Grundpraktikum Humanbiologie I -Organstoffwechsel Organstoffwechsel Einführung Für die Aufrechterhaltung von Vitalität, Vermehrung und Apoptose müssen alle Zellen und Gewebe ständig Energie (in Form von ATP) erzeugen. Dazu müssen ihnen permanent Substrate zur Verfügung stehen, die von aussen, bzw. aus dem Blut, aufgenommen oder aus zwischenzeitig angelegten intrazellulären Speichern abgerufen werden. Der Mensch als 'chemotropher Organismus' erzeugt ATP vor allem durch sauerstoffabhängigen (aeroben) Abbau dieser Substrate zu CO2 und H2O. Steht nicht genügend Sauerstoff zur Verfügung, können einige Gewebe für eine gewisse Zeit ATP auch anaerob erzeugen, wobei als Endprodukt der Glycolyse Lactat (Milchsäure) entsteht. In Zellen, die keine oder nur wenige Mitochondrien besitzen, wird Lactat ständig gebildet und an das Blut abgegeben. Lactat wird überwiegend von der Leber verwertet, die als zentrales Puffer- und Speicherorgan im Zusammenwirken mit Muskulatur und Fettgewebe eine gleichmässige Energiesubstratversorgung des Körpers gewährleistet. Zu diesem Zweck können Lactat, Glycerol und glucogene Aminosäuren zur 'Gluconeogenese' und langkettige Fettsäuren zur 'Ketogenese' herangezogen werden. Ziel Dieser Versuch befasst sich exemplarisch mit den tiefgreifenden Stoffwechselumstellungen wichtiger Organe, die durch Phasen der Nahrungsaufnahme und Verwertung ("Resorptionssphase" - Insulin dominiert) und durch Phasen, in denen keine Nahrung zur Verfügung steht ("Postresorptionsphase" - Glucagon dominiert) vorgegeben sind. ALLE PraktikumsteilnehmerInnen werden zu Probanden und ermitteln ihr Profil an BlutGlucose und Blut-Lactat wenn sie nach etwa 6 Stunden ohne Nahrungsaufnahme unterschiedlich belastet werden. Dazu wird eine Praktikumsgruppe in vier Untergruppen unterteilt (unbedingt beim vorhergehenden Versuch absprechen !) • Gruppe A testet ihre Stoffwechselumstellung während der Zufuhr größerer Mengen von Glucose in Form eines oralen Glucose-Toleranz-Test (ergänzt durch Insulinbestimmung). • Gruppe B testet ihre Stoffwechselumstellung bei der Zufuhr von komplexen Kohlenhydraten, z.B. verschiedenen Brötchen (ergänzt durch Insulinbestimmung). • Gruppe C testet ihre Stoffwechselumstellung bei der Zufuhr von Protein und Fett (Eier) • Gruppe D testet ihre Stoffwechselumstellung von körperlicher Ruhe zu mittelschwerer Arbeit (Treppenlaufen über mehrere Stockwerke, ca. 150 W). Methoden Zur Bestimmung des Blutglucose- und Blutlactat-Profil über den Versuchszeitraum wird mehrmals Blut aus der Fingerbeere entnommen. Die beiden Metabolite werden mittels optisch-enzymatischen Tests quantitativ bestimmt. Mit ausgewählten Proben wird ein InsulinELISA durchgeführt. Stichworte zur Vorbereitung Das Stoffgebiet dieses Versuchs ist sehr umfangreich; eine rechtzeitige gründliche Vorbereitung ist erforderlich. Das Lernziel wird durch die Fragen am Ende dieser Anleitung abgesteckt; diese enthalten auch die theoretischen und praktischen Grundlagen vorangegangener Versuche sowie Methoden wie Photometrie, Fluorimetrie und Enzymatische Testverfahren.. Am Versuchstag sollten alle PraktikumsteilnehmerInnen zum Versuchsbeginn um 14.00 Uhr in der "Postresorptionsphase" sein, d.h. ca 6 Std. nüchtern (s.u. → Wichtige Sicherheitshinweise). Bitte ein , 1 Grundpraktikum Humanbiologie I -Organstoffwechsel normales Frühstück bis 9 Uhr und auf keinen Fall ein Mittagessen einnehmen; auf ausreichende Flüssigkeitszufuhr (möglichst zuckerfreie Getränke) ist unbedingt zu achten. Aus organisatorischen Gründen beginnen wir mit dem praktischen Teil bereits um 14.00 Uhr und halten die Einführung (theoretische Grundlagen sowie Besprechung der praktischen Versuchsdurchführung) in der Zeit zwischen den Blutentnahmen ab. Erwartung und Vorgabe für die Diskussion der Befunde im Protokoll Die Gruppen A und B (Versuchszdauer 1,5 h) überprüfen inwieweit der Blutglucosespiegel nach alleiniger Kohlenhydratzufuhr ansteigt, und ob er innerhalb eines bestimmten Zeitraums wieder auf den Normalwert absinkt. Bei Gruppe A sollte die Blutglucose (1/2 Menge OGTTest) innerhalb von 30 min von < 5 mmol/L (normal bis hypoglykämisch) auf etwa 9-10 mmol/L ansteigen, wobei die Nierenschwelle i.a. gerade noch nicht erreicht wird (kann mit Teststreifen überprüft werden) . Nach 60 min beginnt der Glucose-Spiegel i.a. bei Gruppe A wieder abzufallen. Eine nicht-adäquate Glucose-Toleranz könnte auf einen latenten Diabetes hindeuten. Bei mindestens einem Probanden dieser Gruppe sowie einem Probanden der Gruppe B wird der Insulin-Spiegel im Kapilarblut bestimmt. Bei Gruppe B wird i.a. ein verzögerter Anstieg der Blutglucose beobachtet, beim Genuss von Vollkornbrötchen kann dieser gering ausfallen (warum?). Bei manchen Probanden der Gruppen A + B geht mit dem hohen Blutglucosespiegel ein leichter Anstieg des Blutlactatwertes einher (normalerweise liegt dieser bei 1-2 mmol/L). Denkbar ist, dass Lactat nicht mehr im gleichen Umfang wie in der Postresorptionssphase zur Gluconeogenese herangezogen wird.Trifft dies für Ihr Profil zu? Bei der Gruppe C (Versuchzeitdauer 1,5 h) ändern sich die Spiegel von Glucose und Lactat meist nur geringfügig, so dass Nachlässigkeiten beim Blutabnehmen und Pipettieren (s.u.) die Vesuchsergebnisse dieser Gruppe besonders stark beeinträchtigen! Nur wenn wirklich über 6 Std. keine Nahrungsaufnahme erfolgt ist, kann sich die 'spezifisch-dynamische Wirkung' der Proteinverdauung ('Eiweiss-Diät' ?) bemerkbar machen: dem zur Bewältigung der Verdauungsarbeit (für welche Prozesse wird dabei viel Energie benötigt?) notwendigen Glucosebedarf trägt auch die Leber durch erhöhte Gluconeogenese Rechnung (durch welches Hormon stimuliert?). Die Änderung des Glucose-Spiegels ist individuell sehr verschieden, jedoch wird bei vielen Probanden ein Absinken des Lactat-Spiegels beobachtet.Warum? Alle Beobachtungen sind im Protokoll genau zu erklären.. Gruppe D bleibt im 30-50 minütigen Versuchzeitraum in der Postresorptionssphase. Bei allen Probanden kommt es zu einem ausgeprägten Lactatanstieg (etwa 5-10 mmol/L nach 5 min), der jedoch je nach Trainingsgrad mehr oder weniger rasch absinkt, oft unter den Ausgangswert.. Der erhöhte Glucose-Verbrauch der arbeitenden Muskulatur führt hier meist zu einem geringen (aber beim 5 min-Wert noch sichtbaren !) Abfall der Blut-Glucose, woraufhin die Leber mit verstärkter Glucose-Freisetzung reagiert. Da die O2-Versorgung durch intensivere Durchblutung bei Trainierten besser als bei Nichtrainierten funktioniert, wird ATP im Muskel zunehmend aerob gebildet. Der Blutglucosespiegel dieser Probanden normalisiert sich auffallend schnell und ist dann oft höher als zu Beginn des Versuchs. Bereits der 30 min Wert beider Parameter zeigt i. a. sehr deutliche Unterschiede zwischen Trainierten und weniger Trainierten. Lässt sich diese Erwartung am Versuchsnachmittag bestätigen ? Wie könnte sich ein erhöhte Adrenalinausschüttung auf die Parameter auswirken? DURCHFÜHRUNG Wichtige Sicherheitshinweise: TeilnehmerInnen mit diabetischer Stoffwechselsituation nicht in Gruppe A, mit Hühnereiweiss-Allergie nicht in Gruppe C; mit labilem Kreislauf nicht in Gruppe D. Auch wenn das , 2 Grundpraktikum Humanbiologie I -Organstoffwechsel Nüchternsein nicht eingehalten werden kann, erfolgt trotzdem die Teilname in einer der Untergruppen (ausser in Gruppe A, Kosten für OGT nicht zu rechtfertigen) mit Erstellung des Profils . Aussnahme: Schwangerschaft. Im Praktikum muß ein Schutzkittel getragen werden. Da jede Person ihre eigene Blutprobe aufbereitet, sind keine zusätzlichen Maßnahmen erforderlich, andernfalls sind unbedingt Handschuhe zu benutzen. Falls Perchlorsäure verschüttet wird, muß sofort weggewischt werden und das Papier mit Wasser 'ausgespült' werden (nicht direkt in den Papierkorb!). Gerätschaften und Lösungen Benötigt werden: Eppendorfpipetten, Eppendorf Cups für 1 ml, Ständer, Halbmikroküvetten Zur Blutentnhame: 20 µl Glaskapillaren, Stechhilfe, Alkohol-Tupfer, Einmalhandschuhe, Geräte: Photometer, Wärmeblock Reagentien: 0.33 M Perchlorsäure (PCA), Testmischung für Blutglucose, Testmischung für Blutlactat, OGT Packung. Testpackung Insulin-ELISA Brötchen (Weiss oder Vollkorn) und harte Eier sind von den Gruppen B + C mitzubringen. TEIL I Blutentnahme für Metabolit-Profile Die benötigte Anzahl Eppendorf-Gefässe (pro Person 4 x '1 ml Cup' mit Spitzboden) im Ständer bereitstellen und in alle Cups 200 µl 0.33 M PCA vorlegen. Arm kräftig schleudern o.ä.; nach Desinfizieren kleine Wunde mit Einmal-Lanzette seitlich an der Fingerkuppe setzten; aus dem sich bildenden Blutstropfen sofort mit präparierter Glaskapillare 20 µl (Kapillare muss ganz gefüllt sein!) entnehmen; diese in die 200 µl Perchlorsäure überführen; das Gefäss verschliessen; kräftig schütteln (die Kapillare bleibt im Cup). Erst wenn alle Blutproben genommen sind, d.h. nach Ablauf des Versuchszeitraums, in einer Eppendorf-Zentrifuge bei voller Drehzahl 5 min abzentrifugieren; die klaren Überstände werden in neue Cups überpipettiert (mehr als 150 µL entnehmen!), erneut abzentrifugieren. Danach werden die benötigen Volumina (100 µl für Lactat-Test; 50 µl für Glucose-Test) direkt in die Testansätze überführt. 'Verschleppte' partikuläre Bestandteile des Pellets würden die photometrische Bestimmung stören und die Ergebnisse erheblich verfälschen ! Beschreibung der Blutentnahme für InsulinELISA: s. unten Gruppe A Gruppe B Gruppe C Gruppe D , Blutentnahme bei t = 0 min Aufnahme von 1/2 OGT-Test, danach ruhig sitzen; Weitere Blutentnahme nach t = 30 min, t = 60 min und t = 90 min. Blutentnahme bei t = 0 min. Aufnahme von ca. 75 g Stärke (3 Brötchen ohne Belag), danach ruhig sitzen, Blutentnahme nach t = 30 min, t = 60 min und t = 90 min. Blutentnahme bei t = 0 min Aufnahme von ca. 12 g Protein + 12 g Fett (2 harte Eier) ruhig sitzen Blutentnahme nach t = 30 min, t = 60 min und t = 90 min. Blutentnahme bei t = 0 min. Im Treppenhaus des Hauptgebäudes innerhalb weniger Minuten dreimal vom UG ins 3. OG laufen (Leistung = ca. 150 W). Blutentnahme unmittelbar danach (t = 5 min), nach 30 min und nach 50 min. 3 Grundpraktikum Humanbiologie I -Organstoffwechsel TEIL II Optisch-enzymatische Metabolit-Bestimmungen A. Perchlorsäure-Stopp Auch nach der Entnahme von Blut läuft der Stoffwechsel der Blutzellen weiter, wodurch sich die Metabolit-Werte verändern können. Sollen Substrat/Metabolit-Bestimmungen durchgeführt werden, muß die Stoffwechsel-Aktivität nach der Entnahme sofort beendet werden. Dies wird hier durch einen "Perchlorsäure-Stop", d.h. durch Eingabe der Blutprobe in einen Überschuss von PCA erreicht (wie in Teil I, S. 3 beschrieben). Die Zellen werden durch die Säure zerstört, alle Proteine der Zellen und des Serums denaturiert; nach Zentrifugation zum Abtrennen der unlöslichen Bestandteile befinden sich alle löslichen Metabolite im klaren perchlorsauren Überstand. Dieser wird für die optisch-enzymatischen Tests verwendet. Diese Tests enthalten starke Pufferlösungen, die den Perchlorsäurebestandteil der Testproben neutralisieren, so dass der optimale pH-Wert für den jeweiligen Enzymtest gewährleistet ist. B. Testablauf Lactat und Glucose werden mit Hilfe des "optisch-enzymatischen Tests" bestimmt. Prinzip der Bestimmung von Lactat Lactat wird hier mit Hilfe von Lactat-Dehydrogenase und NAD oxidiert, d.h. in Pyruvat zurückgeführt (Reaktion in Muskel bzw. Leber ?). Da das Gleichgewicht der Reaktion auf der Seite des Lactats liegt, muss das entstehende Pyruvat permanent entfernt werden, damit die Lactatumsetzung vollständig abläuft (wie geschieht dies in der Leber?). Im Test wird das Pyruvat chemisch durch Umsetzung mit Hydrazin entfernt oder der Test enthält zusätzlich das Enzym GPT (Glutamat-Pyruvat-Transaminase) und Glutamat. Beide Arten der Pyruvat Umsetzung sind im Test nicht sichtbar. Lactat-Dehydrogenase L-Lactat + NAD+ −−−−−−−−−−−−−−−−> Pyruvat + NADH + H+ Glutamat-Pyruvat-Transaminase Pyruvat + Glutamat −−−−−−−−−−−−−−−> Alanin + Oxo(Keto)glutaratat Durchführung mit der ausstehenden Testlösung Testlösung enthält LDH, NAD, Puffer und Zusätze. Die erforderliche Anzahl 1 ml Cups wie folgt beschicken: Leerwert Testlösung Probe H2 O (µl) (µl) (µl) 700 --100 Anzahl Proben der Probanden 700 100 --- Gefässe schliessen und kräftig schütteln; 15 min bei 37 °C im Wärmeblock ODER 30 min bei Raumtemperatur inkubieren; danach Inhalt vollständig in Halbmikroküvetten überführen und die Absorption der Proben gegen den Leerwert bei 340 nm messen. Achtung: Falls die inkubierten Proben trüb sind (Verunreinigung durch Pellett, s.o.) müssen diese vor dem Photometrieren nochmal 2 min in der Tischzentrifuge abzentrifugiert werden. Messwerte ins Protokoll eintragen und wie dort angegeben weiterrechnen bzw. darstellen. , 4 Grundpraktikum Humanbiologie I -Organstoffwechsel Prinzip der Bestimmung von Glucose Es handelt sich um einen 'gekoppelten' optisch-enzymatischen Test. Hier wird die Glucose der Probe mit Hilfe der Glucose-Oxidase zu Gluconsäure oxidiert. Das dabei entstehende Wasserstoffperoxid wird von der Peroxidase zur Oxidation eines Chromogens benutzt. Das oxidierte Chromogen wird photometrisch bestimmt. Glucose-Oxidase Glucose + H2O + O2 −−−−−−−−−−> Gluconsäure + H2O2 Peroxidase H2O2 + red. Chromogen −−−−−−−−−−> ox. Chromogen + H2O farblos hier: rosa Durchführung mit der ausstehenden Testlösung und dem Glucose-Standard (1) Glucose-Testlösung (Glucose-Oxidase, Peroxidase, Chromogen, Puffer) (2) Glucose Standardlösung (entspricht 1 mg Glucose / 1 mL Blut, → Anhang, berücksichtigt bereits die Verdünnung durch die Perchlorsäure-Fällung und den Test-Ansatz). Testlösung Probe Standard H2 O (µl) (µl) (µl) (µl) Anzahl Proben der Standard (doppelt) Probanden 700 700 50 ----50 ----- Leerwert 700 ----50 Gefäße schließen und kräftig schütteln, mind. 20 min bei Raumtemperatur stehen lassen, danach Inhalt vollständig in Halbmikroküvetten überführen und die Absorption der Proben und der Standards gegen den Leerwert bei 500 nm messen (Messung sollte spätestens nach 45 min abgeschlossen sein). Messwerte ins Protokoll eintragen und wie angegeben weiterrechenen (s. auch ANHANG). ANHANG ZUR AUSWERTUNG (1) Auf Seite 1 des Protokolls dokumentieren die Probanden alle Messwerte ihrer eigenen Blutprobe, werten diese aus und stellen diese graphisch dar. (2) Auf Seite 2 sind die Ergebnisse für je einen 'typischen' Probanden aller Untergruppen A-D aufzuführen; diese Person wird von den jeweiligen Gruppen selbst ausgesucht. Beschreiben Sie zunächst die Erwartungen - später die Beobachtungen für die Probanden AD. Falls Abweichungen, suchen Sie nach einer Erklärung. (3) Auf Seite 3 sind die Insulinkonzentrationen aus der Kalibrierkurve zu ermitteln (s. unten). Zu beachten: Zur Berechnung der Konzentration der Probe (nach dem Lambert-Beerschen Gesetz) muß der Absorptionskoeffzient ε entweder bekannt sein (→ Lactat-Test) oder aus Messdaten ermittelt werden. Der Absorptionskoeffizient wird entbehrlich, wenn mit Standardlösungen, d.h. mit Lösungen des Metaboliten in bekannter Konzentration (hier Glucose), gearbeitet wird. Dann gilt AProbe = ε · cProbe Astandard = ε · cStandard ⇒ , AProbe/ AStandard = cProbe / cStandard 5 Grundpraktikum Humanbiologie I -Organstoffwechsel TEIL III Enzymimmunologische Insulin-Bestimmung (ELISA) Mittels Enzyme-Linked-Immuno-Sorbent-Assay werden im klinischen Labor Hormone, die in sehr geringer Konzentration im Blut vorliegen, quantitativ nachgewiesen. Hier wird die Methode des direkten Sandwich-ELISA-Tests auf einer Mikrotiterplatte angewendet. Das sog. Biotin-Streptavidin System wird zur Verstärkung der Antikörper-Hormonreaktion genutzt; das Ausmass der Reaktion wird mit einem Enzymfarbtest gemessen und daraus die Insulinkonzentration mittels Standards (Kalibrierkurve) bestimmt. (I) Im Test gibt es 2 monoklonale Antikörper (AK), die gegen zwei unterschiedliche Regionen der Insulin-Peptidketten gerichtet sind. AK1 ist in die Vertiefungen (Wells) der Platte bereits vom Hersteller gebunden. Wird eine Insulin-haltige Probe (Serum oder Standard) in die Wells gegeben, so erkennt der immobilisierte AK1 das Hormon und bindet es fest. Der dann zugegebene AK2 (der als Biotin-Antikörper-Konjugat vorliegt) erkennt das an AK1 gebundene Insulin und bindet seinerseits an das Hormon: 'Sandwich' aus AK1-Insulin-AK2. (II) Nach Entfernen aller nicht-gebundenen Komponenten durch Waschen wird ein Streptavidin-Peroxidase-Komplex zugesetzt: dieser erkennt Biotin, bindet daran und setzt ein zugegebenes chromogenes Substrat um. Das Ausmass der Farbreaktion hängt von der Menge gebundenen Enzyms ab und ist als Absorptionsänderung im ELISA-Platten-Reader (spezielles Photometer) messbar. (III) Mit Hilfe der parallel geführten Insulin-Standards kann die unbekannte Insulinkonzentration im Serum aus einer Kalibrierkurve abgelesen werden. Testmaterial + Reagenzien Pipetten für 25, 50, 300 µl; 1 Platten-Strip mit 8 Wells, aufgesetzt in Plattenrahmen; Standard- Lösungen mit 0 / 6.25 / 12.5 / 25 / 50 / 100 µIU Insulin / ml. Lösungen 'AK-Konjugat'; 'Waschpuffer'; 'Peroxidase-Komplex'; 'Substrat'; 'Stopp'. Blutprobe (t = 0 min, t= 30-45 min) aus Fingerbeere in ein 1 ml Cup tropfen lassen oder mit einer 50 µL Pipette durch mehrmaliges Aufziehen überführen; nach Gerinnung (ca. mind. 10) 5 min zentrifugieren; 25 µL SERUM wird für den Test benötigt! Testdurchführung 1 Reagenzien vor Gebrauch auf Raumtemperatur bringen /'Strip' in den Halterahmen. 2. Je 25 µL der 6 Standards in 6 Wells pipettieren (für Kalibrierkurve) 3. Je 25 µL der 2 Serumproben in das 7. und 8. Well pipettieren. 4. 25 µL AK-Konjugat in alle Wells pipettiern. 5. Zur Durchmischung die Platte horizontal (nach Anweisung) vorsichtig schütteln. 6. 30 min bei Raumtemperatur inkubieren. 7. Überstand abekantieren. In jedes Well 300 µL Waschpuffer geben, wieder entfernen. 2 x wiederholen. Dann Platte umdrehen, auf saugfähigem Papier abklopfen. 8. 50 µL Peroxidase-Komplex in jedes Well geben. 9. 30 min bei Raumtemperatur inkubieren. 10. Wie vorher (Punkt 7) 3 x waschen; gut abklopfen. 11. 50 µL Substrat in jedes Well geben. 12. Platte 15 min bei Raumtemperatur inkubieren. 13. 50 µL Stopp-Lösung in jedes Well geben. 14. Die Absorption in den Wells bei 450 nm im Platten-Reader messen. Die Messung muss innerhalb von 30 min erfolgen. 15. Protokollieren , 6 Grundpraktikum Humanbiologie I -Organstoffwechsel FRAGEN 1. Zur Methodik: Welcher Wellenlängenbereich wird für photometrische Messungen im UV, im sichtbaren (vis) verwendet? Absorptionsspektrum von NAD+ und NADH? Fluorimetrische Metabolitbestimmung? ELISA Methode zur Hormonbestimmung? 2. Praktisches: Welchen Zweck hat der "Perchlorsäure-Stop" für die nachfolgende Metabolitbestimmung der Blutproben? Mit welchen anderen Verfahren könnte derselbe Zweck erreicht werden? Welche Bedingungen, die allgemein für den Umgang mit Enzymen gelten, müssen auch bei enzymatischen Tests eingehalten werden? Wozu dient ein 'Standard' im Test, wozu der 'Leerwert'? Erläutern Sie den Unterschied zwischen einfachem und gekoppeltem optisch-enzymatischem Test. Schlagen Sie enzymatische Bestimmungen für folgende Metabolite vor: Glucose, Lactat, Pyruvat, Glucose-6-P, Glyceral-3-P, Ethanol, ß-Hydroxybutyrat, Alanin, Oxo(Keto)glutarat, Glutamat (oft nur über gekoppelte Tests!). 3. Erläutern Sie den oralen Glucose-Toleranz-Test. Warum ist er einem intravenösen Belastungstest vorzuziehen? Welche Rolle spielen die gastro-intestinalen Hormone? 4. Zahlen-Bilanzen-Energetik: Welche ‘Physiol. Brennwerte’ haben 1 g Kohlenhydrat, 1 g Protein, 1g Fett? Zusammensetzung einer 'typischen' Mahzeit? Glucoseverbrauch des Gehirns in 24 h? Glykogenspeicher in Leber und Muskulatur? Normbereich der Blutglucose in mmol/L, in mg/100ml? Übliche Blut-Lactatspiegel? Ketonkörperspiegel? Glucosurie, Ketonurie? Können Sie beschreiben: Substratkettenphosphorylierung? Lokalisation, Ablauf, Hemmung der Atmungskette? Oxidative Phosphorylierung? Vereinfachte Bilanzen (1 mol NADH ~ 3 mol ATP; 1 mol FADH ~ 2 mol ATP): ATP-Gewinn der Leber beim vollständigen Abbau (aerob) von 1 mol Glucose, Fructose, Galactose, Lactat?..des Skelettmuskels beim anaeroben Abbau von 1 mol Glucose?.. des Herzmuskels beim aeroben Abbau von 1 mol Acetoacetat?..des Gehirns beim aeroben Abbau von 1 mol ßHydroxybutyrat?..des Erythrozyten beim aeroben Abbau von 1 mol Glucose? ..der Muskulatur beim Abbau von 1 mol C18-Fettsäure? ATP-Bedarf für Gluconeogenese aus Lactat? aus Glycerol? 5. Formeln: Acetat, Aceton, Alanin, Ethanol, Fructose, Glutamin, Glucose, Gluconsäure, Glucuronsäure, Glycerol, ß-Hydroxybutyrat, Lactat, Pyruvat, Purin, Pyrimidin, Sorbitol. 6. Hormone: Beschreiben Sie (chemisch) das Molekül Insulin, Glucagon, Adrenalin, Cortisol? Lokalisation der Rezeptoren für diese Hormone? Kennen Sie die prinzipielle Wirkung dieser Hormone auf den Kohlenhydrat-, Aminosäure, Fettstoffwechsel von Leber, Niere, Muskulatur, Gehirn, Fettgewebe, Erythrozyt? Glucosetransporter? Diabetes Typ I, Typ II? Hypoglykämie? Hyperglycämie? Ketogenese? Ammoniagenese? 7. Welche Organe/ Stoffwechselprozesse können Aminosäuren, Glucose, Glycerol, Lactat, Ketonkörper, 'freie' Fettsäuren, Lipoproteine ans Blut abgeben....in der Resorptionsphase, in der Postresorptionsphase? 8. Welcher besondere Zusammenhang...besteht zwischen Muskel, Alanin und Leber? .... Glutamin, Glucose und Niere? ...Glutamin, Glutamat und ZNS?.. Lactat, Glycerol, Alanin und Leber? ...Glucose, Glycerol und Adipozyt? ... Glutathion, Pentose und Erythrozyt.... Glucose, Sorbit und Auge? 9. Geben Sie an, welche Organe/Zellen folgende Umsetzungen prinzipiell durchführen können / nicht können (auf die Formulierung von aktivierten Fettsäuren bzw. phosphorylierten Zuckern wird bei dieser Betrachtung verzichtet): Glucose → Glycogen? Glucose → Fettsäuren? Glucose → Lactat? Lactat → Glucose zur Homöostase der Blutglucose? langkettige Fettsäuren → Glucose? Aminosäuren → Glucose? Glucose → CO2 + H2O? Glucose → Pentose? Pentose → Glucose? Acetyl-CoA → 'Ketonkörper'? 'Ketonkörper' → Acetyl-CoA? langkettige Fettsäuren → ß-Oxidation + Citratzyklus + Energie? kurzkettige Fettsäuren → Citratcyclus + Energie? , 7