Übergewicht, mitochondrialen Erkrankungen, Osteoporose
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Übergewicht, mitochondrialen Erkrankungen, Osteoporose Übergewicht, mitochondrialen Erkrankungen, Osteoporose Grundanforderung und Extra-Anforderung Die Genetik der Obesität 2. Fettleibigkeit ist die chronische, übermäßigen Aufsammlung von Fettgewebe. Energieaufnahme ist größer, als die Abnahme. Übergewichtige Erwachsene sind weltweit eine Milliarde und mehr als 300 Millionen haben Obesität. Also Fettleibigkeit ist jetzt eine der schwierigsten gesundheitlichen Problemen des XXI. Jahrhundertes. 3. Anorexia nervosa ist die andere pathologische Extremität. Der Name stammt von dem altgriechischen Wort orexis, die Bedeutung ist in diesem Fall Appetit. Ein Effekt ist orexigen, wenn es zur erhöhten Appetit und Nahrungsaufnahme führt, und es ist anorexigen wenn es Nahrungslosigkeit und Appetitverlust verursacht. 4. BMI. Der Body Mass Index (Körpermasseindex) wird verwendet um zu entscheiden, ob das Gewicht einer Person normal oder nicht normal ist.Formel der BMI = Gewicht (in kg) / Höhe (in m2) In einem idealen Fall jemand 180 cm groß und 80 kg ist, oder 160 cm und 60 kg ist. 5-6-7. Warum ist es so schlimm fettleibig zu sein? Ein Mann in der Welt hat nach der Guinnes Records fast 600 kg! Übergewicht macht anfällig für die folgenden Krankheiten: Stroke, Atembeschwerden, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Arthritis, Diabetes, Demenz, Krebs. Obesität führt zu vorzeitigem Tod. 8. Während des letzten Jahrhundertes hat Obesität erhöht, meistens in den westlichen Ländern. In den entwickelten Ländern sind ein großes Teil der Bevölkerung ist übergewichtig (30% in den USA) In den Ländern der Dritten Welt ein großes Teil der Bevölkerung hungert! 9. Die Rolle der "Fatty FAMILIEN" in der Verbreitung der Obesität ist ganz einfach: Fettleibige Personen heiraten oft miteinander. Die Kinder von übergewichtigen Eltern sind fettleibig. 10. Genetische Vielfältigkeit der Obesiät: Die Bestimmung von Körpermasse ist ein typisches polygenetisches Zustand. Meistens Obesität ist durch mehrer Allelvarianten der Gene verbindet und die Wirkung der Umwelt beeinflusst die Entwicklung der Krankheit, also Obesität ist eine multifaktoriale Krankheit. In selten Fällen, aber die monogenetischen Fälle zeichnen die schwierigste Symptomen. 11. Polygene und Obesität Suche nach Obesitas Gene zwischen der anabolen und katabolen Enzymen ist jetzt noch fast hoffnungslos, so viele Allelvarianten vorhanden sind. Ihre Identifizierung wird in den nächsten Jahren mit der Verbreitung neuer Generation Sequencing Methoden geschehen. 12. Monogene und Obesität Mutant Maus Leptin (der Dicke) vs Wildtyp-Maus. 13. Obesitätgene im menschlichen Genom Es gibt viele Gene (siehe auf dem Bild) wessen Mutationen zur Fettleibigkeit führen. Die Entdeckung dieser Gene führt uns der molekularen Regulation der Nahrungsaufnahme zu verstehen . 1 Übergewicht, mitochondrialen Erkrankungen, Osteoporose 14-15. Die Regulation der Nahrungsaufnahme (Extra) Die Nahrungsaufnahme wird durch orexigenen und anorexigen Kerngruppen von Neuronen im Hypothalamus geregelt. Das primär Zentrum ist der Nucleus arcuatus, wo beide orexigenen und anorexigen Neuronen vorhanden sind. Die orexigen Neuronen werden durch Ghrelin, ein durch den Magen sezernierte Peptid aktiviert. Orexigenen Neuronen stimulieren die sekundäre Neuronkerngruppe mit dem Neurotransmitter NPY (Neuropeptid Y) in den lateralen Hypothalamus-Bereich. Ghrelin verursacht Hunger, verändert sich das Verhalten Nahrung zu suchen. Die primäre anorexigen Neuronen des Nucleus arcuatus sind durch die Leptin, ein aus Fettgewebe sezerniertes Protein aktiviert. Appetit vermindert Leptin erhöht Fettstoffwechsel. Der primäre anorexigen Neuronen des Nucleus arcuatus projektieren zum sekundären Zentrum des anorexigen Hypothalamus, die sind sich im Nucleus paraventricularis befindet. Die anorexigen Neuronen des Nucleus arcuatus werden die sekundären anorexigen Neuronen durch - MSH (-Melanozyten stimulierendes Hormon) stimuliert. Das primäre Zentrum verwendet durch die -MSH Neurotransmitter die Melanocortin 4Rezeptor (MC4-R). 16. Anorexigen Signale, Transmitters, Rezeptoren Leptin, Leptin-Rezeptor, -MSH, (Prohormon Konvertase 1), Melanocortin 4-Rezeptor. Die Wirkung von Media beeinflusst die Essgewohnheiten Aber diese oft junge Frauen haben Apetit, patologisch sie sind gesund, aber psychologisch nicht, das ist eine andere Seite der Anorexie. Diese Modell war leider das nicht erste Opfer der Anorexie, aber sie keine psychologische Störungen hatte. Sie kämpfte gegen diese Mode. 17. Leptin GENMUTATIONEN Die Folge der Leptin Mutation: das Protein ist nicht das Geheimnis. Das Ergebnis ist drastisch früh manifester Obesität. 18. Leptin-Rezeptor-Signalwege Die Leptin wird das Rezeptor aktiviert, in erstmal den JAK / STAT-Signalweg, und den MAPK-Signalweg, aber-bestimmte Ionenkanäle werden auch aktiviert. 19. Leptin Rezeptormutationen Die Folge der Leptin-Rezeptor-Mutationen: Verlust der transmembranen / intrazellulären Domäne des Rezeptors, was zu einem vollständigen Verlust der Funktion des Rezeptors führt. Das Ergebnis ist ähnlich wie in dem vorigen Fall. Der Pazient hat immer Hunger. 20-22. Leptin THERAPIE Siehe Folie. 23-24. POMC Die anorexigen Neuronen des Nucleus arcuatus spalten das Proopiomelanocortin Protein durch die Prohormonkonvertasen. - MSH ist ein der anderen Produkten. 2 Übergewicht, mitochondrialen Erkrankungen, Osteoporose 25. Das -MSH Hormon wirkt auf den MC4R (GPCR) Rezeptoren im Hypothalamus zur Hemmung der Nahrungsaufnahme. MSH wirkt in der Haut auf der MC1R zur Erhöhung der Eumelanin Pigmentsynthese 26. Das Ergebnis der POMC, MC4R, PC 1 Mutationen: Obesität: sieben Jahren früher 27-28. OREXIGEN SIGNALE Orexigen Neuronen des sekundären Kerns (laterale Hypothalamus-Bereich) produzieren Neurotransmitter, wie Orexin, Melanin-konzentrating-Hormon (MCH) und Endocannabinoide. Alle dieser Neurotransmitter verursachen Hunger. Orexin ist ein sehr interessantes Peptid Hormon, weil die Wachsamkeit und Schlafrhythmus mit MCH reguliert. Beide sind für Hunger und sexuelle Sucht auch verantwortlich. Wenn orexin fehlt, jemand leidet an Narkolepsie, immer schläft. Das Militär unterstützt diese Forschungen, wie können wir die müde Soldaten, und Studenten gegen Schlafen behandeln? Nach einer orexin Spritze werden die Soldaten nicht schlafen! Endokannabinoiden sind auch sehr interessante neuentdeckte Peptiden. Nach Marihuana-Zigaretten hat man großes Appetit, Wie können wir es verwenden in Heilung? Krebspatienten oft dürfen gereinigter Form eines Marihuanas zu essen, um ihren Appetit zu erhöhen, um die Auswirkungen der Appetitzügler Krebs-Chemotherapie Drogen zu kompensieren. 29. Regelmäßige Bewegung ist bei der Bekämpfung von Fettleibigkeit hilfreich. 30. Osteoporose Die Zusammensetzung der extrazellulären Matrix des Knochens besteht aus: 70% Ca + + und PO4, 22% Protein (95% Kollagen I), Proteoglycan 5%, 8% Wasser. Jedes Gen, welches eine Rolle spielt in Calciumphosphat Metabolism oder ECM-Protein Synthese und Modifizierung, kann in Osteoporose nach polygenischer Weise beitragen. Was sind die Symptome? Verlust von Knochensubtanz verursacht verschiedene Knochenbrechungen. Ältere Frauen bekommen leichter Osteoporose, nach der Menopause. 33. Typen von Osteoporose Primäre Typ 1: postmenopausale Osteoporose primären Typ 2: senile Osteoporose sekundäre Osteoporose (Sonstige Krankheiten des Ergebnis) 34. Typen von Knochenzellen: Osteoklasten, Osteoblasten, Osteozyten 35. Remodeling: Knochen Matrix ist konstant Unabhängig von der Ätiologie der Osteoporose ist die Krankheit ein Ungleichgewicht grundsätzlich zwischen Knochenresorption und Knochenbildung. Osteoklasten sind für den Umbau, Osteoblasten für den Aufbau der Knochensubstanz verantwortlich. Wenn die Gleichgewicht der Knochenstoffwechsel verändert sich, kann Osteoporose entwickelt wird. 3 Übergewicht, mitochondrialen Erkrankungen, Osteoporose 36. Osteoporose-Kalzium-Stoffwechsel Ein sinkende Calcium-Blutspiegel führt zu Parathormon (PTH)-Sekretion. PTH ersetzt Kalcium aus Knochen (Knochenresorption), und zwar deshalb geht Kalciumspiegel wieder in den normalen Calciumgehalt im Blut. 35. Osteoporose, Hormone Faktoren Östrogen, Vitamin D, Parathormon Calcitonin Kalzium alle beeinflussen das Knochenmetabolism. Sie werden darüber in Physiologie ausführlich zu lernen. Offensichtlich diese Gene kodieren Hormone, (oder sie in der Kodierung der Vitamin DProduktionsenzyme in beteiligt sind) die Komponenten können durch die induzierte Signalwege eine Rolle von Osteoporose nach einem polygenetischen Weg spielen. 36. Die Rolle der RANK Ligand beim Osteoporose Osteoblasten sezernieren einen so genannten Rank Ligand (sie werden durch die empfangene Wirkungen stimuliert: zB Interleukine, Parthyroid Hormon, Mangel von Östrogen, Tumor-Nekrose-Faktor). Die Rank Liganden binden an Rezeptoren auf der Zelloberfläche der Osteoklasten und diese Bindung aktiviert die Differenzierung von Osteoklasten, schließlich es verursacht Knochenresorption. 37. Die Rolle der Osteoprotegerin in Osteoporose Osteoprotegerin ist ein Art von Cytokin Rezeptoren, dieses Protein kann an den Rank Ligand binden, so hemmt die Rank-Rank Ligand-Rezeptor Interaktion und hemmt die Knochenresorption. 38. Osteoporose-RANK-Ligand-Inhibitor Denosumab ist ein monoklonaler Antikörper imitiert die Wirkung von Osteoprotegerin Ligand durch Bindung an den Rank. Rank-Denosumab Komplexe hemmen die Aktivierung und die Knochenresorption. Denosumab konnte einen Durchbruch in der Therapie der Osteoporose ab 2010 bringen. 39. Mitochondrialen DNA Krankheiten wir vererben unsere Mitochondrien von unserer Mutter: maternale Vererbung. 40. Vererbung außerdem des Zellkerns Maternale Vererbung / Organellum Vererbung: die Chloroplasten und Mitochondrien enthalten eigene Chromosomen, diese Gene können durch die Genprodukten den Phänotyp der Zellen verändern. Maternale Wirkung: Mütterliche Genprodukte (RNA, Transkriptionsfaktoren) beeinflussen den Phänotyp von Embryonen 41. Mitochondriale-DNA Zyrkulär, Länge: 16-18 kbp bei Säugetieren, 5-10 Kopien / Organellen, Introns generell fehlen, kleine intergenischen Regionen, auf einem bakteriellen Genom ähnlichen genetischen Kode sind vorhanden, kodiert 2 rRNAs, 22 tRNAs und 13 Protein in. Keine DNA-Reparatur, deswegen mithochondriale Störungen ziemlich häufig sind! 42. Mutationen in mitochondrialen DNA betreffen die höhere Energieaufnahmende Organe. Siehe das Bild nach Details. 4 Übergewicht, mitochondrialen Erkrankungen, Osteoporose 43. Heteroplasmie: Mischung aus genetisch unterschiedlichen mtDNAs in einem Mitochodrium / Zelle. Die Verteilung der Mitochondrien während der Zellteilung ist zufällig. Wenn die primordialen Keimzellen enthalten mutante und daneben normale Mitochondrien, die Nachkommen enthalten mutante und normale Mitochondrien in unterschiedlichen Verhältnissen nach der Zellteilung. Deshalb, wenn die Mutter leidet an einer mitochondrialen Erkrankung, ihre Kinder könnten unberührt, mild oder stark beeinträchtigt Betroffene sein. Die Deletionen, als Mutationen in der mitochondrialen DNA häufig sind. Die kürzere mtDNA replizieren schneller als die normale mtDNA Molekülen, mit der Zeit erhöht das Verhältnis der Mutanten. Dieses erklärt das gemeinsame Merkmal der mitochondrialen DNA Krankheiten: Symptome werden schlimmer und schlimmer mit dem Alter. 44. MERF-Syndrom (MYOCLONIC EPILEPSY AND RAGGED RED FIBER DISEASE) Fasern werden nach aberranten Proliferation von Mitochondrien gebildet. Eine Mutation der mtDNA-tRNA-Gene verursachen abnormale Mitochondrien (translationelle Störungen), welche „zottige” rote Fasern in Muskelzellen bilden. Andere Symptomen sind: Epilepsie und Demenz. 45. Lhon-Leber hereditärer Optik-Neuropathie, LOHN-Syndrom oder Plötzliche Bilaterale Blindheit. Einige Mutationen in der NADH-Dehydrogenase-Gen treten auf. In den meisten Fällen diese sind "neue" Mutationen (ohne kranke Mutter). 5
