tag filtriert

Gibbs-Donnan Verteilung

Grundprinzipien (2)

Auswirkung auf Osmose

Donnan-Gleichgewicht beschreibt die ungleiche Verteilung geladener Teilchen (Ionen) in einer Lösung

Grundprinzipien:
1. Elektroneutralität:
im Bsp.: [Na+]1 = [Cl-]1 + [Prot5-]1 bzw. [Na+]2 = [Cl-]2
2. Egalität der Ionenprodukte der diffusiblen Ionen:
im Bsp.: [Na+]1 • [Cl-]1 = [Na+]2 • [Cl-]2

Das Gibbs Donnan Gleichgewicht verursacht ein osmotisches Ungleichgewicht

Van‘t Hoff sches Gesetz

beschreibt den Zusammenhang zwischen osmotischem Druck,osmotischer Konzentration und Temperatur für verdünnte Lösungen

P = C ∙ R ∙ T
-> Formale Analogie zur Gasgleichung: P ∙ V = n ∙ R ∙ T

Osmolarität vs Osmolalität (im Plasma)

Osmolarität (Plasma): 290 (280-296) mosmol/l Lösung
Osmolalität (Plasma): 290 (280-296) mosmol/kg H2O
->
Plasma und intrazelluläre Lösung sind also isoosmotisch

Erythrozyten als Osmometer

Erythrozyten Verändern ihre form bei hypo/iso/hyper tonischer Lösung

hypotonische Lösung: Erythrozyten schwellen an
hypertonische Lösung: Erythrozyten schrumpfen

Filtration und Rückresorption an der Kapillarschranke

Starling-Gesetz

\(P_{eff} = ΔP - Δπ =( P_{innen} - P_{aussen}) - (π_{innen} - π_{aussen})\)

(delta)P = transmuraler Druck
Der transmurale Druck ist der Druck, welcher auf die Wand eines Hohlorgans (z.B. BlutgefäßHerz) einwirkt. Er stellt die Differenz zwischen Innendruck und Außendruck dar.

(delta)Pi = differenz der kolliosmotischen Drücke
kolloidosmotischer Druckonkotischer Druck, der durch die Konzentration vonkolloid gelösten Teilchen (z.B. Proteine) in einer Lösung hervorgerufeneosmotische Druck.

Ödeme

Ursache

Als Ödem bezeichnet man den Austritt von Flüssigkeit aus dem Gefäßsystem und deren Ansammlung im interstitiellen Raum.

Flüssigkeit im Interstitium

-> Ungleichgewichte zwischen Filtration vs Resorption

• Anstieg des Kapillardruckes
• Verminderung des effektiven onkotischen(=kollidoosmotischen) Druckes in der Kapillare
• Zunahme der Kapillarpermeabilität
• Durch Blockierung des Lymphabflusses

Typen von Kapillaren

Kontinuierlicher Typ, Fenestrierter Typ, Diskontinuierlicher Typ

Kontinuierlicher Typ Kapillaren

Vorkommen 

Eigenschfaften

s.B.

Fenestrierter Typ Kapillaren

Vorkommen 

Eigenschfaften

s.B.

Diskontinuierlicher Typ Kapillaren

Vorkommen

Eigenschaften

s.B.

Membranpotential

Voraussetzungen

Betrag

Voraussetzungen:
- unterschiedliche Ionenverteilung und Protein-Konzentration
- unterschiedliche MembranPermeabilitäten
 -> gross für Kalium-Ionen - klein für Natrium-Ionen

Im Allg. bei ca –80 bis –60 mVolt

Nernst gleichung

was beschreibt sie?

Die Nernst-Gleichung beschreibt das Gleichgewichtspotential für eine einzelne Ionensorte
-> wenn elektrische und osmotische triebkraft im Gleichgewicht sind, findet kein Netto-Transport von Ladung mehr statt
  -> Dei Membranspannung EG bei der dies zutrifft lässt sich durch gleichseten von elektrischer und osmotischer Energie berechnen

Ein Gleichgewichtspotenzial eines Ions ist erreicht, sobald die elektrische und die osmotische Kraft, die das Ion über die Membran bewegen, gleich groß und entgegengesetzt sind.

Goldmann-hodgin-Katz Gleichung

Eine Erweiterung der Nernst-Glechung
-> Mischpotentiale, wenn Membran für mehrere Ionensorten durchlässig ist

Ficksches Diffusionsgesetz;

Die Geschwindigkeit der Diffusion ist proportional zu

Die Membranpermeablität ist proportioal zu

s.B.

Schematische Darstellung der Dünndarmwand

s.B.

Zelladhäsionsmoleküle

Beispiele

Zelladhäsionsmoleküle (auch CAMs, englisch cell adhesion molecule) sind eine Klasse von Proteinen, die die Kontakte zwischen Zellen in einem tierischen Gewebevermitteln. Sie haben zwei grundlegende Funktionen:

  • den Zusammenhalt von Geweben und
  • die Kommunikation von Zellen miteinander zu ermöglichen.

Es handelt sich um integrale Membranproteine, die aus der Zelle herausragen und auf der Zelloberfläche mit anderen Proteinen in Wechselwirkung treten.

• Cadherine
• Immunglobulin Familie (IgCAM)
• Integrine
• Selektine
• Glykoproteine (Mucine)

Interaktionen von Zelladhäsionsmolekülen:

Homophile Interaktionen

s.B.

Interaktionen von Zelladhäsionsmoleküle:

Heterophile Interaktionen

s.B.

Funktionstypen von Zell-Zell-Kontaktstrukturen

• Grenzbildende Kontakte
• Kommunizierende Zellkontakte
• Haftverbindungen

Zonula occludens (Tight junctions):

Funktion

•Barriere für die freie Diffusion
•Ermöglicht gerichteten Transport
•Konzentrationsgradientenbildung

Transzellulärer vs Parazellulärer Transport

s.B.

Hemidesmosomen

Stabile Verknüpfung von Basalzellen und Basallamina

Abbau und Umbau von Zellkontakten in Epithelgewebe

Diapedese

Apoptose

Abschilferung

Migration/Invasion

s.B.

Fokale Adhäsionen

Adaptorproteine

Funtkion

Fokale Adhäsionen (engl. focal adhesion) sind verankernde Zellverbindungen, die das Aktin-Zytoskelett einerZelle mechanisch an das Substrat (Extrazelluläre Matrix, kurz: ECM) koppeln

Adaptorproteine: Vinculin Talin Paxillin a-Actinin

Funktion: Zellmigration Signalübertragung

Integrine

Beispiele in Fibroblasten und in Epithelzellen

Integrine sind Membranproteine, die in allen tierischen Zellen vorkommen. Die einzige Ausnahme bilden dabei die Erythrozyten. Integrine durchqueren als Transmembranproteine die Zellmembran und sind fest in ihr verankert. Da sie sowohl einzelne Zellen miteinander als auch Zellen mit derExtrazellulärmatrix verbinden (Adhäsion) werden sie auch Adhäsionsmoleküle genannt. Integrine besitzen eine wichtige Funktion in der Signaltransduktion der Zelle.

α5β1 - Fibroblasten - Fibronectin
α6β4 - Epithelzellen - Laminin

Fibronektin

im Plasma / ECM

Fibronektin dient als universelles Adhäsionsmolekül, das Zellen an Kollagen oder Proteoglykane bindet.

Multifunktionelles adhesives Glykoprotein
• als Monomer löslich im Plasma
• als hochpolymere Fibrillen in der ECM

Selektine
Vaskuläre Zell-Adhäsion

Selektine sind eine Familie von Glykoproteinen, die für die Adhäsion zwischen Zellen verantwortlich sind. Sie gehören zu den so genannten Zelladhäsionsmolekülen

Verscheibunf von Leukozyten aus gefässen ins gewebe:
Rolle von Selektin / Integrin

Die Integrine werden vor allem benötigt damit sich die Leukozyten fest an der Endothelwand verbinden können, damit sie zwischen ihnen in das Gewebe eindringen können. Die Annährung von
Leukozyten an die Blutgefässwand ist durch P- und L-Selektin Interaktionen vermittelt.

Cadherine

Cadherine sind transmembrane Glykoproteine die zur Familie der calciumabhängigenZelladhäsionsmolekülen (CAMs: cell adhesion molecules) gehören. Sie spielen eine entscheidene Rolle bei der Zell-Zell-Adhäsion.

IgCAM

(NCAM, ICAM)

IgCAMImmunglobulin-Zelladhäsionsmolekül, Abk. für E immunglobulin-type celladhesion molecule,

IgCAMs vermitteln Calcium-unabhängige Zelladhäsion

CAM mit Immunglobulin-Domänen
Calcium unabhängige Adhäsionsproteine

NCAM- Neuronales CAM
ICAM- Interzelluläres CAM