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Name: Scheible, Dominik
Jahrgangsstufe: 13
Fach: Biologie
Thema: Das Hormonsystem
Das Hormonsystem
Hormonwirkung, -regelung, -steuerung und
Therapie am Beispiel Diabetes
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Thema: Das Hormonsystem
Inhaltsverzeichnis
I. Einleitung ............................................................................................... Seite 03
II. Das Hormonsystem
II.1 Definition
........................................................................ Seite 03
.......................................................................... ........ Seite 03
II.2 Hormonproduktion, Hormonwirkung, Signalübertragung
........
II.2.1 Intrazelluläre Hormonwirkung
........................................
II.2.2 Extrazelluläre Hormonwirkung
........................................
II.2.3 Eigenschaften der Wirkung
........................................
Seite 03
Seite 04
Seite 05
Seite 06
II.3 Homöostase
II.3.1. Definition
....................................................................... Seite 07
II.3.2 Regelung und Steuerung .................................................. Seite 07
II.4 Beispiel: Blutzuckerregelung, Diabetes
II.4.1 Die Blutzuckerregelung
........................................
II.4.2 Krankheitsbild Diabetes / Therapie
..............................
II.4.3 Klassifizierung, Ursachen, Behandlung ..............................
II.4.4 Behandlungsform ICT
(Intensivierte konventionelle Insulintherapie) ...................
II.4.5 Blutzuckerentgleisungen ..................................................
II.4.5.1 Hyperglycämie – Überzucker
........................................
II.4.5.2 Hypoglycämie – Unterzucker
........................................
II.4.6. Zahlen und Fakten zu Diabetes
III. Fazit
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Seite 14
Seite 14
Seite 15
........................................ Seite 15
............................................................................................. Seite 16
IV. Literaturverzeichnis
........................................................................ Seite 17
IV. Abbildungsverzeichnis ........................................................................ Seite 18
VI. Erklärung
................................................................................... Seite 19
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I. Einleitung
Intrazelluläre Vorgänge aller Vertebraten und der meisten Invertebraten (Wirbeltiere
und Wirbellose) werden von zwei verschiedenen Systemen gesteuert.
Durch das Nervensystem werden Informationen mit Hilfe von Aktionspotentialen und
Neurotransmittern schnell und gezielt übermittelt. Vor allem schnelle Reaktionen, wie
zum Beispiel das Zurückzucken der Hand vor heißem Wasser, werden durch das
Nervensystem ausgelöst (Campbell N.A. & Reece J.B. 2003: 1148).
Langsamere Vorgänge, wie zum Beispiel die Blutdruckregelung im menschlichen
Körper, werden von einem anderen System, dem Hormonsystem, übernommen,
welches im Folgenden genauer betrachtet wird.
II. Das Hormonsystem
II.1 Definition
Hormone sind biochemische Signalstoffe, die Botschaften zur Regulation von
Körperfunktionen innerhalb eines Organismus übermitteln.
Sie können nicht einer bestimmten chemischen Stoffklasse zugeordnet werden, es
gibt neben Peptidhormonen, wie zum Beispiel dem Insulin, auch Steroidhormone,
Aminosäurederivate und Fettsäurederivate (Wikipedia 2004: „Hormon“).
II.2 Hormonproduktion, Hormonwirkung, Signalübertragung
Die Hormone werden in bestimmten Körperdrüsen synthetisiert. Beispiele sind die
Schilddrüse (Trijodthyronin und Thyroxin), die Pankreasdrüse (Insulin und Glucagon)
oder die Nebenniere (Adrenalin). Im Gegensatz zu Schweiß- oder Talgdrüsen, geben
Hormondrüsen die produzierten Stoffe nicht als Sekrete nach außen ab, sondern als
Inkrete in die Blut- und Lymphbahn. Deswegen werden sie endokrine Drüsen
genannt.
Bestimmte Hormone gelangen nicht in die Blutbahn, sondern wirken direkt im
umliegenden Gewebe. Sie heißen daher Gewebshormone.
Die Gesamtheit der endokrinen Drüsen, das endokrine System, bildet das
Hormonsystem (Bleuel, H. –S. et al. 2001:455; Campbell N.A. & Reece J.B. 2003:
1154).
Um trotz der flächigen Verteilung der Hormone über die Blutbahn eine spezifische
Wirkung in bestimmten Zellen zu erreichen, müssen die „Zielzellen“ eines Hormons
die Fähigkeit besitzen, das Vorhandensein des Signalstoffes im Blut zu erkennen, um
dann gezielt darauf zu Reagieren.
Dies geschieht mit Hilfe von hormonspezifischen Rezeptorproteinen, an die die
Hormone binden können, woraufhin die Signalübermittlung und anschließend die
Reaktion der Zelle auf das Hormon ausgelöst werden. (Bleuel, H. –S. et al. 2001:455;
Campbell N.A. & Reece J.B. 2003: 1147).
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II.2.1 Intrazelluläre Hormonwirkung
Ein Teil der Hormone entfaltet ihre Wirkung innerhalb der Zielzellen, sie müssen also
die Plasmamembran passieren können und dann an einen intrazellulären Rezeptor
binden. Um die Lipiddoppelmembran der Zelle durchqueren zu können, muss ein
Hormon möglichst klein und lipophil sein. Deswegen gehören vor allem die
Steroidhormone, wie zum Beispiel Cortisol oder Testosteron, zu den intrazellulär
wirksamen Hormonen. (Bleuel, H. –S. et al. 2001:462 ; Alberts, B. et al 2001:524)
Innerhalb der Zelle kann das Hormon die verschiedensten Reaktionen auslösen.
Zum Beispiel kann es durch Bindung an ein Transportprotein in den Zellkern
gelangen, und dann als Transkriptionsfaktor bei der Proteinbiosynthese wirken.
Durch Bildung eines Hormon-Rezeptor-Komplexes wird der inaktive Rezeptor
aktiviert, und kann die Proteinbiosynthese durch positive Kontrolle unterstützen, oder
durch Repression hemmen (Campbell N.A. & Reece J.B. 2003: 1152; Bleuel, H. –S.
et al. 2001: 462).
Abb. 1: Die Intrazelluläre Hormonwirkung
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II.2.2 Extrazelluläre Hormonwirkung
Hormone die zu groß oder zu lipophob sind können die Zellmembran nicht
durchqueren. Die Rezeptorproteine müssen sich also in der Lipidmembran der Zellen
befinden und die Hormonbotschaft durch die Membran weiterleiten.
Durch die extrazelluläre Bindung eines Hormons an das Rezeptorprotein, kann
dieses als Enzym tätig werden, und so zum Beispiel ein anderes Enzym
phospholieren, oder aber über so genannte „second messengers“ die Informationen
ins Zellinnere übermitteln (Bleuel, H. –S. et al. 2001: 462; Campbell N.A. & Reece
J.B. 2003: 1151, Abb. 45.3).
Die Information des Signalstoffes wird meistens über mehrere Zwischenschritte,
oftmals durch die Aktivierung mehrerer „hintereinander geschalteter“ Enzyme durch
Konfigurationsänderung, weitergeleitet. Erst dann wird die eigentliche Reaktion der
Zelle ausgelöst.
So kann beispielsweise nach Bindung eines Hormons an ein Rezeptorprotein das
membranständige Hormon Adenylactylase aktiviert werden, welches dann den
„second messenger“ cAMP durch Phospholierung aktiviert.
Dieser kann dann durch Bindung an ein weiteres Rezeptorprotein die
Proteinbiosynthese als Transkriptionsfaktor beeinflussen und somit die Synthese
bestimmter Stoffe beeinflussen (Bleuel, H. –S. et al. 2001: 462), oder weitere
Enzyme, wie zum Beispiel Proteinkinasen aktivieren (Wikipedia 2004, „Cyclisches
Adenosinmonophosphat“).
Bei dieser Art der Signalübertragung wird die Information des Hormons bei jedem
Zwischenschritt der Kaskade in eine andere chemische Form umgewandelt. Eine
weitere Eigenschaft einer solchen Enzymkaskade ist die Fähigkeit zur Verstärkung
des hormonellen Signals (Campbell N.A. & Reece J.B. 2003: 1151-1152).
Die Bindung eines einzelnen Adrenalinmoleküls an einen G-Protein-gekoppelten
Rezeptor führt über sechs Zwischenschritte zur Phospholierung von 10 8
Glykogenmolekülen zu Glucose-1-phosphat (Campbell N.A. & Reece J.B. 2003:
247).
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Abb. 2: Extrazelluläre Hormonwirkung
Anmerkung: Die Antwort in der Zielzelle muss nicht unbedingt außerhalb des
Zellkerns stattfinden, die Enzymkaskade kann sich auch in das Kerninnere fortsetzen
und dort zu einer Reaktion führen.
II.2.3 Eigenschaften der Wirkung
Die Stärke der Antwortreaktion der Zielzellen auf die Hormonbotschaft hängt von der
Hormonkonzentration im Blut ab. Je höher die Konzentration, desto mehr HormonRezeptor-Komplexe können sich bilden. Diese können jeweils die Signalübertragung
auslösen und zu einer Reaktion der Zelle führen können. Der Abbau der
Hormonmoleküle im Blut und der Zerfall der Hormon-Rezeptor-Komplexe beendet
die Hormonwirkung.
Die Art der Reaktion hängt nicht vom Hormon, sondern von den Rezeptoren und den
folgenden Reaktionsschritten ab. So können auch manche Hormone in
verschiedenen Geweben unterschiedliche Wirkungen auslösen (Bleuel, H. –S. et al.
2001: 455).
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II.3 Homöostase
II.3.1. Definition
Die Steuerung der Zellfunktion durch Hormone ist Teil des Konzepts der
Homöostase. Der Begriff Homöostase stammt vom griechischen „Homoiostase“ ab.
Das bedeutet übersetzt soviel wie "Gleich-Stand", und bezieht sich auf die Fähigkeit
tierischer Organismen das innere Milieu an die wechselnden Bedingungen im
externen Milieu anzupassen (Wikipedia 2004, „Selbstregulation“).
Ein Beispiel für die Homöostase ist die Körpertemperatur im menschlichen Körper,
die ganzjährig konstant bei 37° Celsius gehalten wird.
Neben der konstanten Beibehaltung bestimmter Zustände, sind auch kontrollierte
Veränderungen Teil des Homöostasebegriffs, wie zum Beispiel die Erhöhung der
Körpertemperatur bei Infektionen (Campbell N.A. & Reece J.B. 2003: 1010).
Solch eine Regelgröße wird nicht nur durch ein einzelnes Hormon und dessen
Wirkung beeinflusst. Für die Kontrolle einer Regelgröße ist ein Zusammenspiel des
Endokrinen Systems und des Nervensystems notwendig.
II.3.2 Regelung und Steuerung
Ob endokrine Drüsen Hormone ausschütten und somit Einfluss auf eine Regelgröße
nehmen, hängt von der Wirkung des Hormons und dem „Ist-Wert“ der Größe, die das
Hormon beeinflusst, ab. Als Zwischenschritte sind noch die Messung des „IstWertes“, der Vergleich mit dem „Soll-Wert“ und, bei Bedarf einer Anpassung, die
Aktivierung der Hormondrüsen notwendig (Bleuel, H. –S. et al. 2001: 453).
Als erstes muss von Sinneszellen der „Ist-Wert“ der Regelgröße gemessen werden.
Diese Information wird anschließend über Nervenfasern weitergeleitet und mit dem
„Soll-Wert“ aus der Großhirnrinde verglichen.
Wenn eine Abweichung zwischen dem „Ist-„ und dem „Soll-Wert“ vorhanden ist, wird
die Stellgröße, also die Information über die erforderliche Reaktion, an den
Hypothalamus weitergeleitet. Durch Hormonausschüttung kontrolliert dieser die
Hypophyse, eine Hormondrüse, die den Körperdrüsen übergeordnet ist (Bleuel, H. –
S. et al. 2001: 455).
Da bei verschiedenen Störfällen, wie zum Beispiel bei einem erhöhten oder zu
niedrigen Calciumspiegel im Blut, unterschiedliche Reaktionen ausgelöst werden
müssen, sind verschiedene Hormone mit antagonistischer Wirkung nötig. So sinkt
der Calciumspiegel nach Sezernierung (Ausschüttung) von Calcitonin aus der
Schilddrüse, bei Ausschüttung von Parathyrin (ebenfalls durch die Schilddrüse) steigt
er (Campbell N.A. & Reece J.B. 2003: 1148).
Bei Regelung einer Größe übernimmt ein Hormon also die Steuerung in eine
bestimmte Richtung, antagonistisch wirkende Hormone vervollständigen den
Regelungsvorgang.
In fast allen Fällen sind solche Regelungsvorgänge in tierischen Organismen negativ
rückgekoppelt. Die Reaktion der Zielzellen wirkt auf die Ursache für die
Hormonreaktion zurück. So führt ein erhöhter Calciumspiegel im Blut zur
Ausschüttung von Calcitonin, der „Ist-Wert“ wird dem „Soll-Wert“ angenähert (Bleuel,
H. –S. et al. 2001: 435).
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Abb. 3: Schema eines Steuerungvorgangs
II.4 Beispiel: Blutzuckerregelung, Diabetes
II.4.1 Die Blutzuckerregelung
Anhand der Blutzuckerregelung als Beispiel kann man sowohl das Prinzip der
Homöostase, als auch die Wirkung verschiedener Hormone als Antagonisten, sehr
gut nachvollziehen.
Im Blut gelöste Glucose dient tierischen Zellen als Grundstoff für Synthesen und vor
allem auch zur Energiegewinnung durch den Glucoseabbau. Deshalb muss den
Zellen immer eine ausreichende Konzentration Glucose durch den Blutkreislauf zu
Verfügung gestellt werden (Bleuel, H. –S. et al. 2001: 465).
Überhöhte Blutzuckerwerte haben jedoch auch negative Folgen für den Organismus.
Deshalb wird der Blutzucker beim Menschen möglichst konstant zwischen 3,9 und
6,1 mmol/l gehalten. Zu den Faktoren, die diesen Wert beeinflussen, zählen unter
anderem die Nahrungsaufnahme, Muskelarbeit und das Hormon Adrenalin, welches
den Glycogenabbau steigert und die Insulinfreisetzung reduziert.
Geregelt wird der Blutzuckerspiegel durch zwei Hormone des Pankreas, der
Bauchspeicheldrüse. In inselartigen Gewebebereichen, den Langerhansschen
Inseln, innerhalb der Bauchspeicheldrüse werden die Peptidhormone Insulin und
Glukagon hergestellt, und an das Blut abgegeben (Wikipedia 2004, „Blutzucker“).
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Abb. 4: Schnitt durch eine Langerhans Inselzelle
Insulin wird in den Betazellen der Langerhans-Inseln produziert und führt zur
Senkung des Blutzuckerspiegels.
Durch Insulin werden bei fast allen Körperzellen Glucosecarrier aktiviert, die die
Glucoseaufnahme erhöhen (Gehirnzellen sind davon ausgenommen, sie haben die
Fähigkeit Glucose auch ohne Vorhandensein von Insulin aufzunehmen).
Außerdem wird der Glycogenaufbau aus Glucose in Leber- und Muskelzellen
gefördert.
Glucagon wirkt als Antagonist zum Insulin, und wird in den Alphazellen hergestellt.
Seine Ausschüttung führt zu erhöhter Glycogenhydrolyse, und damit
Glucosefreisetzung aus der Leber, sowie zu einer gesteigerten Glucosesynthese aus
Aminosäuren (Campbell N.A. & Reece J.B. 2003: 1162).
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Diese Hormonwirkungen lassen sich gut in einem Regelkreisschema graphisch
darstellen:
Abb. 5: Schematische Darstellung der Blutzuckerregelung
II.4.2 Krankheitsbild Diabetes / Therapie
Der Blutzuckerhaushalt wird von den beiden Hormonen Glucagon und Insulin, gegen
den Einfluss von Störfaktoren, möglichst konstant gehalten. Liegt eine Störung an
diesen Steuerungssystemen vor, ist die Regelung nicht mehr gewährleistet, der
Blutzucker „entgleist“.
Im Folgenden wird die Störung des Insulinhaushalts behandelt, die sich in der
Krankheit „Diabetes mellitus“ äußert.
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Die World Health Organisation WHO hat in ihrer Veröffentlichung “Definition,
diagnosis and classification of diabetes mellitus and its complication“ 1999 Diabetes
mellitus folgendermaßen definiert:
“The term diabetes mellitus describes a metabolic disorder of multiple
aetiology characterized by chronic hyperglycaemia with disturbances of
carbohydrate, fat and protein metabolism resulting from defects in insulin
secretion, insulin action, or both. The effects of diabetes mellitus include longterm damage, dysfunction and failure of various organs. Diabetes mellitus may
present with characteristic symptoms such as thirst, polyuria, blurring of vision,
and weight loss. In its most severe forms, ketoacidosis or a non-ketotic
hyperosmolar state may develop and lead to stupor, coma and, in absence of
effective treatment, death. Often symptoms are not severe, or may be absent,
and constantly hyperglycaemia sufficient to cause pathological and functional
may be present for a long time before the diagnosis is made. The long-term
effects of diabetes mellitus include progressive development of the specific
complications of retinopathy with potential blindness, nephropathy that may
lead to renal failure, and/or neuropathy with risks of foot ulcers, amputation,
Charcot joints, and features of autonomic dysfunction, including sexual
dysfunction. People with diabetes are at increased risk of cardiovascular,
peripheral vascular and cerebrovascular disease.”
(World Health Organisation 1999, “Definition, diagnosis and classification of
diabetes mellitus and its complications”)
Eine Überarbeitung dieses Artikels soll Ende 2004 veröffentlicht werden.
Diabetes mellitus ist also eine Krankheit, die durch Fehlfunktionen bei der
Insulinsezernierung oder der Wirkung des Insulins ausgelöst wird. Die Folge ist ein
erhöhter Blutzuckerspiegel, die Hyperglycämie, deren Folgen noch später erläutert
werden.
Zu den Symptomen für eine Diabeteserkrankung zählen gesteigerter Durst,
Harndrang, Gewichtsverlust trotz normaler Nahrungsaufnahme, Müdigkeit,
Kraftlosigkeit, Sehstörungen und weitere (Wikipedia 2004, „Diabetes mellitus“).
Der größere Flüssigkeitsbedarf und die gesteigerte Urinausscheidung zählen zu den
ersten Symptomen. Man spricht bereits ab einem Wert von 140 mg Glucose pro 100
ml Blut von einer Hyperglycämie, die Symptome treten aber erst ab einem Wert von
zirka 180 mg Glucose pro 100 ml Blut auf. Dies liegt daran, dass die Leber bei einem
Blutzuckerspiegel über 180 mg Glucose pro 100 ml Blut nicht mehr fähig ist, die
Glucose zu resorbieren, Glucose wird mit dem Harn ausgeschieden. Weil sich
Symptome erst nach Beginn der Erkrankung zeigen, wird Diabetes Mellitus meist erst
einige Zeit nach der Erkrankung Diagnostiziert (Bleuel, H. –S. et al. 2001: 465).
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Nach den Kriterien der American Diabetes Association (Wikipedia 2004, „Diabetes
mellitus“) liegt eine Diabeteserkrankung vor, wenn:

der Nüchternblutzucker ≥ 7,0mmol/l (126mg/dl) beträgt,

die Blutzuckerkonzentration zwei Stunden nach der Gabe von 75g Glukose
(oraler Glucose-Toleranztest (oGTT)) ≥ 11,1mmol/l (200mg/dl) ist,

oder der Blutzucker ≥ 11,1mmol/l (200mg/dl) beträgt und sonstige Anzeichen
für Diabetes, wie beispielsweise starker Durst und häufiges Wasserlassen
oder unerklärlicher Gewichtsverlust vorliegen.
Neben dem Messen des Blutzuckers werden bei einer Untersuchung auf Diabetes
weitere Tests, wie die Untersuchung des Bluts auf Insellzell Antikörper (ICA), Aceton
oder andere Ketonkörper, die bei der Energiegewinnung aus Fetten entstehen, sowie
eine Überprüfung des C-Peptid-Spiegels (Das C-Peptid ist ein Teil der
Insulinmoleküls, der im Verlauf der Synthese von Peptidasen abgespalten wird),
durchgeführt ( Bergis Dr. med. K. H. 1999, Kap. 1).
II.4.3 Klassifizierung, Ursachen, Behandlung
Eingeteilt wird die Diabeteserkrankung in verschiedene Typen. Die wohl bekannteste,
und auch am häufigsten vorkommende Variante ist der Typ-II-Diabetes, der früher
auch „Altersdiabetes“ genannt wurde. Ungefähr 90 % der Diabetiker in leiden an
diesem Typ.
Die Einordnung eines Typ-II-Diabetikers beruht nicht auf seinem Alter, sondern der
Ursache für seine Diabeteserkrankung:
Aufgrund einer „Insulinresistenz“ sind seine Körperzellen nicht in der Lage die
Glucose aus dem Blut, trotz Vorhandensein von Insulin, aufzunehmen. Dies liegt
häufig an einer Veränderung, oder einer geringeren Anzahl der Insulinrezeptoren.
Neben einer entsprechenden erblichen Veranlagung kann starkes Übergewicht das
entstehen eines Typ-II-Diabetes hervorrufen (Campbell N.A. & Reece J.B. 2003:
1162).
Meistens kann die Insulinwirksamkeit bei Typ-II-Diabetikern durch Diät, körperliche
Belastung und Gewichtsreduktion verbessert werden. Teilweise wird bei den
Betroffenen die Insulinresistenz auch durch eine Behandlung mit oralen Antidiabetika
gesenkt, oder auch in selten Fällen eine Behandlung mit Insulin verordnet (Wikipedia
2004, „Diabetes mellitus“; Wikipedia 2004, „Insulintherapie“).
Die zweithäufigste Form von Diabetes ist der Typ-I-Diabetes. Seine Ursache liegt
wahrscheinlich in einer autoimmunologischen Zerstörung der Betazellen des
Pankreas. Entsprechend zum Altersdiabetes wurde der Typ-I früher als „juveniler
Diabetes“ klassifiziert, da er meist bei jüngeren Menschen auftritt.
Eine weitere Bezeichnung, „insulinabhängiger Diabetes“, weist auf die
Behandlungsmethode hin. Da kein Insulin mehr produziert werden kann, die
Insulinrezeptoren allerdings noch intakt sind, wird Insulin verabreicht. Dies geschieht
durch subkutane Injektion (Campbell N.A. & Reece J.B. 2003: 1162; Bergis Dr. med.
K. H. 1999, Kap. 1).
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Eine orale Einnahme ist nicht möglich, da die Peptidverbindung vor Wirkungseintritt
verdaut werden würde.
Früher wurde Rinder- und Schweineinsulin, das sich nur in einzelnen Aminosäuren
vom menschlichen Insulin unterscheidet, aus den Bauchspeicheldrüsen der Tiere
gewonnen.
Das heutzutage verwendete „Humaninsulin“ wird mit Hilfe von gentechnisch
veränderten Bakterien gewonnen. Es ist kostengünstiger und ist mit menschlichem
Insulin chemisch identisch ( Bergis Dr. med. K. H. 1999, Kap. 5).
Weitere Diabetes Typen werden unter Typ-3, sowie Typ-4, dem
Schwangerschaftsdiabetes zusammengefasst (Wikipedia 2004, „Diabetes mellitus“).
II.4.4 Behandlungsform ICT (Intensivierte konventionelle Insulintherapie)
Bei Typ-I Diabetikern wird häufig die Intensivierte konventionelle Insulintherapie (ICT)
angewandt. Sie basiert auf dem Basis- Bolus- Prinzip, einem Prinzip, dass die
normale Funktionsweise der Bauchspeicheldrüse nachahmen soll.
Basisinsuline, wie zum Beispiel Huminsulin Basal ® (NPH), Lantus und weitere, sind
lang wirksame Insulinsorten, (Neutrales Protaminverzögertes Insulin Hagedorn
((NPH)-Insulin): 14.5 Stunden; Lantus: 24 Stunden ), die den Grundbedarf an Insulin
decken. Sie stellen eine von der Nahrungsaufnahme unabhängige
Glucoseversorgung sicher, indem sie den Zellen die Aufnahme der aus der Leber
ausgeschütteten Glucose ermöglichen. Je nach Insulinsorte und damit
Wirkungsdauer wird Basisinsulin ein- bis dreimal täglich gespritzt (Wikipedia 2004,
„Insulintherapie“; Bergis Dr. med. K. H. 1999, Kap. 7 ).
Das Mahlzeitenbezogene Bolusinsulin ist sehr schnell wirksam. Humalog erreicht
sein Wirkungsmaximum bereits eine Stunde nach Injektion, weshalb es zur
Bewältigung des ansteigenden Blutzuckerspiegels nach Mahlzeiten und zur
Korrektur von erhöhten Blutzuckerwerten verwendet wird. Die Dosis des Insulin
richtet sich einerseits nach der Menge der aufgenommenen Kohlenhydrate,
beziehungsweise der Abweichung vom Zielwert bei einer Entgleisung, sowie dem
Grad der Insulinwirkung beim Patienten. Maßeinheit für die Kohlenhydrate sind die
„Berechnungs- oder Broteinheiten“ (BE). Zehn bis Zwölf Gramm verwertbare
Kohlenhydrate entsprechen einer BE (Wikipedia 2004, „Insulintherapie“; Bergis Dr.
med. K. H. 1999, Kap. 7).
Auch die Injektionsstelle, der Spritz-Ess-Abstand bei bestimmten Insulinsorten, sowie
die Zusammensetzung der Nahrung haben Einfluss auf den Verlauf des
Blutzuckerspiegels eines Typ-1-Diabetikers (Bergis Dr. med. K. H. 1999, Kap. 6).
Im Bauchbereich injiziertes Insulin wirkt am schnellsten, weswegen dort das
Bolusinsulin gespritzt wird. Basisinsulin soll über einen möglichst langen Zeitraum
verteilt vom Körper aufgenommen werden, deshalb wir es meistens in den
Oberschenkel injiziert (Bergis Dr. med. K. H. 1999, Kap. 6).
Vor allem bei älteren Insulinsorten ist der Wirkungseintritt verzögert. Daher ist ein
Abstand zwischen der Injektion und der Nahrungsaufnahme notwendig.
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Nahrung, die fast ausschließlich Kohlenhydrate enthält (Beispiel: Traubensaft, Honig)
lassen den Blutzuckerspiegel sehr schnell ansteigen und zählen zu den „schnellen
Broteinheiten“. Fettreiche Nahrung (Beispiel: Schokolade), die durch den hohen
Fettanteil länger im Magen verdaut wird und somit die Kohlenhydrataufnahme
verlangsamt, zählt zu den „langsamen Broteinheiten“ zählt (Bergis Dr. med. K. H.
1999, Kap. 3).
II.4.5 Blutzuckerentgleisungen
Fehleinschätzungen der Kohlenhydratmenge, Auslassen einer Injektion, körperliche
Belastung, Infektionen oder andere Störfaktoren können zu „Entgleisungen“ des
Blutzuckers führen, die bei einem Diabetiker nicht über die Homöostase
ausgeglichen werden können. Man unterscheidet diese Abweichungen vom
normalen Blutzuckerspiegel nach „Richtung“ der Entgleisung, in Hyper- und
Hypoglycämie (Über- und Unterzucker).
II.4.5.1 Hyperglycämie – Überzucker
Von einer Hyperglycämie spricht man, wenn:



der Nüchternblutzucker über 140 mg/dl ansteigt
der Blutzuckerwert eine Stunde nach dem Essen über 180 mg/dl ansteigt
der Blutzucker nachts über 100 mg/dl ansteigt
Eine Hyperglycämie kann vor allem durch eine Unterschätzung der
Kohlenhydratmenge oder eine zu geringe Insulindosierung ausgelöst werden.Weitere
Faktoren sind Stress, mangelnde körperliche Aktivität und Infektionen. Bei einem
unentdeckten und unbehandeltem Diabetes ist die Hyperglycämie ein andauernder
Zustand und Auslöser für die Auftretenden Symptome (Bergis Dr. med. K. H. 1999,
Kap. 15).
Folgen einer kurzfristigen Hyperglycämie sind Störungen im Mineralhaushalt durch
eine erhöhte Wasserausscheidung, die Verschlechterung der Insulinwirkung und die
Keto-Azidose, die zum Koma führen kann (www.diabetes-news.de 2004,
„Überzucker“).
Längerfristige Schäden sind Angiopathie, Neuropathie, Nephropathie und
Retinopathie, also die „Verzuckerung“ von Adern, Nerven, Niere und der Netzhaut
sowie der „diabetische Fuß“ (Bergis Dr. med. K. H. 1999, Kap. 15).
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II.4.5.2 Hypoglycämie – Unterzucker
Wenn der Blutzucker unter einen Wert von 50 mg/dl sinkt spricht man von einer
Hypoglycämie.
Unterzuckerungen werden beispielsweise durch eine zu hohe Insulindosis, einen zu
Langer Spritz-Ess-Abstand, oder eine verbesserte Insulinwirkung bei körperlicher
Belastung herbeigeführt (www. diabetes-news.de 2004, „Unterzucker“)..
Symptome einer Hypoglycämie können Schwitzen, Zittern, Herzklopfen, Schwindel,
Sehstörungen, Hungergefühl, Schwächegefühl, Gleichgewichtsstörungen sein.
Neben diesen körperlichen Anzeichen können durch Unterzuckerungen auch
Stimmungsschwankungen ausgelöst werden. Beispiele sind innere Unruhe,
nachlassende Konzentrationsfähigkeit, Gleichgültigkeit, Clownerie und Aggressivität.
Starke Unterzuckerungen können, aufgrund einer Unterversorgung des Gehirns mit
Glucose, zu Sprach-, Seh- und Bewegungsstörungen, sowie zu
Lähmungserscheinungen und Bewusstlosigkeit führen (Bergis Dr. med. K. H. 1999,
Kap. 15).
Durch Einnahme von schnellen Broteinheiten, insbesondere Traubenzucker, kann
der Blutzuckerspiegel rasch wieder auf ein normales Niveau angehoben werden.
Bei schweren Unterzuckerungen, bei denen die orale Einnahme von Traubenzucker
nicht mehr möglich ist, besteht die Möglichkeit der intravenösen Traubenzuckergabe,
oder des Spritzen von Glukagon, das die Ausschüttung von Glucose aus der Leber
bewirkt (www. diabetes-news.de 2004, „Unterzucker“).
Durch Unterzuckerungen entstehen nur selten direkte Schäden. Leichte
Hypoglycämien können zu Unwohlsein des Betroffenen führen, stärkere zu
Erinnerungslücken.
Indirekt besteht eine größere Gefahr, zum Beispiel durch Lähmungserscheinungen
beim Schwimmen. Bei einer guten Diabeteseinstellung, guter Kontrolle und
Unterzuckerungswahrnehmung lassen sich solche Situationen jedoch relativ gut
vermeiden (Bergis Dr. med. K. H. 1999, Kap. 15).
II.4.6 Zahlen zu Diabetes
Nach Angaben der WHO lag im Jahr 2000 die Zahl der Diabetes Erkrankten weltweit
bei 171 Millionen. Bis 2030 wird ein Anstieg auf 366 Millionen Betroffene erwartet
(World Health Organisation, “Diabetes Programme, Facts and Figures”, 1999).
In Deutschland leiden ungefähr 6,3 Millionen an Diabetes, bis 2010 wird die Zahl
nach Schätzungen auf über 10 Millionen ansteigen (Wikipedia 2004, „Diabetes
mellitus“). Auch die Dunkelziffer bei Diabeteserkrankungen ist sehr hoch, da
Symptome erst sehr spät auftreten können
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III. Fazit
Das Hormonsystem ist für die Regulation und die Aufrechterhaltung von
Körperfunktionen verantwortlich.
Beeindruckend sind vor allem die Einfachheit und die Effizienz des Hormonsystems,
sowie die Vielzahl der möglichen Reaktionen, die Hormone auslösen können.
Diabetes ist eine Krankheit mit bislang irreversiblen Schädigungen des
Hormonsystems. Durch die Therapiemöglichkeit mit Hilfe von Insulininjektion ist es
auch Typ-I Diabetikern möglich, diese Störungen der Blutzuckerregelung zu
behandeln. Ziele der modernen Diabetologie sind die Verbesserung der
Inulintherapie, um Diabetikern die Behandlung zu erleichtern und längerfristig die
Erforschung von Heilungsmethoden für Diabetes.
Durch Insulininjektion (erstmals 1922) wurde der Grundstein für die Behandlung der
Störung gelegt, die Regelung durch das Hormonsystem konnte „ersetzt“ werden.
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Name: Scheible, Dominik
Jahrgangsstufe: 13
Fach: Biologie
Thema: Das Hormonsystem
IV. Literaturverzeichnis
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http://de.wikipedia.org/wiki/Blutzucker (22.11.04 15:17)
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http://de.wikipedia.org/wiki/Cyclisches_Adenosinmonophosphat (22.11.04 15:09)
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http://de.wikipedia.org/wiki/Diabetes_mellitus (22.11.04 15:27)
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http://de.wikipedia.org/wiki/Hormone (19.11.04 15:09)
o.A.: Insulintherapie“ in Wikipedia (www.wikipedia.de) 2004,
http://de.wikipedia.org/wiki/Insulintherapie (22.11.04 16:07)
o.A.: Selbstregulation in Wikipedia (www.wikipedia.de) 2004,
http://de.wikipedia.org/wiki/Homöostase (22.11.04 15:11)
o.A.: “Unterzucker” ,www. diabetes-news.de 2004,http://www.diabetesnews.de/info/unterzucker.htm (22.11.04 20:16)
o.A.: “Überzucker” ,www. diabetes-news.de 2004,http://www.diabetesnews.de/info/ueberzucker.htm (22.11.04 20:11)
Alberts, B. et al., Lehrbuch der Molekularen Zellbiologie, Weinheim : WILEY-VCH
Verlag Gmbh 22001
Bergis Dr. med. K. H., Arbeitsbuch für die Diabetes Schulung, 1999
Bleuel, H. –S. et al., Biologie Oberstufe, Berlin : Cornelsen 12001
Campbell N.A. & Reece J.B., Biologie, Berlin, Heidelberg: Spektrum Akademischer
Verlag GmbH, 62003
Campbell N.A. & Reece J.B., Biology 6/e, Personal Education, Inc 62002
World Health Organisation, “Definition, diagnosis and classification of diabetes
mellitus and its complications” 1999,
http://whqlibdoc.who.int/hq/1999/WHO_NCD_NCS_99.2.pdf (23.11.04 18:31)
World Health Organisation, “Diabetes Programme, Facts and Figures” 1999,
http://www.who.int/diabetes/facts/world_figures/en/ (23.11.04 18:42)
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Jahrgangsstufe: 13
Fach: Biologie
Thema: Das Hormonsystem
VI. Abbildungsverzeichnis
Abb. 1: Intrazelluläre Hormonwirkung, verändert nach: Campbell N.A. & Reece J.B.
2003: 1151, Abb. 45.3 a)
Abb. 2: Extrazelluläre Hormonwirkung, verändert nach: Campbell N.A. & Reece J.B.
2003: 1151, Abb. 45.3 b)
Abb. 3: Schema eines Steuerungvorgangs, verändert nach: Bleuel, H. –S. et al.
2001: 453, Abb.1; Campbell N.A. & Reece J.B. 2003: 1155
Abb. 4: Schnitt durch eine Langerhans Inselzelle,
http://www.usc.edu/hsc/dental/ghisto/end/c_54.html (23.11.04 18:06)
Abb. 5: Schematische Darstellung der Blutzuckerregelung, verändert nach:
Campbell N.A. & Reece J.B. 2003: 1161, Abb. 45.10
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V. Erklärung
“Ich erkläre, dass ich die Arbeit selbständig und nur mit den angegebenen
Hilfsmitteln angefertigt habe, und dass ich alle Stellen, die dem Wortlaut oder dem
Sinne nach anderen Werken entnommen sind, durch Angabe der Quellen als
Entlehnung kenntlich gemacht habe.”
Schelklingen, den 20. 04. 04
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