243 Cholesterin Cholesterin. Tab. Lebensmittel mit hohem Cholesteringehalt [modifiziert nach P. Schwandt u. W.O. Richter, Fettstoffwechselstörungen, 2. Aufl., Wissenschaftl. Verl.-Ges., Stuttgart 1998] Nahrungsmittel Cholesterin [mg/100 g] Hirn 2000 Eigelb 1260 Hühnerei 396 Rinderniere 358 Leber 300 Biskuit 248 Butter 240 Lunge 150 Garnele aller C-Atome darstellt. Drei Moleküle Acetyl-CoA werden zu b-Hydroxy-b-Methylglutaryl-CoA (HMG-CoA) kondensiert, das durch die • HMGCoA-Reduktase unter NADPH-Verbrauch zu Mevalonsäure reduziert wird (Abb. 1). Nach ATP-abhängiger Phosphorylierung entsteht das wesentliche Zwischenprodukt Isopentenylpyrophosphat („aktives Isopren“), ein C5-Körper. Die Polymerisierung von 6 aktivierten Isoprenmolekülen ergibt einen C30 Körper, das • Squalen, das noch nicht ringförmig angelegt ist (Abb. 2). In einer Umlagerungsreaktion bilden sich dann die drei Sechsringe und der Fünfring aus, womit die Gonanstruktur (früher als Steranstruktur bezeichnet) bereits vorliegt. Nach dreimaliger Demethylierung und Einfügen einer O C~ S CH3 144 CoA 2 Acetyl-CoA Hummer 135 Standardmargarine 115 Sahne 109 Gorgonzola 102 Thiolase Camembert, 60% F. i. Tr. CoA SH O 80 CH2 C C~ S CH2 CoA O Das in der Leber produzierte C. wird dort in Lipoproteine (Ê VLDL) verpackt. Nach Sekretion in Form von zunächst fettreichen VLDL wird C. – nach Lipoprotein-Lipase-vermittelter Ê Delipidierung zu cholesterinreichem Ê LDL – über den Ê LDL-Rezeptor in die peripheren Zellen aufgenommen. Dort wird es entweder in die Zellmembranen eingebaut, intrazellulär gespeichert oder zur Synthese von Steroidhormonen verwendet (in Nebenniere, Gonaden). Die intrazelluläre Speicherung erfolgt in veresterter Form (Ê Cholesterinester). Hierzu erfolgt an der freien OH-Gruppe durch das Enzym • Acyl-CoA-Cholesterin-AcylTransferase (ACAT) die Versterung mit Fettsäuren. Überschüssiges, vom peripheren Gewebe nicht benötigtes LDL-Cholesterin rezirkuliert zur Leber, die ca. 50% der gesamten LDL-Rezeptorkapazität stellt. Ein allerdings nicht unbeträchtlicher Anteil (ca. 1/3) wird dabei auch nicht-LDL-Rezeptor-vermittelt (scavenger pathway) in das retikuloendotheliale System (z.B. Makrophagen) aufgenommen. Überschüssiges C. kann aber auch direkt aus der Zellmembran abgeholt werden. Der Rücktransport erfolgt über Ê HDL-Partikel, die den reversen Cholesterintransport durchführen. Synthese: Die Synthese von C. (27 C-Atome) erfolgt aus dem Acetyl-Coenzym-A, das die Quelle Acetacetyl-CoA O H2O CH3 C~ S CoA SH CoA HMG-CoA-Synthase CH3 OOC CH2 C O CH2 C~ S CoA OH β-Hydroxy-β-methylglutaryl-CoA (HMG-CoA) 2 NADPH + 2H + HMG-CoA-Reduktase 2 NADP+ CoA SH CH3 OOC CH2 C CH2 CH2 OH OH Mevalonat Cholesterin. Abb. 1. Erste Phase der Cholesterinsynthese. [Aus G. Rehner u. H. Daniel, Biochemie der Ernährung, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, Berlin, 1999] Cholesterin 244 OH-Gruppe an typischer Stelle (C-Atom in Position 3) ist die C.-Biosysnthese abgeschlossen (Abb. 3). Der geschwindigkeitsbestimmende Schritt bei der Cholesterinsynthese ist die Aktivität der HMGCoA-Reduktase. Ihre Hemmung durch sog. CSE-Inhibitoren (Statine; • Cholesterinbiosynthesehemmer) führt daher zu einer wesentlichen Beeinflussung der Cholesterinhomöostase, wodurch die bei Ê Hypercholesterinämien gewünschte Senkung des LDL-Cholesterins erzielt wird. Die Aktivität der HMG-CoA-Reduktase unterliegt circadianer Rhythmik mit einem Aktivitätsmaximum um ATP H3C Mg Mevalonat Kinase CH2 P CH2 CH2 O Mg H3C 2+ P P CH2 CH2 CH2 O P P Mevalonat -5pyrophosphat CO2 + Pi Pyrophosphomevalonat Decarboxylase CH3 CH3 CH2 P P 3,3-Dimethylallylpyrophosphat CH OH C OOC Kinase C CH2 CH2 Mevalonat -3-phospho-5pyrophosphat H3C CH2 O P Mevalonat -5-phosphat ATP Phosphomevalonat Mg 2+ Kinase ADP ATP ADP OH OH O C OH C OOC Mevalonat H3C H3C 2+ CH2 CH2 CH2 OOC ADP OH C OOC 24.00 Uhr. Vermehrt intrazellulär angebotenes (unverestertes) C. supprimiert die HMG-CoA-Reduktaseaktivität. Der Plasmacholesterinspiegel wird aber nicht nur von der Lebersynthese reguliert, sondern hängt in weit höherem Maße von der LDLRezeptoraktivität ab. HMG-CoA-Reduktase und LDL-Rezeptoraktivität beeinflussen sich hierbei gegenseitig: bei einer cholesterinarmen Ernährung kommt es z.B. zu einer Cholesterinmehrsynthese über die HMG-CoA-Reduktase, jedoch auch zu einer vermehrten Expression der LDL-Rezeptoren, wodurch es netto durch vermehrte (rezeptorver- O IsopentenylC CH2 pyrophosphat CH O H C P 2 2 Isomerase Isopentenylpyrophosphat Cis-PrenylTransferase PPi CH3 CH3 CH2 C H3C C CH2 O P Geranyl-pyrophosphat CH P CH2 Cis-PrenylTransferase CH2 P PPi CH2 O P P Farnesyl-pyrophosphat NADPH + H 2+ Squalen-Synthetase + 2+ Mg , Mn 2PPi + NADP CH2 CH2 Squalen Cholesterin. Abb. 2. Zweite Phase der Cholesterinsynthese. [Quelle: s. Abb. 1] 245 Cholesterinesterase CH2 CH3 CH C 18 CH3 CH2 H2C CH2 H2C CH3 HC CH CH2 C CH2 C C HC HC CH3 HC HC CH3 1/2 O2 2 CH2 C A 5 14 27 D B 4 HO CH2 C 19 1 CH3 26 24 C Lanosterin CH3 CH3 Squalen 3 CH3 21 21 18 26 24 19 C 1 2 HO A 18 24 D 19 8 5 B 4 26 27 14 1 NADPH + H+ Cholesterin 2 HO A 27 D 8 5 B 4 Zymosterin Cholesterin. Abb. 3. Dritte Phase der Cholesterinsynthese. [Quelle: s. Abb. 1] mittelte) Cholesterinaufnahme in die Zellen zu einem Absinken des Plasmacholesterinspiegels kommt. Wird dagegen cholesterinreich gegessen, so wird die HMG-CoA-Reduktase gehemmt, die LDL-Rezeptoranzahl jedoch vermindert, so dass es netto zu einem Anstieg des Plasmacholesterinspiegels kommt. Bedeutung bei der Entstehung von Arteriosklerose: Ein erhöhter Plasmacholesterinspiegel (Ê Blutcholesterinkonzentration) trägt zur Ê Arteriosklerose bei und stellt daher einen klassischen kardiovaskulären Risikofakor dar. Nach den Ergebnissen mehrer Interventionsstudien kann durch die Senkung des Cholesterinspiegels um 1% eine Reduktion des Risikos koronarer Herzkrankheiten um 2% erzielt werden. Die Ursachen eines erhöhten Cholesterinspiegels (Ê Hypercholesterinämie) sind vielfältig; bei schweren Formen (familiäre Hypercholesterinämie) liegt meist eine verminderte LDL-Rezeptoraktivität vor, die zu einer reduzierten Aufnahme von LDL-C. in die Zelle führt. Nicht aufgenommenes LDL-C. wird daher vermehrt in die Gefäßwände eingelagert oder über ScavengerRezeptoren (s.o.) in Monocyten und andere histiocytäre Zellen aufgenommen, die in die Gefäßwand einwandern und sie dann als sog. Ê Schaumzellen schädigen. Cholesterinbiosynthesehemmer, Ê HMG-CoA-Reduktase, Ê Cholesterin (Abschnitt Synthese). cholesterol esters, an der 3Cholesterinester, Hydroxylgruppe mit einer ungesättigten Fettsäure (meist C18) verestertes • Cholesterin. Die Reak- tion, katalysiert durch die • Acyl-CoA-CholesterinAcyl-Transferase (• Acyl-Transferasen) führt zur Speicherung der C. in den Lipidtropfen der Zelle, es entsteht Cholesterinoleat und/oder -linolat (Ê Fettstoffwechsel). Die • Lecithin-Cholesterin-Acyltransferase (EC 2.3.1.43, Leberenzym) katalysiert die Reaktion Cholesterin + Phosphatidylcholin Cholesterinester + Lysophosphatidylcholin und bewirkt so die Anreicherung von HDL mit C. im Zuge des Chylomikronenabbaus. Nahrungs-C. werden in der Darmschleimhaut enzymatisch gespalten (Ê Cholesterinesterasen); die Spaltprodukte werden in den Chylomikronen und in der Leber größtenteils wieder verestert. Cholesterinesterase, Cholesterase (EC 3.1.1.13), cholesterol esterase, in der Darmschleimhaut, der Leber und dem Pankreas vorkommendes Enzym, das die Spaltung von • Cholesterinestern in freies Cholesterin und eine (meist langkettige) Fettsäure katalysiert: Cholesterinester + H2O Æ Cholesterin + R-COOH Aus der Dünndarmschleimhaut und dem Pankreas stammende C. spaltet Cholesterinester im Dünndarm, wodurch die Resorption von Cholesterin und freien Fettsäuren ermöglicht wird. Die lysosomale C. der Leber katalysiert die Hydrolyse der via LDL-Partikel aufgenommenen Cholesterinester, das freigesetzte Cholesterin wird nach Reveresterung in der Leber gespeichert. Bei Bedarf kann Cholesterin aus diesen Estern mithilfe der neutralen C. mobilisiert werden. Cholesteringallenstein cholesterol calculus, Cholesteringallenstein, Syn. für Cholesterinstein, Ê Gallensteine. Cholesterin-7a-Hydroxylase, EC 1.14.13.17, cholesterol-7a-hydroxylase, eine mikrosomale Monooxygenase; Schlüsselenzym für die Synthese der Ê Gallensäuren in der Leber. cholesterol oxidation, Cholesterinoxidation, Ê Cholesterinoxidationsprodukte. Oxysterole, Cholesterinoxidationsprodukte, cholesterol oxidation products, oxysterols, Stoffwechselprodukte, die durch • Cholesterinoxidation entstehen. C. sind z.B. 7-b-Hydroxy-Cholesterin, 7-Keto-Cholesterin und 5-a- bzw. b- sowie 6-a bzw. b-Epoxy-Cholesterin. Sie kommen in cholesterinreichen Lebensmitteln vor, ihre Bildung wird durch Erhitzung begünstigt. In vivo entstehen sie auch bei der Oxidation von Lipoproteinen (Ê LDL-Oxidation). Oxysterole verstärken die atherogene Potenz von cholesterin- oder triglyzeridreichen Lipoproteinen. Im Tierversuch konnte durch C. Schädigung von Endothelzellen und die Bildung von Ê Schaumzellen induziert werden. Auch beim Menschen werden C. gegenüber nativem Cholesterin bevorzugt in frühe atherosklerotische Läsionen (Fettstreifen) eingebaut. 7-HydroxyPeroxy-Cholesterin gilt darüber hinaus als (toxisches) • Zytokin. Durch Gabe von Vitamin C und E (• Antioxidanzien) kann der Anteil oxidierten Cholesterins in den Lipoproteinen reduziert werden. Enzymatische Methoden zur Cholesterinmessung nutzen die Cholesterinoxidation: freies Cholesterin wird durch die Cholesterinoxidase zu d-4-Cholestenon oxidiert. Das dabei gebildete H2O2 wird durch Peroxidase reduziert, wobei im Gegenzug ein Farbindikator oxidiert wird. cholesterol level, Syn. für Cholesterinspiegel, Ê Blutcholesterinkonzentration. cholesterol loweCholesterinspiegelsenkung, ring, Therapiemaßnahmen bei erhöhten Cholesterinwerten (Ê Blutcholesterinkonzentrationen). Entscheidend für Beginn sowie Ausmaß der C. ist neben der Höhe des • Gesamtcholesterins, die Höhe des • LDL-Cholesterins, Veränderungen in den weiteren Lipoproteinfraktionen, das Vorliegen von atherosklerotischen Erkrankungen sowie weiteren kardiovaskulären Risikofaktoren. Die Maßnahmen zur Senkung des Cholesterinspiegels umfassen diätetische (Ê Hyperlipoproteinämie-Diäten), medikamentöse (Lipidsenker) sowie bei ausgeprägten Formen apparative Therapieformen (LDL-Apherese). Entscheidend zur Beurteilung des Therapieerfolges sind neben dem Gesamtcholesterin auch die Höhe der anderen Lipidfraktionen. choCholesterinstein, Cholesteringallenstein, lesterol calculus, Ê Gallensteine. 246 Cholin, Trimethylhydroxyethylammoniumchlorid, choline, ein quartäres Ammoniumsalz. Bestandteil von Phosphatiden (Lecithine, Plasmalogene und Sphingomyeline), Ê Membranlipide. Die Bildung aus Serin erfogt über Decarboxylierung zu Colamin (2-Aminoethanol) und dessen Methylierung durch Methionin. Als Baustein des Lecithins, der Plasmalogene und der Sphingomyeline ist C. ein wichtiger Bestandteil der Membranen und des Cytoplasmas von Körper- und Nervenzellen. Es fungiert als Methyldonator. In seiner acetylierten Form (Ê Acetylcholin) dient es als Überträgerstoff an parasympathischen Nervenenden und an den neuromuskularen Synapsen. C. ist in Konzentrationen von 1,49–2,64mmol/l (=180–320mg/l) im menschlichen Serum enthalten. Cholinreiche Nahrungsmittel sind Eigelb, Fische (Hering, Aal, Thunfisch), Sojabohnen, Weizen, Rindfleisch, Bohnen und Erbsen. Die • Muttermilch enthält ca. 10,3mg Cholin-N/l. Die tägliche Aufnahme von C. unter Ernährung mit einer gemischten Kost liegt bei etwa 300mg. Lebensmitteltechnologische Anwendungen: In Form des Acetates, Carbonates, Lactates, Chlorides, Tartrates oder Citrates (INS 1000, E 1001) wird C. als Ê Kochsalzersatz verwendet. chologene Diarrhö, enterales Gallensäureverlustsyndrom, Ê Kurzdarmsyndrom. Cholostase, häufiger: Cholestase, Syn. für Ê Gallenstauung. Cholsäure, cholic acid, 3a,7a,12a-Trihydroxy5b-cholansäure (Abb.), eine primäre Ê Gallensäure. C. liegt in der Galle der meisten Vertrebraten als Lysin- oder Taurinkonjugat vor. Sie bildet mit Fettsäuren und Lipiden, wie Cholesterin und Carotin, Salze. C. wird als Ausgangsmaterial für die Partialsynthesen von therapeutisch wichtigen Steroidhormonen verwendet. OH H COOH 12 HO 3 7 H OH Cholsäure chondrocalcinosis, AblageChondrocalcinose, rung von • Calciumdiphosphaten als Dihydrat im Knorpelbereich von Gelenken und Bandscheiben, meist ohne Beschwerden. Die C. tritt u.a. auf bei Ê Hämochromatose und Ê Gicht. chondroitin sulfates, Chondroitinsulfate, hochmolekulare wasserlösliche • Mucopolysac- 247 charide tierischer Herkunft (Mr etwa 250kDa). C. A und C sind aus äquimolaren Mengen von D-Glucuronsäure und N-Acetyl-D-galactosamin in alternierender b-1Æ3- und b-1Æ4-Verknüpfung aufgebaut (Abb.). Sie unterscheiden sich in der Position der Veresterung. C. B (Dermatansulfat) enthält LIduronsäure an Stelle der D-Glucuronsäure. Die C. sind Hauptbestandteil des Knorpelgewebes und machen bis zu 40% der Trockensubstanz aus. Sie kommen auch in Schutz-, Stütz- und Bindegeweben, wie Haut, Sehnen, Nabelschnur, Herzklappen vor. Im Gewebe liegen die C. nicht-kovalent an Protein gebunden vor. COOH CH2OR O O RO O H H 4 1β 4 1β OH H H 3 H H H O H OH H NHCOCH3 Chondroitinsulfate. Chondroitinsulfat A: R = H, R´ = SO3H. christians, kennen im Gegensatz zu Christen, den Anhängern der meisten anderen Religionen keine • religiösen Ernährungsvorschriften (mehr). C. haben die Speisegesetze der Ê Juden ausdrücklich nicht übernommen. Lediglich in der Frühzeit wurde noch das Blutverbot beachtet. Einige frühe Päpste haben vor dem Verzehr des Fleisches von Pferden, Hunden und Katzen gewarnt. Heute lehnen nur noch einige Orthodoxe und Sekten, wie die Ê Adventisten vom Siebenten Tage und Ê Mormonen, Warmblüterfleich und Genussmittel ab. Die früher besonders bei •Katholiken übliche Abstinenz von Fleisch am Freitag und die Gebote zur Fastenzeit (• Fasten) wurden praktisch aufgehoben. chromium, ist als zu den ÜberChrom, Cr, gangsmetallen zählendes • Spurenelement ubiquitär verbreitet und gilt als essenziell. Cr ist für den Glucosestoffwechsel (Ê Glucosetoleranzfaktor) notwendig. Ein Chrom-Mangel (<20mg/d) äußert sich in einer gestörten Glucosetoleranz. Der tägliche Bedarf Erwachsener an C. wird auf 30–100mg geschätzt (DACH). Nennenswerte Mengen an C. sind in Fleisch, Leber, Ei, Haferflocken, Tomaten, Kakao und Pilzen enthalten. Die Spanne zwischen Bedarf und toxischer Konzentration ist relativ groß. 100–200fache C.-Mengen im Körper werden von Säugetieren toleriert. Metallisches C. und 3wertige Verbindungen sind untoxisch (weder hautreizend noch mutagen oder cancerogen). Besonders Cr(VI)-oxid ist jedoch giftig. Es wirkt ätzend auf Haut und Schleimhäuten, löst Geschwüre, Durchfälle, Leber- und Nierenschäden aus. Cr(VI)Verbindungen gelten als cancerogen (krebserzeu- Chromosomen gend Kategorie 2). Risiken sind nur bei beruflicher Exposition bzw. bei Unfällen gegeben. chromatography, physikaChromatographie, lisch-chem. Verfahren zur analytischen oder präparativen Trennung eines Stoffgemisches zwischen zwei miteinander nicht mischbaren Phasen. Die C. findet Anwendung als Gas-, Adsorptions-, Verteilungs-, Ionenaustausch-, Permeations- oder Affinitätschromatographie. Die Trennung beruht auf der unterschiedlichen Wanderungsgeschwindigkeit verschiedener Teilchenarten in einer mobilen Phase entlang der Trennstrecke aufgrund unterschiedlicher Verweilzeiten an einer stationären Phase. Nach dem Aggregatzustand sind folgende Trennphasenkombinationen möglich: Flüssig-Fest-C. ( liquid-solid-chromatography, Abk. LSC), Flüssig-Flüssig-C. ( liquid-liquid-chromatography, LLC), Gas-Fest-C. ( gas-solid-chromatography, GSC) und Gas-Flüssig-C. ( gas-liquid-chromatography, GLC). Entsprechend der geometrischen Gestaltung der Trennstrecke unterscheidet man Säulen-, Flachbett- bzw. Dünnschicht- und PapierC. Der Anwendungsbereich der C. liegt im Molekülmassenbereich von 101–1015 Da. Als leistungsfähigstes Verfahren wird heute die Hochleistungsflüssig-C. ( high performance liquid chromatography, HPLC) eingesetzt. Chromogranine A und B, • Tumormarker, Proteine, die in den chromaffinen Granula der endokrinen Zellen vorkommen und eine Vorstufe aktiver Peptidhormone darstellen. C. werden als Serummarker zum Nachweis und zur Verlaufskontrolle endokriner Tumoren bestimmt. chromosomes, eine zelluläre Chromosomen, Struktur zur Speicherung der Erbinformation in Form von Ê Genen. C. werden durch identische Verdopplung (Replikation) an die nächste Zellgeneration weitergegeben. Der Terminus C. war ursprünglich dem mit basischen Farbstoffen anfärbbaren Material im Zellkern eukaryotischer Zellen (Ê Eukaryoten) vorbehalten, aber inzwischen bezeichnet C. die Hauptträger der Gene jeder beliebigen Zelle. Prokaryotische Zellen (Ê Prokaryoten) besitzen nur ein einziges zirkuläres C., wobei die DNA (Ê Desoxyribonucleinsäure) mit Regulatorproteinen, nicht jedoch mit Strukturproteinen (Histonen) vergesellschaftet vorliegt und daher nicht anfärbbar ist. Eukaryotische Zellen hingegen besitzen mehr als ein C. Die Zahl und die Form der C. ist Spezies-spezifisch. Eukaryotische C. enthalten 10–30% DNA, 3–15% RNA (Ê Ribonucleinsäure) und 40–75% Protein. Nicht zuletzt im Zuge des Human-Genom-Projektes lassen sich immer mehr erbliche Stoffwechselerkrankungen, aber auch lediglich Dispositionen für ernährungsabhängige Erkrankungen, Gendefekten (Ê Mutationen) auf bestimmten Chromosomen zuordnen. chronischer Energiemangel chronic energy chronischer Energiemangel, deficiency, Ê Unterernährung. chronische Gastritis, Ê Gastritis. chronischer Phosphordiabetes, genuine VitaminD-resistente Rachitis, Ê Rachitis. Chrysanthemin, Curomamin, Cyanidin-3-monoglucosid, Ê Cyanidin. chylomicronaeChylomikronämiesyndrom, mia, genetisch (Defekt der Ê Lipoprotein-Lipase, Apolipoprotein-CII-Mangel [• Apolipoproteinopathien, Ê Apolipoproteine, Tab.]) oder sekundär bedingte (Diabetes mellitus, Alkohol, Überernährung) massive Erhöhung der Triglyceride im Blut (über 1000mg/dl bis zu über 20.000mg/dl). Rein genetisch bedingte C. sind selten, meist liegen zusätzliche sekundäre Ursachen vor. Im Rahmen eines C. kann es zu Formen der Ê Pankreatitis und Durchblutungsstörungen kommen. Die Therapie besteht in diätetischen Maßnahmen zur Triglyceridsenkung (Ê Hyperlipoproteinämie-Diäten), bei Vorliegen einer Pankreatitis besteht die Indikation zur Plasmapherese (Entfernung der Triglyceride aus dem Plasma nach Blutentnahme). Chylomikronen, CM, Chyluströpfchen, Lipomikronen, chylomicrons, • Lipoproteine, welche mit der Nahrung aufgenommene Fette transportieren (• Fetttransport). C. sind die größten Lipoproteine (0,1–1nm), haben eine Dichte von <0,95g/ml und bestehen zu 0,5–2,5% aus Eiweiß, zu 80–95% aus Triglyceriden, zu 2–12% aus Cholesterin und zu 3–15% aus Phosphatiden. Der Eiweißanteil umfasst die Apoproteine ApoA1, ApoA4, ApoB48, Apo C-II, Apo C-III und ApoE (Ê Apolipoproteine, Tab.). Aufgrund ihrer Größe können C. eine Trübung im Serum oder Plasma hervorrufen (ausgeprägt z.B. bei der • Bürger-Grütz-Krankheit). In den Mucosazellen des Darmes werden die Nahrungslipide zu C. zusammengebaut, an die Lymphe abgegeben (• Chylus) und gelangen über den Ductus thoracicus in den Blutkreislauf. Während dieses Prozesses werden die Triglyceride der C. hydrolisiert und durch Interaktion mit anderen Lipoproteinen werden weitere Apoproteine (insbesondere ApoC und ApoE) aufgenommen. Die Partikel werden dadurch kleiner und dichter (• Chylomikronen-Remnants). C.-Remnants werden vermutlich über verschiedene Rezeptoren in die Leber aufgenommen. Ist der Stoffwechsel der C. oder der C.Remnants gestört, kommt es zu einer Anhäufung dieser triglyceridreichen Lipoproteine im Plasma (Ê Hypertriglyceridämie). Eine massive Erhöhung führt zum Ê Chylomikronämiesyndrom. Chylomikronen-Remnants, Chylomikronen-Reste, chylomicron remnants, Ê Chylomikronen. chyle, aufgrund emulgierter, nicht hyChylus, drolysierter Lipide (Ê Chylomikronen) milchig- 248 trüber Inhalt der Lymphgefäße des Darmes. Über den Hauptlymphweg (Ductus thoracicus) wird der C. dem venösen Blut zugeleitet. Chyluströpfchen, Syn. für Ê Chylomikronen. chymification, Suspendierung Chymifikation, fester Nahrung im Magen bis die Partikel eine Größe von ca. 0,3 mm haben. Danach wird der Speisebrei als Ê Chymus in den Dünndarm abgegeben. Chymodenin, chymodenin, ein aus dem Dünndarm des Schweins isoliertes 81AS-Polypeptid. C. erhöht den Gehalt an Chymotrypsinogen im Pankreassaft. Es scheint mit der Rinderherz-Cytochrom-Oxidase Untereinheit PPVII identisch zu sein. [J.W. Adelson et al. J. Biol. Chem. 261 (1986) 10.569] chymopapain, Chymopapain (EC 3.4.22.6), ein Enzym (C. A und C. B jeweils Mr 35 kDa) aus dem Milchsaft des Melonenbaumgewächses • Papaya. C. ist dem Ê Papain hinsichtlich Substratspezifität und Struktur des aktiven Zentrums sehr ähnlich. Es unterscheidet sich von ihm durch seine Säurestabilität und seinen höheren isoelektrischen Punkt (C. A pH 10, C. B pH 10,4, Papain pH 8,75). Chymosin EC 3.4.23.4, Rennin, Labferment, chymosin, rennet, rennin, eine im Magen von Säuglingen, Kleinkindern und im Labmagen von Kälbern gebildete pepsinähnliche Endopeptidase hoher Substratspezifität; Mr 30,7 kDa, pH-Optimum bei 4,8. Das Enzym wird aus einer inaktiven Vorstufe (Prorennin) freigesetzt und benötigt Calcium-Ionen als Cofaktor. Als Milchgerinnungsenzym reagiert C. mit dem k-Casein der Milch (Ê Caseine) als einzigem Substrat und wandelt dieses in das unlösliche para-k -Casein und in ein C-terminales Glycopeptid um. Hierdurch wird die Schutzkolloidfunktion des k-Caseins aufgehoben. Inzwischen lässt sich C. in hoher Reinheit und gleichbleibender Qualität in gentechnisch veränderten Mikroorganismen (Ê gentechnisch veränderte Organismen) gewinnen. Das derart gewonnene C. ist identisch mit dem entsprechenden Enzym aus dem Kälbermagen, die Beiprodukte des jeweiligen Chymosinpräparates hängen jedoch vom Produktionsprozess ab. C. aus transgenen Mikroorganismen wurde inzwischen von mehreren unabhängigen Gremien als gesundheitlich unbedenklich anerkannt. Auch in der Bundesrepublik Deutschland ist der Einsatz von derart gewonnenem C. zur Käseherstellung erlaubt. Der so hergestellte Ê Käse muss nicht gekennzeichnet werden. Chymotrypsin, chymotrypsin, EC 3.4.21.1, wie Trypsin und Elastase eine • Protease aus der Untergruppe der Serinproteasen. C. wird als Vorstufe • Chymotrypsinogen in der Bauchspeicheldrüse gebildet und in den Zwölffingerdarm abgegeben. 249 Cichoriumsäure Chymotrypsinogen A (inaktiv) 42 58 1 168 182 191 221 201 245 122 136 Trypsin π-Chymotrypsin (aktiv) 1 15 16 Arg Ile Chymotrypsin Ser — Arg 14 15 Thr — Asn 147 148 1 13 16 Leu Ile B 146 149 C 245 Tyr Ala α-Chymotrypsin (aktiv) Chymotrypsin. Abb. 1. Bildung des aktiven Chymotrypsins aus der inaktiven Vorstufe (Zymogen) Chymotrypsinogen. Das Chymotrypsinogen A besteht aus einer Polypeptidkette mit fünf intrachenaren Disulfidbrücken ( 1–122, 42–58, 136–201, 168–182, 191– 221). 52% der Aminosäuresequenz stimmen mit dem Enzym • Elastase überein, einer Endopeptidase, die ebenfalls als Zymogen in der Bauchspeicheldrüse gebildet wird. Durch Trypsinaktivierung wird die Peptidbindung zwischen Arg15–Ile16 gespalten, wodurch das aktive p-C. entsteht. In einem Autolyseprozess spaltet das p-C. aus anderen p-Chymotrypsinmolekülen die Dipeptide Ser14–Arg15 und Thr147–Asn148 heraus. Es entsteht eine Dreikettenstruktur mit gleicher Aktivität, das a-C. Die katalytisch aktiven Aminosäuren His57, Asp102 und Ser195 sind auf den B- und CKetten lokalisiert (Abb. 1). Für den katalytischen Mechanismus der Spaltung der Peptidbindung durch die • Endopeptidase C. ist die Aminosäure Serin an Position 195 (Ser195) von zentraler Bedeutung. Weiterhin sind Histidin57, Asparaginsäure102 und Glycin193 an diesem Mechanismus beteiligt (Abb. 2 a, S. 250). Der Bindung eines Polypeptides am aktiven Zentrum des Enzyms (Abb. 2 b) folgt die Polymerisierung der Carbonylgruppe des Substrates (Abb. 2 c). Anschließend wird ein Proton von der Hydroxylgruppe an Ser195 abgespalten (Abb. 2 d). Es bildet sich eine kovalente Bindung zwischen der Carbonylgruppe des Substrats und Ser195 des Enzyms (Abb. 2 e), die dann zum Bruch der Peptidbindung führt. Das Abbauprodukt wird abgespalten (Abb. 2 f). Unter Wasseranlagerung wird ein zweites Substratprodukt vom aktiven Zentrum des Enzyms abgespalten, die Hydroxylgruppe an Ser195 kehrt in den Ausgangszustand zurück (Abb. 2 g). Chymotrypsinogen, chymotrypsinogen, inaktive Vorstufe (Proenzym bzw. • Zymogen) von Chymotrypsin, die in der Bauchspeicheldrüse gebildet und gespeichert und mit den Verdauungssäften in den Zwölffingerdarm abgegeben wird. Katalyse durch Ê Trypsin und durch andere Chymotrypsinogen-Moleküle (• Autolyse) führen zur Abspaltung von Peptiden aus Chymotrypsinogen, wodurch das Verdauungsenzym in seine aktive Form überführt wird (Ê Chymotrypsin Abb. 1). Chymus, Speisebrei, chyme, durch Suspendierung fester Nahrung (• Chymifikation) entstandene breiige Mischung von zerkleinerter Nahrung mit dem Magensaft (Magenchymus). Magenchymus und Darmsaft, einschließlich der Gallenflüssigkeit und der Verdauungssäfte der Bauchspeicheldrüse bilden den Darmchymus (• Darminhalt). Der • Dünndarm bildet hierzu täglich ca. 2,5–3l Dünndarmsaft, zusammen mit dem Speisebrei, Flüssigkeit und Sekreten gelangen täglich etwa 6–12l C. in den Dünndarm. Im C. findet die Verdauung der Nahrungsbestandteile statt. Der pH-Wert des Chymus ist im Ê Magen sauer, im Ê Darm fast neutral. Cicer arietinum, bot. Artname für die Ê Kichererbse. Cichorigenin, Syn. für Ê Aesculetin. Cichorium, Gattung der Korbblütler, von der u.a. C. endivia = Ê Endivie und C. intybus var. foliosum = Ê Chicorée (frz. für Zichorie) als Nutzpflanzen angebaut werden. C.-Wurzeln sind (wie die anderer Korbblütler auch) reich an Ê Inulin. Andere Züchtungen von C. intybus (ein als Wegwarte bekanntes Wildkraut), z.B. die var. sativus (Wurzelzichorie oder • Zichorie), dienen der Gewinnung von Ê Kaffee-Ersatzprodukten, da sich das Inulin beim Rösten z.T. in Oxymethylfurfurol mit kaffeeähnlichem Aroma umwandelt. Ein typischer Bitterstoff der C. Arten ist Ê Cichoriumsäure, seine Bildung kann durch Anbau unter Lichtmangel („Bleichen“) vermindert werden. Cichoriumsäure, cichoric acid, ein • Hydroxyzimtsäure-Derivat (Abb.), dass als Bitterstoff in • Cichorium-Arten, z.B. der • Endivie vorkommt. HOOC HO H C O O C H HO O Cichoriumsäure O COOH OH OH Cicutin 250 (GLY (ASP 193) N H 102) – OOC a – N HN Polypeptidsubstrat (HIS HO (SER 195) 57) N H – N H OOC OOC HN N O R CH R C HC NH g b N HN NH HO HO O R CHC OH H 2O NH – N H OOC – – O R C HC + HN N N H OOC R CH c NH O R C HC f NH HN HO HOOC O R CH N H NH2 HOOC – O R C HC + N NH e d N H N NH R CH – O R C HC NH NH – O N NH R CH NH NH O Chymotrypsin. Abb. 2. Katalytischer Mechanismus der Hydrolyse einer Peptidbindung durch Chymotrypsin. Erläuterung der Reaktionsschritte im Text. Cicutin, Syn. für Ê Coniin. ciguatera poisoning, Ciguatera-Vergiftung, Vergiftung mit gastrointestinal-neurologischen Be- schwerden nach dem Verzehr verschiedener Fischarten (• „Fischvergiftungen“), die normalerweise essbar sind. Das • Ciguatoxin stammt aus Algen, 251 Citral wird zunächst von kleinen Fischen aufgenommen, die von größeren Raubfischen gefressen werden, und reichert sich hier v. a. in den Eingeweiden (Leber) und Gonaden an. Aber auch das Fleisch kann toxische Mengen enthalten. C. nach Fischverzehr ist insbesondere in tropischen Meeren, besonders im Bereich von Korallenriffen, relativ häufig. Typische Symptome sind nach Irritationen der Mundschleimhäute allgemeine Schwäche, Diarrhö und Erbrechen sowie Schüttelfrost, Fieber und Atemnot. Einem möglichen Exitus durch Atemlähmung gehen i. d. R. Kopf- und Gliederschmerzen sowie Krämpfe voraus. Das Gift greift im spannungsabhängigen Natriumkanal an, steigert hier die Permeabilität für Na+ und löst so exzitatorische Reaktionen aus. Darüber hinaus hemmt es die Cholinesterase. Die LD50 bei der Maus beträgt nur 45 ng / kg i.p., für den Menschen können 20 ng / kg Körpergewicht letal wirken. Ciguatoxin, Ê Ciguatera-Vergiftung. 1,8-cineole, ein 1,8-Cineol, Eucalyptol (Abb.), kampferähnlich riechender Bestandteil von etherischen Ölen. C. ist der Hauptbestandteil des Eucalyptusöls (• Eucalyptus), außerdem ist es im Gewürzkraut • Beifuß und in • Cardamom enthalten. Es wird u.a. für Hustensirup verwendet. cis-trans-Isomerie, geometrische Isomerie, cistrans isomerism, eine Form der • Konfigurationsisomerie (bzw. der • Stereoisomerie), bei der die unterschiedlichen Substituenten entweder in • cisStellung (cis-Isomer) und oder in • trans-Stellung (trans-Isomer), angeordnet sind. Cis-trans-I. bei ungesättigten Verbindungen: Im Falle der Fumarsäure (Abb.), einem Zwischenprodukt des Tricarbonsäure-Zyklus, liegen die Carboxygruppen in trans-Stellung, während in der isomeren Maleinsäure, die im Stoffwechsel nicht vorkommt, die Carboxygruppen in cis-Stellung liegen. Eine cis-trans-I. tritt demnach bei ungesättigten Verbindungen ein, da hier infolge der Doppelbindung die freie Drehbarkeit der C-C-Einfachbindung aufgehoben ist. Heute wird die cis-trans-I. bei Doppelbindungen als Z-E-Isomerie bezeichnet. Fumarsäure Fp. 287 C pK a 3.0, 4.5 nicht drehbar O Maleinsäure Fp. 130 C pK a 1.9, 6.5 1,8-Cineol cis-Isomere, Ê cis-trans-Isomerie. cis-configuration, Syn. für cis-Konfiguration, Ê cis-Stellung. cis-Stellung, cis-Konfiguration, Z-Stellung, cStellung, cis configuration, (lat. cis = diesseits), räumliche Fixierung zweier Substituenten oder Liganden auf der gleichen Seite des MolekülGrundkörpers, die Substitutionspaare liegen also benachbart (sind cis-ständig). Bei der Stellung von Substituenten in Bezug auf • Doppelbindungen ist der zeitgemäße Ausdruck Z-Stellung (Z für Zusammen, Abb.). Gegensatz: Ê trans-Stellung bzw. E-Stellung. Ê cis-trans-Isomerie C C H H CH3 H3C H H H H H H H H H H Br Br cis-Stellung. (Z-) od. cis-2-Buten (links) und cis-1,2,-Dibromcyclohexan (rechts). cis-trans-Isomerie. Fumarsäure (trans-Ethylidendicarbonsäure) und Maleinsäure (cis-Ethylidendicarbonsäure). Cis-trans-I. bei zyklischen organischen Verbindungen: Die freie Drehbarkeit einer C-C-Bindung kann auch durch Ringschluss aufgehoben werden. Die cis- bzw. trans-Stellung bezieht sich dann auf die Lage zur Ringebene (oberhalb bzw. unterhalb). Cis-trans-Isomere unterscheiden sich in ihren chemischen und physikalischen Eigenschaften, z.B. in den Schmelzpunkten (Fp.) und pKa-Werten. Die Umwandlung (• Isomerisierung) der cis-transIsomere erfolgt nicht spontan, sondern ist nur durch chemische Reaktionen mit Hilfe von Enzymen (Isomerasen), Hitze, Strahlung oder Alkalien möglich. Trans-Isomere zu den natürlichen cisFormen von Fettsäuren können beispielsweise bei der Margarineherstellung entstehen. So kann die cis-Ölsäure in die trans-Elaidinsäure umgewandelt werden (Ê trans-Fettsäuren) citral, ein zweifach ungesättigter MoCitral, noterpenaldehyd, der als cis- und trans-Isomeren- Citrate 252 gemisch (Abb.) Bestandteil vieler etherischer Öle ist: C. A (trans-Citral, Geranial); C. B (cis-Citral, • Neral). Im Tierreich ist C. Bestandteil komplex zusammengesetzter Pheromongemische von Insekten. Von großer Bedeutung ist die Umsetzung von C. mit Aceton zu Pseudoionon, die den ersten Schritt der technischen Synthese von Vitamin A darstellt. Für die Riechstoff-, Nahrungs- und Genussmittelindustrie ist C. das Wichtigste der aliphatischen Monoterpene. CHO CHO trans-Citral cis-Citral Citral Citrate, citrates, die Salze und Ester der Ê Citronensäure. citratspaltendes Enzym, Syn. für Ê ATP-Citrat(pro-3S)-Lyase. Citrat-Synthase, citratkondensierendes Enzym, Citrogenase (EC 4.1.3.7), ein Enzym des Ê Tricarbonsäure-Zyklus, das die Aldolkondensation von Oxalacetat und Acetyl-CoA unter Bildung von Citrat katalysiert. Citrat-Zyklus, citrate cycle, Syn. für Ê Tricarbonsäure-Zyklus. citreoviridin, von • Penicillium Citreoviridin, citreoviride gebildetes neurotoxisches • Mycotoxin (Abb.). Es kommt auf Getreide (oft Reis), Früchten und in Fleischerzeugnissen vor. Die Aufnahme führt zu Mycotoxikosen, wobei C. insbesondere als Nervengift aber auch kardiotoxisch wirkt. Es ist für die endemisch auftretende Herzkrankheit „Cardiac beri beri“ verantwortlich. Außerdem werden auch Schädigungen von Leber und Niere beobachtet. C. hemmt die mitochondriale ATPase und unterbricht so die Energieversorgung der Zellen, wobei Muskel- und Nervenzellen besonders empfindlich reagieren. Die LD50 Ratte subkutan beträgt 3,3 mg/kg. Bisher sind sechs Isomeren (C.-A bis C.-F) nachgewiesen. OCH3 CH3 O HO H3C O H3C H3C Citreoviridin. Citreoviridin A. O OH CH3 Citrinin, Ê Mycotoxine. Citrobacter, zu den • Enterobacteriaceae zählende aerobe, gramnegative, bewegliche Stäbchen. C.Arten kommen ubiquitär im Verdauungstrakt vor und sind bedingt pathogen. Größere Mengen können mit verdorbenen Lebensmitteln aufgenommen werden und zu Durchfällen führen. C. zählt zur Gruppe der • coliformen Bakterien. Citrogenase, Syn. für Ê Citrat-Synthase. citronellal, ein ungesättigter MoCitronellal, noterpenaldehyd. Beide optischen Isomere und die Isopropylidenform kommen natürlich vor. Die am weitesten verbreitete Form ist das (+)-C. Citronellal ist der Hauptbestandteil des Citronellöls und der etherischen Öle verschiedener Eukalyptusarten. citric acid, eine SchlüsselsubCitronensäure, stanz des Ê Tricarbonsäure-Zyklus. Über ihre Konzentration koordiniert sie auch verschiedene andere Stoffwechselwege. Bei ausreichend hohen Konzentrationen an C. wird die Acetyl-CoA-Carboxylase (EC 6.4.1.2), das Schlüsselenzym der Ê Fettsäurebiosynthese, allosterisch aktiviert. Die innere Mitochondrienmembran besitzt hierfür ein Citrat/Malat-Antiport-Transportprotein. C. ist ferner ein negativ allosterischer Effektor für die 6Phosphofructokinase (EC 2.7.1.11), das Schlüsselenzym der Ê Glycolyse. Die C. kann mit verschiedenen Elementen, besonders Eisen und Calcium, Komplexe bilden und verbessert die Verwertung des mit der Nahrung aufgenommenen Calciums. Die C. (F. 153–155∞C) wurde erstmals 1784 von Scheele aus Zitronensaft isoliert. Als Zwischenprodukt des Tricarbonsäure-Zyklus kommt sie in allen aeroben Organismen vor. Sie wird in relativ großen Mengen in vielen verschiedenen Pflanzen, besonders in Früchten, aber auch in Blättern und Wurzeln gefunden. C. wird durch industrielle Fermentation, unter Einsatz verschiedener Mikroorganismen, z.B. von Aspergillus niger, hergestellt. Als Rohstoff wird üblicherweise Melasse verwendet. Man erreicht Ausbeuten von etwa 60% des eingesetzten Zuckers. Lebensmitteltechnologische Anwendungen: C. und Citrate (E 330, E 331, E 332, E 333, E 380) sind die neben Essigsäure am meisten verwendeten • Säuerungsmittel und • Säureregulatoren für Erfrischungsgetränke, Süßwaren, Sirupe, Fruchtzubereitungen, Marmeladen, Gelees, Backwarenfüllungen, Desserts, Speiseeis, Sauergemüse und viele andere Lebensmittel. Der Geschmack von C. (E 330) ist rein sauer und praktisch ohne Nebengeschmack. C. dient weiterhin als • Komplexbildner und damit als • Stabilisator; durch Inaktivierung von Calciumionen werden Trübungen in fetthaltigen Systemen und in Kondensmilch sowie die Eiweißgerinnung und das Gerinnen von Schlachtblut verhindert. Auf dem Calciumbindevermögen beruht auch der Einsatz von C. als • Kutterhilfsmittel. In Fleischerzeug- 253 nissen unterstützen C. und Citrate die Wirkung von • Umrötemitteln. • Natriumcitrate (E 331) und • Kaliumcitrate (E 332) werden wegen ihrer Reaktion mit dem Calcium des Käsecaseins als • Schmelzsalze benutzt und verhindern die Eiweißgerinnung beim Schmelzen von Käse. C. inaktiviert viele Enzyme und trägt zur Erhaltung von Farbe, Aroma und des Vitamingehaltes von frischem, eingelegtem und tiefgefrorenem Obst und Gemüse bei. • Calciumcitrate (E 333) dienen als • Festigungsmittel für Obst und Gemüse. • Natriumcitrat, • Kaliumcitrat, • Calciumcitrat und • Cholincitrat werden als • Kochsalzersatz benutzt. Citrate erhöhen die Eisenresorption im Körper, was bei • Eisenmangel von Bedeutung sein kann. Citronensäureester von Mono- und Diglyceriden von Speisefettsäuren (E 472c), citric acid esters of mono- and diglycerides of fatty acids, sind • Emulgatoren und • Antioxidanzien für Margarine, Mayonnaise, Soßen und Wurstwaren. Citronensäure-Zyklus, Syn. für Ê Tricarbonsäure-Zyklus. Citrovorumfaktor, 5-Formyl-Tetrahydrofolsäure, 5-formyl-tetrahydrofolic acid, ein Analoges der Ê Folsäure, welches die Blockade von Tetrahydrofolat-abhängigen Reaktionen durch Folsäureantagonisten aufheben kann. Formyl-Tetrahydrofolsäure ist die entscheidende Coenzymform, die als Überträger von Formylgruppen (so genannte aktivierte Ameisensäure) fungiert. Die Formylgruppe des THF stammt aus dem Tryptophanstoffwechsel (Formylkynurenin) bzw. ist Formiat. Formyl-Tetrahydrofolsäure wird bei der Purin- und Proteinsynthese (Formylmethionin) benötigt. citL-Citrullin, Arginin[o]bernsteinsäure, rullin, H2N-CO-NH-(CH2)3-CH(NH2)-COOH, nicht proteinogene Aminosäure, die beim Menschen im Ê Harnstoff-Zyklus vorkommt. Störungen sind sowohl für die Synthese (• Arginin[o]succinatsynthetase) als auch für den Abbau bekannt. C. wurde erstmals aus Wassermelone (bot. Citrullus vulgaris) isoliert. Arginin(o)succinatsynthetaseCitrullinämie, Mangel, citrullinaemia, Ê Harnstoff-Zyklusdefekte. citrus fruits, SamCitrusfrüchte, Agrumen, melbezeichnung für die wachsbedeckten Früchte von Arten der Gattung Citrus (Rautengewächse). Citrus-Arten sind immergrüne, frostempfindliche, niedrige Holzgewächse, die in allen subtropischen Gebieten der Erde (zwischen 23∞ und 35∞ südlich und nördlich des Äquators) kultiviert werden. Wichtigste C. ist die • Apfelsine oder • Orange (bot. Citrus sinensis), von der viele Sorten, z.B. die anthocyaninhaltige Blutorange und die großfruchtige Jaffaapfelsine, angebaut werden. Die Clearance Orange ist besonders reich an Vitamin C; ihre weiße Haut enthält zudem antimikrobiell und anticancerogen wirkende Flavonoide. Als zweitwichtigste C. gilt die • Zitrone (bot. Citrus limon), die ebenfalls reichlich Vitamin C enthält. Neben der Frucht – ihr Gehalt an Citronensäure liegt bei 3,5–7g je 100 g Fruchtfleisch – wird auch ihr Saft (Zitronensaft) gehandelt. Das etherische Öl der Zitrone (Citrusöl) enthält das anticancerogen wirkende Ê D-Limonen. Für den Handel wichtig ist auch die formenreiche • Mandarine (auch • Tangerine, bot. Citrus reticulata), deren Früchte leicht schälbar sind. Kernlose Formen sind die sehr süß schmeckende • Clementine (Ernte ab Oktober, erste C. der Saison) und die leuchtend rotorange • Satsuma. Die Früchte der • Pampelmuse (bot. Citrus maxima) können bis zu 6kg schwer werden und mehr als 20 cm Durchmesser erreichen. Der Pampelmuse sehr ähnlich ist die kleinere • Grapefruit (bot. Citrus paradisi); der bittere Geschmack des Fruchtfleisches wird durch das Glycosid Ê Naringin hervorgerufen. Die Samen der Frucht dienen auch als Grundlage für die Herstellung von Ê Grapefruitkernextrakt. Neben der Verwendung als Obst und zur Saftgewinnung dienen C. auch zur Produktion von • Citruspektinen. Als Konservierungsstoff für C. wurde früher häufiger Ê Biphenyl eingesetzt. citrus pectines, aus Ê CitrusCitruspektine, früchten gewonnene Ê Pektine. CJK, Abk. für Ê Creutzfeld-Jakob-Krankheit. CK, Abk. für creatine kinase, Ê Kreatin-Kinase. Cl, Elementsymbol für Chlor. Ê Chlorid conjugated linoleic acids, CLA, Abk. für Ê konjugierte Linolsäuren. Claudicatio intermittens, intermittierendes Hinken, intermittent claudication, Ê arterielle Verschlusskrankheiten. Claviceps purpurea, Mutterkorn-Pilz, (über 20 weitere, teilw. region. Synonyme), ist ein weltweit auf Getreide und Wildgräsern, vor allem auf Roggen und Hirse, schmarotzend wuchernder Ascomycet (Schlauchpilz), dessen Sklerotien (Dauerformen, das eigentliche Mutterkorn, Farbtafel IV) 0–1% an verschiedenen sog. Ê Mutterkorn-Alkaloiden enthalten, die für das Vergiftungsbild (Ê Ergotismus) verantwortlich sind. In Industrieländern ist der Mutterkornbesatz im Getreide oder Mehl auf 0,1% begrenzt. Durch die heute übliche Saatgutreinigung sind Intoxikationen vermeidbar, der steigende Verzehr von Bioprodukten erhöht allerdings das Risiko wieder. Claviceps-Alkaloide, Syn. für Ê Mutterkorn-Alkaloide. für „Räumung“, Maß für die AusClearance, scheidungsrate eines Organs, gebräuchlich insbe- Clementine sondere als Maß für die Ausscheidungsleistung der Niere (renale C.). Die renale C. gibt die Menge einer Substanz an, die dem Blutplasma pro Zeiteinheit entzogen wird. Die C. kann sich sowohl auf exogene (Medikamente) als auch auf endogene Substanzen (z.B. • Kreatinin) beziehen. Die Renale Clearance spiegelt die Eliminationsleistung der Niere wider und gibt die Plasmamenge an, die pro Minute von einer bestimmten Substanz befreit wird. Den so genannten Clearancewert CS in ml/min erhält man durch die Division der Ausscheidungsrate ([S]U ¥ VU) der Substanz durch die entsprechende Plasmakonzentration. Die Clearance-Formel lautet folglich: CS = [S]U ¥ VU /[S]P mit [S]U = Stoffkonzentration im Urin, VU = Urinvolumen und [S]P = Plasmakonzentration. Da die für die Ermittlung der renalen ClearanceFormel benötigten Parameter leicht zu bestimmen sind, lässt sich die Nierenfunktion mit Hilfe dieser Berechnung relativ einfach ermitteln. Mit Hilfe der Clearance-Formel können weiterhin die Gesamtdurchblutung der Nieren sowie die glomeruläre Filtrationsrate (Ê glomeruläre Filtration) abgeleitet werden. Die Mucoziliäre Clearance beschreibt die Fähigkeit des Organismus, Fremdstoffe, Bakterien und Schleim aus dem Bronchialsystem zu eliminieren. Eine verminderte mukoziliäre C. ist u.a. durch Infektionen der Atemwege, Kurzatmigkeit und massiven Husten gekennzeichnet. Dies kann zur Ausbildung einer chronischen Bronchitis führen. Als Ursache einer reduzierten mukoziliären C. ist in erster Linie das inhalative Rauchen zu nennen. Durch den Tabakrauch wird die Fähigkeit der Cilien, Fremdstoffe usw. aus dem Bronchialsystem zu entfernen, vermindert. Der Rauch einer Zigarette reduziert die mukoziliäre C. für mehrere Stunden um ca. 50 %. Die Ösophageale Clearance ist ein Maß für die Fähigkeit der Speiseröhre, zurückgeflossenen Mageninhalt wieder in den Magen zu befördern. Die ösophageale C. wird verlängert durch kalte Speisen und Getränke, durch Liegen, eine verringerte Speichelproduktion sowie durch eine nächtliche Abnahme der Schluckakt-Frequenz. Clementine, Art der Ê Citrusfrüchte, die zu den Mandarinen, bot. Citrus reticulata, zählt. clonorchiasis, opisthorchiasis, Clonorchiasis, Syn. für Ê Opisthorchiasis. clostridia, Syn. für die Gattung Clostridien, Ê Clostridium. clostridium, clostriClostridium, Clostridien, dia, ubiquitär vorkommende, obligat anaerobe, grampositive, sporenbildende Bakteriengattung, deren meiste Arten groß und beweglich sind. C. kommen natürlicherweise im Erdreich und im Ver- 254 dauungstrakt von Tier und Mensch vor. Die Sporen sind widerstandsfähig gegen Temperatur und Trockenheit. Der durch C. ausgelöste, teilweise unvollständige Abbau von Eiweiß und Kohlenhydraten zu Säuren und Gas kann zu Lebensmittelverderb und die Bildung von Toxinen zu Lebensmittelvergiftungen führen. Neben C. tetani, dem Erreger des Wundstarrkrampfes, spielen v.a. Ê Clostridium botulinum und Ê Clostridium perfringens eine Rolle als Toxinbildner. Clostridium botulinum, Bakterienart der Gattung • Clostridium, die ein starkes neurotropes • Exotoxin bildet (das wirksamste Bakterientoxin überhaupt: 0,1 mg wirken bei oraler Aufnahme tödlich). C. b. ist der Erreger des Ê Botulismus, das Bakterium kommt verbreitet im Boden vor und kann sich in infizierten Lebensmitteln, v.a. in mangelhaft geräuchertem, gesalzenem oder gekochtem Fleisch und Fisch oder in ungenügend sterilisierten Konserven vermehren (obligat anaerob), wobei der Geschmack kaum verändert wird. Aufgrund der unterschiedlichen Antigenität der Toxine werden die Sero-Typen A–G unterschieden. Die von den einzelnen Typen gebildeten Gifte sind nur durch die jeweiligen spezifischen Antitoxine neutralisierbar. Clostridium perfringens, Bakterium der Gattung • Clostridium aus der Familie der Bacillaceae, die sich als grampositive, streng anaerob wachsende, meist große, peritrich begeißelte, sporenbildende Stäbchenbakterien darstellen. Es ist ein kurzer, dicker, unbeweglicher Vertreter mit thermoresistenten Sporen. C. p. zählt zu den ubiquitären Bodenkeimen und ist auch in Staub, Meer- und Süßwasser, Lebensmitteln sowie im Intestinum von Mensch und Tier nachweisbar. Seine Typen A–F bilden charakteristische Toxine, mit teils cyto-, hämotoxischen oder allgemein-giftigen Eigenschaften. So weist z.B. das a-Toxin als Phospholipase eine spezifisch auf die Zellmembran gerichtete Enzymaktivität auf: Phosphatidylcholin und Sphingomyelin werden gespalten und damit die Zellwand zerstört. Der Typ A bildet gemeinsam mit Clostridium novyi, Clostridium septicum und Clostridium histolyticum die Gruppe der Gasbrandbazillen, die zur Gasödemerkrankung führt (meldepflichtige Erkrankung; schwere Wundinfektion, die durch hochgradige Toxikämie und große lokale Ödeme mit unterschiedlich ausgeprägter Gasbildung gekennzeichnet ist). Die Inkubationszeit beträgt wenige Stunden bis 5 Tage. Clostridium-Typ B–E sind v.a. tierpathogene Erreger. Typ F erregt den Darmbrand beim Menschen. Dieser ist durch nekrotische Veränderung der Darmwand als Folge örtlicher Durchblutungsstörungen charakterisiert. Nach Kontamination kann es zu massiver Vermehrung besonders in gekochten und zu warm gelagerten Speisen, v.a. Fleisch, Desserts, Quark kommen, 255 deren Verzehr dann nach einer Inkubationszeit von 8–24 Stunden meist zu einer mild verlaufenden Form einer unspezifischen • Lebensmittelvergiftung mit Bauchschmerzen und Durchfällen führt. Durch normales Erhitzen von Speisen werden die Typ A-Sporen nicht abgetötet. Vielmehr führt eine Wärmebehandlung von Lebensmitteln zwischen 60∞C und 100∞C oftmals zu einer darauffolgenden verstärkten Auskeimung der Sporen. Bei zu warmer Aufbewahrung kommt es dann zur Vermehrung mit einer Generationszeit von teilweise nur 8min. Die Intoxikationsdosis beträgt 106–108 Keime /g Lebensmittel. all-cis-D7,10,13,16,19-DoClupanodonsäure, cosapentaensäure, clupanodonic acid, all-cisD7,10,13,16,19-docosapentaenoic acid, langkettige, • mehrfach ungesättigte Fettsäure (C22:5,w3); im Organismus ist die • essenzielle Fettsäure C. Bestandteil der Phospholipide. C.-reiche Lebensmittel sind Ê Fischöle und Waltran. C. wird gebildet aus a-Linolensäure durch Desaturierung und Kettenverlängerung und ist eine Ausgangssubstanz für die Synthese von Ê Eicosanoiden und Bestandteil von Strukturlipiden in Netzhaut und Nervengewebe; sie wird weiter desaturiert zu Ê Docosahexaensäure. Clupeiden-Vergiftung, Ê Clupeotoxin. Clupeotoxin, Stoff unbekannter Struktur, der als mögliche Ursache für • „Fischvergiftungen“, die so genannten • Clupeiden-Vergiftungen vermutet wird, deren Ursachen aber noch nicht aufgeklärt sind. Sie können nach Verzehr von normalerweise als wertvoll einzuschätzenden, überwiegend im Meer lebenden Heringsfischen (Heringe, Sprotten, Sardinen) auftreten. cluster analysis, multivariaCluster-Analyse, tes Analyseverfahren der • Statistik, um Beobachtungen oder Variablen zu strukturieren und in Untergruppen zu gliedern. Die gebildeten Gruppen sollen in sich bezüglich ausgewählter Merkmale möglichst gleichartig sein, sich aber gegeneinander möglichst deutlich unterscheiden. Die Ähnlichkeit einer Gruppe kann z.B. über ein Streuungsmaß beurteilt werden. Das Verfahren kann eine Vielzahl von Merkmalen gleichzeitig berücksichtigen (Abb.), wobei keine Unterscheidung nach Einflussund Zielgrößen vorgenommen wird. Die C. dient der Entdeckung von Strukturen in großen Datenmengen, die durch anschließende Ê Diskriminanzanalyse neu bewertet werden können. CM, Abk. für Ê Chylomikronen. CMA, Abk. für Ê Centrale Marketing Gesellschaft der Deutschen Agrarwirtschaft. CNP, Abk. für Ê C-Typ-natriuretisches Peptid. Co, 1 ) Elementsymbol für Ê Kobalt; 2) Abk. für Ê Coenzym, z.B. in Acetyl-CoA für AcetylCoenzym A. Cobalamin CL1 0 100 CL2 200 CL3 300 400 CL4 500 Messgröße A Messgröße B 40 CL2 CL4 30 CL3 20 CL5 CL6 CL1 10 0 0 100 200 300 400 Messgröße A 500 Cluster-Analyse. Oben: C. mit einer intervallskalierten Messgröße (z.B. Milchkonsum). Unten: C. mit zwei intervallskalierten Messgrößen (z.B. Milchkonsum und Käseverzehr). CL1, CL2 ... = einzelne Cluster. [Aus: R. Schneider, Vom Umgang mit Zahlen und Daten, Umschau Zeitschriftenverlag, Frankfurt, 1997] CO2-Extrakt, CO2 extract, Syn. für Ê Kohlendioxidextrakt. CoA, Abk. für Ê Coenzym A. coacervation, ein VerkapseCoacervation, lungsverfahren, das drei Schritte umfasst: 1) Drei nicht mischbare Phasen – flüssige äußere Phase, flüssige innere Phase (z.B. ein Aroma) und das Hüll-(Coating-)Material – werden verrührt. 2) Unter Variation des pH-Wertes und der Temperatur sowie Zugabe eines Elektrolyten wird die Verfestigung des Hüllmaterials erreicht, welches die Grenzfläche zwischen der zu verkapselnden und der äußeren Phase bildet. 3) Die entstehenden Mikrokapseln werden von der äußeren Phase getrennt. Zur Verfestigung des Hüllmaterials erfolgt eine Hitzebehandlung. CoA-SH, Abk. für Ê Coenzym A. coated pits, Ê Endocytose. Cobalamin, Vitamin B12, Antiperniziosafaktor, Antianämiefaktor , extrinsischer Faktor, tierischer Eiweißfaktor, LLD-Faktor (Lactobacilluslactis-Dorner-Faktor), cobalamin, vitamin B12. Der Begriff Vitamin B12 umfasst mehrere Cobalaminverbindungen, die sich aus einem porphyrinähnlichen Makroring mit • Kobalt als Zentralatom, Cobalamin 256 einem Nucleotidteil und einem weiteren variablen Liganden zusammensetzen. Das beinahe flache Makroringsystem, bestehend aus vier reduzierten Pyrrolringen wird als Corrinring bezeichnet (• Corrinoide). In biologischen Systemen findet man in der Regel • Hydroxo-Cobalamin, • AquoCobalamin, • Methyl-Cobalamin, • oder 5’-Desoxyadenosyl-Cobalamin (Abb.), das stabile • Cyanocobalamin (häufig fälschlich als Vitamin B12 bezeichnet) wurde als Präparationsartefakt identifiziert. Eigenschaften: C. ist ein wasserlösliches • Vitamin, das rote, rot-orangene oder orangene Kristalle bildet. Das Absorptionsmaximum liegt bei 300nm. C. ist lichtempfindlich. Vorkommen: Mikroorganismen sind die einzigen Lebewesen, die C. synthetisieren können. Bei Herbivoren reicht die enterale Synthese zur Bedarfsdeckung völlig aus. Einen hohen Gehalt findet man in Leber (40–65mg %), mittlere Gehalte haben Fleisch (2–6mg%), Fisch (2–9mg%), Magermilchpulver (2,2 mg%) und Käse (1,2–2,1mg%). Die körpereigenen Reserven reichen für 3–5 Jahre. Bedarf (nach DGE): Der Bedarf von Erwachsenen liegt bei 5 mg/d (Schätzwert). Der Vitamin-B12Bedarf liegt für Säuglinge bei 0,5–0,8mg/Tag. Kinder benötigen je nach Lebensalter 1,0–3,0mg/d. Resorption, Metabolismus: Vitamin B12 liegt in der Nahrung sowohl in freier als auch in gebunde- H 2NOC CH 2 CH 2 H 2NOC CH 3 CH 3 CH 2CONH 2 H H CH 2 H I II N CH 3 CH 3 CONH 2 Co 2+ H CH 2 H 2NOC III CH 3 H C CH 2 CH 2 CH 3 N N IV O CH 2CH 2 N X CH 3 CH 3 H CH 2CH 2CONH 2 NH CH3 N CH 2 N O H 3C CH O P O CH3 OH O– O HOCH2 H Cobalamin. Struktur der verschiedenen Vitamin-B12-Derivate. X = –CN (Cyanocobalamin), –OH (Hydroxo-Cobalamin), –NO2 (Nitrocobalamin). In den physiologisch aktiven Coenzym-Formen: X = CH3 (Methyl-Cobalamin) oder 5´-Desoxyadenosyl (5´-Desoxyadenosyl-Cobalamin). ner Form vor. Freies Vitamin B12 wird bereits im Speichel von Glycoproteinen (• Haptocorrine, RProteine) gebunden. Das gebundene Vitamin B12 wird dann im Magen durch Pepsin freigesetzt. Bedingt durch den niedrigen pH-Wert des oberen Gastrointestinaltrakts wird der größte Teil des C. an Haptocorrin gebunden, der kleinere an den von den • Belegzellen sezernierten Ê intrinsischen Faktor (IF). Im Dünndarm spaltet Pankreas-Trypsin die Haptocorrin-Cobalamin-Verbindung und das so freigesetzte C. lagert sich an den IF an. Die Resorption von Vitamin B12 geschieht in physiologischer Dosierung über einen aktiven Mechanismus nach Bindung an den IF, unphysiologisch hohe Dosen werden in geringem Umfang durch passive Diffusion ohne vorherige Bindung aufgenommen. Mit Hilfe des IF werden maximal 1,5mg C. resorbiert (trotz steigender Dosis) aufgrund der limitierenden Inkorporationskapazität der Darmmucosa für den Komplex aus C. und intrinsischem Faktor. Im enterohepatischen Kreislauf wird ein großer Teil, der mit der Galle ausgeschiedenen Cobalaminmenge wieder rückresorbiert. In der Darmmucosa wird Vitamin B12 an das Transportprotein • Transcobalamin II gebunden und an das Blut abgegeben. Hauptspeicherorgane sind die Leber (60 %) und die Muskulatur (30 %). In der Leber erfolgt die Umwandlung in die biologisch aktiven Formen Methyl-Cobalamin (im Cytosol mit Hilfe von 5-Methyl-THF:Homocystein-Methyltransferase), 5´-Desoxy-adenosylcobalamin (in den Mitochondrien katalysiert von Vitamin-B12-CoenzymSynthetase). C. wird über den Urin in intakter Form ausgeschieden (geringe Mengen <0,25mg/d). Biochemische Funktionen: Methyl-Cobalamin und 5’-Desoxyadenosylcobalamin sind die zwei biologisch aktiven Formen des Vitamins B12 (Übertragung von Ê aktiven Einkohlenstoffeinheiten) Als Coenzyme sind sie an den drei Cobalamin-abhängigen Stoffwechselreaktionen des Menschen beteiligt. Das sind die Umwandlungen von – Homocystein in Methionin, katalysiert durch die Homocystein-Methyl-Transferase mit Enzym-gebundenem Methyl-Cobalamin als Cofaktor und 5-Methyl-THF als Methylgruppendonator (Methyl-Tetrahydrofolat-Trap); – Methylmalonyl-CoA in Succinyl-CoA im Zuge des Propionsäureabbaus. Diese Reaktion wird katalysiert durch Methylmalonyl-CoA-Mutase mit 5’-Desoxyadenosylcobalamin (Abb. dort); – a-Leucin in 3-Aminocapronsäure (b-Leucin) katalysiert von Leucin-Mutase mit 5’-Desoxyadenosylcobalamin. Mangel: Ê Cobalamin-Mangel. Überdosierung: Diese ist ernährungsbedingt nicht möglich, auch bei 1000facher Überdosierung beobachtet man keine Nebenwirkungen. 257 Therapie: Einmalige hohe Dosen von Vitamin B12 alleine (1 mg) haben sich als effektiv erwiesen bei der Behandlung der perniziösen Anämie. Aus physiologischer Sicht scheint aber die regelmäßige Einnahme von Vitamin B12 in Kombination mit intrinsischem Faktor die günstigste Möglichkeit zu sein, die Vitamin-B12-Versorgung bei fehlendem IF sicherzustellen. Häufigste Therapieform bei fehlendem intrinsischem Faktor ist die parenterale Therapie, wobei 60–100mg i.m. appliziert werden. C. wird auch verabreicht bei • Homocysteinämie. Statusbestimmung: Hierzu wird ein Belastungstest mit L-Valin durchgeführt, der eine Unterscheidung vom Folsäuremangel ermöglicht. Bestimmt wird die Konzentration an Methylmalonsäure im Urin. Beim Gesunden liegen die Werte bei 4–5mg/ 24h, bei Cobalaminmangel-Patienten bei 60– 90mg/24h. Zur Serumkonzentrationsbestimmung werden mikrobielle Nachweisverfahren verwendet. Cobalamin-Mangel, Vitamin-B12-Mangel, cobalamin deficiency, vitamin B12 deficiency, Unterversorgung mit Cobalamin durch mangelnde Zufuhr oder Resorption. Ein allein nahrungsbedingter Vitamin B12-Mangel, bleibt aufgrund der in Mitteleuropa üblichen Ernährungsgewohnheiten eine Ausnahme. Unzureichende Resorption kann aber zustande kommen durch fehlenden Ê intrinsischen Faktor aufgrund einer organspezifischen Autoimmunerkrankung (Atropie der Magenschleimhaut), nach totaler oder subtotaler Magenresektion, nach Resektion des Ileums oder aufgrund von Parasitenbefall (Ê Diphyllobothriasis). Unzureichende Zufuhr findet man bei Ê veganer Kost, jedoch treten Mangelerscheinungen erst nach Jahren auf (enterohepatischer Kreislauf). Unzureichende Verwertung führt zu Transcobalaminmangel und Enzymdefekten. Klinische Symptome sind eine Ê megaloblastische Anämie (Vitamin-B 12-Mangel), bzw. bei fehlendem intrinsischem Faktor Ê perniziöse Anämie. Suboptimale Versorgung führt zu Stomatitis, Ê Hunterscher Glossitis, peripherer Neuropathie und einem Nachlassen geistiger Fähigkeiten. Zu einem nutritiven Vitamin-B12-Mangel kann es auch bei gestillten Säuglingen kommen, deren Mütter sich streng veganisch, d.h. ohne Fleisch, Fisch, Milch, Käse und Ei ernähren. Dabei müssen mütterlicherseits noch keine Anzeichen des VitaminB12-Defizits vorhanden sein. Symptome des kindlichen C. sind erhöhte Erregbarkeit, Störungen des Gedeihens, Verzögerung und Verlust der motorischen Fähigkeiten, irreversible Lähmungen (funikuläre Myelose). Im Blutbild zeigt sich eine makrocytäre Anämie mit Thrombocytopenie, Neutropenie und hypersegmentierten Thrombocyten. Ein nutritiver Vitamin-B12-Mangel kann auch bei langdauernder • parenteraler Ernährung entstehen, wenn keine Vitamin-B12-Applikation erfolgt. Cochenille Analoge Zeichen des Vitamin-B12-Mangels kommen bei angeborenen Transportstörungen in den Enterocyten vor (• Imerslund-Gräsbeck-Syndrom), bei Mangel an Ê intrinsischem Faktor, Transcobalamin-II-Transportproteinmangel, nach Ileumresektionen (• Kurzdarmsyndrom) und bei Morbus Crohn (Ê Crohn-Krankheit). cobamid coenzymes, Cobamid-Coenzyme, Ê 5’-Desoxyadenosyl-Cobalamin. cocaine, Benzoylecgoninmethylester, Cocain, C17H21NO4 (Abb.), ist das Hauptalkaloid (• Alkaloide) des Coca-Strauches (Erythroxylon coca). Es sind farblose, bitter schmeckende Kristalle mit starker lokalanästhetischer und vasokonstriktorischer Wirksamkeit. C. wird als Lokalanästhetikum am Auge, Kehlkopf, Nase, Ohr, Rachen und Kiefer angewendet. Intravenös wirkt C. als Nervengift und erzeugt Euphorie, Schwindel und Lähmungen. Die Anwendung kann zum Missbrauch (Sucht) führen und unterliegt daher dem Betäubungsmittelgesetz. Das Hydrochlorid kann über die Nasen- oder Mundschleimhaut sowie durch Injektion aufgenommen werden. In Südamerika werden die Blätter des Coca-Strauches zusammen mit Kalk, der die Alkaloide freisetzt gekaut. Die oral wirksame Dosis liegt bei 50 mg, bei Applikation über die Nase niedriger. Häufiger Gebrauch führt zu einer psychischen, nicht physischen Abhängigkeit. Zu hohe Dosen (1–2g) führen zu Vergiftungen (starke psychische Erregung, Krämpfe) oder sogar zum Tod durch Herz- und Atmungslähmung. Die LD50 bei der Ratte i.v. beträgt 17,5mg/kg Körpergewicht. H3 C N COOCH3 O C O Cocain Cocancerogene, Cocarcinogene, Substanzen, die den carcinogenen Effekt eines Ê Carcinogens im engeren Sinne erhöhen. Einige C. induzieren Enzyme, die Ê Präcancerogene zu Carcinogenen metabolisieren, während andere C. die Entgiftung von Carcinogenen hemmen, z.B. durch Verbrauch von Glutathion, das freie Radikale abfängt. cocarboxylase, veralt. BeCocarboxylase, zeichnung für Ê Thiaminpyrophosphat und für die prosthetische Gruppe (ebenfalls Thiaminpyrophosphat) der Pyruvat-Decarboxylase. Der Name „Cocarboxylase“ ist verwirrend, weil das Enzym keine Carboxylierung, sondern eine Decarboxylierung katalysiert. Cocarcinogene, Syn. für Ê Cocancerogene. Cochenille, cochineal, Syn. für Ê Karmin.