Organismische Signalverarbeitung Flashcards Preview

Modul 4 Signal- und Informationssysteme > Organismische Signalverarbeitung > Flashcards

Flashcards in Organismische Signalverarbeitung Deck (24):
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Glukosesensor in β-Zellen des Pankreas

Glukose dringt in die Zellen in der Pankreas ein -> Glykolyse wird hochgefahren, das entstandende ATP bewirkt einen ATP abhängigen Kaliumausstrom -> elektrisches "Ungleichgewicht" entsteht -> Calciumströmt ein ->  Insulingranula betreiben Exocytose

GLUT2 und Glukokinase (hoher KM-Werte für Glukose) bilden den Glukosesensor der ß-Zellen -> geringe Affinität -> stark von Konzentration abhängig

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Hormone der Ca2+-Homöostase

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Calcitriol

  •  auch: 1,25(OH)2-Choleclciferol
  •  aktiviertes Vitamin D3
  • Steigerung der Calciumkonzentration im Blut

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 Parathyrin (PTH)

  • auch: Parathormon
  •  in den Epithalkörperchen in den Nebenschilddrüsen synthetisiert (endokrine Organie, die funktionell nicht der Nebenschilddrüse zuzuordnen sind)
  •  bewirkt eine Steigerung der Calciumkonzentration im Blut

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Calcitonin

Wird in den C-Zellen der Schilddrüse synthetisiert

 bewirkt eine Senkung der Calciumkonzentration im Blut

 bewirkt auch eine Senkung der Ca2+ Resorpotion im Darm und in der Niere und eine Inaktivierung der Osteoklasten

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metabolische Wirkung von Glukokortikoiden

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chirurgische Therapieansätze basierend auf dem hormonnellen Regelkreis der HPA-Achse

  •  Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenrinden-Achse
  •  Entfernung Adenom (meistens in Hypophse 75% oder Nebenniere 15-20 %) und es stellt sich ein Normalzustand ein
  • erhöhtes Cortisol und kein erhöhtes ACTH -> Nebennierenadenom
  • sowohl Cortisol als auch ACTH erhöht -> Hypophysenadenom

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endogenene und exogene Einflüsse auf die HPA-Achse

  • Stress: hat Einfluss auf den Hyothalamus und damit die Regulierung der Cortisol-Synthese.
  • Genetisch: durch Mutationen bestimmte Schritte nicht mehr ausführbar, z.B. bestimmtes Hormon kann nicht gebildet werden oder Rückkopplung funktioniert nicht (Adenom: Cushing-Syndrom => Hoher Cortisol-Spiegel)
  • Ernährung: Zu wenig Nahrung hat Einfluss auf den Haushalt, denn Cortisol wird hoch geregelt, d.h. Gluconeogense, Abbau Fett, bei langer Mangelernährung auf Abbau Muskeln (Stimulus für HPA-Achse ist Hypoglykämie => Schutz des Körpers)

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CRH-ACTH-Cortisol-Achse

  • verschiedene Stimuli (z. B. Hypoglykämie, emotionale Faktoren, Stress) -> die Sekretion von Corticotropin-Releasing-Hormon (CRH)  im Hypothalamus gesteigert. -> CRH stimuliert über einen G-Protein-gekoppelten Rezeptor in der Adenohypophyse die Biosynthese und Sekretion von adrenocorticotropem Hormon (ACTH) -> induziert die Biosynthese von Cortisol in der Nebennierenrinde
  • Cortisol hemmt durch negative Rückkopplung über Hypothalamus und Hypophyse seine eigene Biosynthese

 

  • ACTH stimuliert die Expression der erforderlichen Enzyme und die Bildung des für die verschiedenen P450-Cytochrome als Cofaktor erforderlichen NADPH
  • Aktivatoren der Biosynthese sind u. a. Katecholamine, die die Produktion und Sekretion von ACTH stimulieren
  • Die Cortisolbildung unterliegt einem ausgesprochenen zirkadianen Rhythmus, der auf die Rhythmik der CRH-Sekretion zurückzuführen ist. Im Normalfall sind die Cortisol-Blutspiegel am Morgen am höchsten und nehmen zum Abend hin ab

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Homöostase

ὁμοιοστάσις = Gleichstand

  • Die durch autonome Regulationsmechanismen bestehende relative Konstanz der zum Leben erforderlichen Bedingungen im Inneren eines Organismus.
  • oder allgemeiner: Die Aufrechterhaltung des Fließgleichgewichts in einem System durch Selbstregulation
  • basiert auf
    negativer Rückkopplung: wirkt der Änderung der Regelgröße bezüglich des Sollwerts entgegen

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Grundlagen der Temperaturregulation beim Menschen

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Ursachen erhöhter und ernidrigter Körpertemperaturen

Abweichung der Körpertemperatur vom Normbereich durch:

  • Verschiebung des Temperatursollwerts:
    • zirkadiane Schwankungen
    • Fieber
    • Anapyrexie
    • Menstruationszyklus bedingte Abweichungen
  • Überlastung und/oder Dysfunktion des Temperaturregulationssystem bei unverändertem Sollwert:
    • Hypothermie
    • Hyperthermie

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grundlegende Prozesse bei der zellulären Proteinhomöostase

Posttranslationale Modifikationen (PTM) von Proteinen (Phosphorylierung, Glykosylierung, Ubiquitylierung, etc.) können an deren Faltung, Transport, Regulation und Abbau beteiligt sein

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Unterschiede der angeborenen und erworbenen Immunität

Angeboren:

  • in allen Pflanzen und Tieren (evolutionär alt)
  • kurze Reaktionszeit (Stunden)
  • erkennt Vielzahl an konservierten Mustern auf Pathogenen
  • kein immunologisches Gedächtnis

Erworben:

  • nur in Vertebraten, erstmalig bei Haien
  • Reaktionszeit bei Erstkontakt: Tage
  • erkennt so gut wie alles
  • immunologisches Gedächtnis

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wichtigsten löslichen Mediatoren des Immunsystems

  • Zytokine (Botenstoffe, über die Immunzellen kommunizieren, initiieren auch Leukodiapedese)
  • Chemokine (locken Immunzellen an)

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TNFα

  • Tumornekrosefaktor α
  • Zytokin, bei lokalen und systemischen Entzündungen beteiligt
  • hauptsächlich von Makrophagen ausgeschüttet

Funktion:

  • kann die Apoptose, Zellproliferation, Zelldifferenzierung und Ausschüttung anderer Zytokine und Fieber anregen
  • führt zu einer vermehrten Insulinresistenz und einer Aktivitätssteigerung der Cyclooxygenase-2
  • wirkt migrationsfördernd auf neutrophile Granulozyten und stimulierend auf Makrophagen
  • lokal erhöhte Konzentration von TNF führt zu den klassischen Entzündungssymptomen: calor, rubor, tumor, dolor, functio laesa; generell stark erhöhte Konzentration führen zum septischen Schock

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IL-8

  • Interleukin 8
  • Chemokin
  • insbesondere von Endothelzellen, Monozyten, Epithelzellen und Fibroblasten produziert
  • bei der chemotaktischen Rekrutierung von Leukozyten, insbesondere neutrophile Granulozyten, in das entzündete Gewebe involviert
  • Stimulation der Expression von Adhäsionsmolekülen und die Aktivierung mit Freisetzung von Sauerstoffradikalen und Granula

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Zellen des angeborenen und erworbenen Immunsystems

angeborenes Immunsystem:

  • Makrophagen
  • Granulozyten
  • Mastzellen
  • NK Zellen (Natürliche Killerzellen)

adaptives Immunsystem:

  • T-Lymphozyten (bilden T-Helferzellen, welche Info für Antikörperbildung zu Lymphknoten bringen)
  • B-Lymphozyten (produzieren und sezernieren Antikörper)

[Bild: Eosinophile sind keine Phagozyten!!]

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 Einfluss von Glukokortikoid-Exzess auf verschiedene Organsysteme

Glukokortikoide beeinflussen:

  • Stoffwechsel
  • Wasser- und Elektrolythaushalt
  • Herz-Kreislaufsystem
  • Nervensystem
  • Glukokortikoide wirken entzündungshemmend und immunsuppressiv (die Funktion des Immunsystems vermindernd)

 -> Auswirkungen auf fast alle Organsysteme:

  • Herz-Kreislauf-System
    • Hypertonie
    • Ödeme
  • Nervensystem
    • Stimmungsschwankungen (Unruhe, Aggressivität, Euphorie)
    • Kopfschmerzen
    • verstärktes Hungergefühl
    • Schlafstörungen
  • Verdauungsapparat
    • Magengeschwüre
    • Magenschleimhautentzündung
  • Endokrines System
    • Potenzprobleme bei Männern durch Hypogonadismus
    • Wachstumsstörungen bei Kindern
    • Verlust des sexuellen Verlangens
    • Unfruchtbarkeit bei Frauen
  • Blut und blutbildende Organe
    • Hyperglykämie
  • Immunsystem
    • Immunsuppression
  • Bewegungsapparat
    • Osteoporose
    • Muskelatrophie
  • Sinnesorgane
    • grauer Star
    • Schwindel
  • Haut und Hautanhangsgebilde
    • übermäßige Behaarung bei Frauen (Hirsutismus)
    • Streifen (striae rubrae)
    • schlechte Wundheilung
    • Akne
    • Hautatrophie

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wichtigsten klinischen Zeichen eines Cushing- Syndroms (Hyperkortilismus)

  • Gewichtszunahme vermehrte Ansammlungen von Fettgewebe am Körperstamm
  • Mondgesicht (rund und rot)
  • Hypertonie
  • dünne Extremitäten durch Muskelschwund
  • Büffelnacken (Fettansammlung zwischen Schultern)
  • Striae rubrae (rötlich verfärbte Dehnungsstreifen der Haut)

-> schwierige Abgrenzung zum metabolischen Syndrom

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Pattern Recognition Rezeptors (PRRs)

  • erkennen konservierte Erregermuster
  • vermitteln „Danger“-Signale
  • z.B. Toll-like-Rezeptor-Familie (TLRs)
  • intrazellulär und membranständig
  • niedrige Affinität, relativ unspezifisch
  • initiieren Phagozytose oder Entzündung
  • als sogenannte Adjuvantien in Impfstoffen gegen
    • Krankheitserreger
    • Krebszellen
  • bei Autoimmunerkrankungen
  • bei Atherosklerose
  • bei angeborenen Immundefizienzen
  • erhöhte Infektionanfälligkeit für bestimmte Erreger durch Polymorphismen in PRRkodierenden Genen oder Genen die für Proteine der PRRassoziierten Signaltransduktion kodi

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Pathogenassoziierte molekulare Muster (PAMP)

  • Charakteristische Strukturmotive von Mikroorganismen
  • Gruppen von Mikroorganismen haben oft identische
  • PAMPs
  • Erfüllen oft essentielle Funktionen für die Erreger
  • Sind im Verlauf der Evolution
  • hochkonserviert
  • Kommen nicht im Wirtsorganismus vor
  • Gehören unterschiedlichen biochemischen Stohlassen an
  • Lokalisation: Zellwand von Bakterien und Pilzen, Hülle von Viren
  • Nukleinsäuren von Mikroorganismen
  • Der Begriff ist nicht unumstritten, da auch kommensale Mikroorganismen (die eben keine Pathogene sind) identische Strukturen

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Toll-like Receptor

  • gehört zu den Pattern Recognition Rezeptoren
  • dienen der Erkennung von PAMP (zB Lipopolysccharid, Flagellin, Mananne,..)
  • TLRs induzieren die Internalisierung von PAMPs und die direkte Präsentation über MHC II

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NF-κB

  • spezifischer Transkriptionsfaktor, der in praktisch allen Zelltypen und Geweben vorkommt
  • von großer Bedeutung für die Regulation der Immunantwort, der Zellproliferation und des Zelltodes
  • kritisch für die Entstehung von Entzündungen
  • NF-κB reguliert viele Zytokine und Adhäsionsmoleküle
  • bei B-Lymphozyten und dendritische Zellen imme im Zellkern enthalten und aktiv
  •  Stimuli: Wachstumsfaktoren, Zytokine (z. B. TNF-α und IL-1β), aber auch bakterielle und virale Antigene (z. B. Lipopolysaccharide oder doppelsträngige RNA) und chemisch-physikalische Noxen (Bsp.: UV-Strahlung, freie Radikale)

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