Vorlesungsschwerpunkte SS2017.
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Vorlesung SS 2017 - Gliederung und Schwerpunkte Biochemie der Hormone: Gliederung und Schwerpunkte Signaltransduktion allgemeine Prinzipien Insulin das endokrine Pankreas – Langerhans’sche Inseln - Zelluläre Zusammensetzung - Histologie Basale Daten des Insulins Biosynthese des Insulins - Präproinsulin - Reifung - Sekretionsweg Regulation der Insulinkonzentration - Korrelation von Blutglucose- und Insulinkonzentration - Regelkreis der Insulinsekretion - Glucosesensor - Modulation der Insulinsekretion durch hormonelle und metabolische Faktoren - Sulfonylharnstoffe - Abbau von Insulin Insulin-empfindliche Organe Stoffwechselwirkungen von Insulin - schnell; langsam; langfristig Molekulare Wirkungen von Insulin (selektive Beispiele) - Regulation der Glycogensynthese - Rolle der Glycogensynthasekinase-3-beta - Steigerung des Glucosetransports - Glucosestoffwechsel im Fettgewebe Glucagon Basale Daten des Glucagons Biosynthese des Glucagons - Proglucagon - Reifung Regulation der Glucagonkonzentration - Modulation der Glucagonsekretion durch hormonelle und metabolische Faktoren - Einfluss der Nahrung auf die Glucagonsekretion Glucagon-empfindliche Organe Stoffwechselwirkungen von Glucagon - schnell; langsam; langfristig Molekulare Wirkungen von Glucagon (selektive Beispiele) - cAMP-Bildung und Proteinkinase A - Aktivierung der Gluconeogenese - Aktivierung der Glycogenolyse - Regulation der Cholesterin-Biosynthese - Glucagon-induzierte Enzyme Katecholamine Basale Daten der Katecholamine Biosynthese der Katecholamine - Mechanismus der Tyrosinhydroxylase - Speicherung und Sekretionsweg Regulation der Katecholamin-Konzentrationen - Auslösemechanismen der Sekretion - Regelkreis der Katecholaminsekretion - Abbau der Katecholamine Stoffwechselwirkungen der Katecholamine - sehr schnell; langsam - Wirkungen der Katecholamine auf den Blutkreislauf - adrenerge Rezeptoren - Wirkungen der Katecholamine auf die glatte Muskelzelle Diabetes mellitus (DM) Definition - verschiedene Formen und Klassifikation - Inzidenz Stadien der Hypoglycämie - Diagnostische Marker Diabetes mellitus Typ 1 - Charakteristika - genetische Faktoren (Kandidatengene) - MODY Diabetes mellitus Typ 2 - Charakteristika - exogene Faktoren - Umwelteinflüsse - Wertigkeit genetischer Faktoren - Kandidatengene Bedeutung der PPARy-2 Rezeptorintegrität Verschiedene Formen der Glucosetoleranz - Zusammenhang zwischen Insulinsensitivität und Betazellfunktion - Zusammenhang zwischen Insulinsensitivität und BMI Entstehung eines DM Typ 2 aus Krankheitsvorstufen Ursachen und Mechanismen der Insulininsensitivität - hormonelle Faktoren - metabolische Faktoren - komplexe Faktoren Brennstoffmobilisierung und -verwertung bei schwerem DM Diabetische Spätfolgen - Organschäden - Mikroangiopathie - reversible / irreversible Veränderungen Polyolstoffwechsel - Kataraktbildung Glykierung von Proteinen - Glykierung von Hämoglobin Stoffwechselfolgen bei DM Auswirkung der mangelnden Insulinwirkung auf den Stoffwechsel - Entwicklung des Coma diabeticum Therapiemöglichkeiten bei DM - Insulinsupplementation - orale Antidiabetika - Diät - Flüssigkeits- und Elektrolyt-Substitution 1. Hormone der Schilddrüse - Organe des Regelkreises Iod, Iod-Uptake, Iodquellen für den Menschen Biosynthese der Schilddrüsenhormone T3/T4 (Calcitonin) systemischer Transport von T3/T4 Regulation des Schilddrüsenhormonauf- und abbaus (horm. Regelkreis: TRH, TSH; lokale Regulation: Wolff-Chaikoff-Effekt; Deiodinatio: DIO) Targets der Schilddrüsenhormone, physiologische Wirkung pathobiochemische Veränderungen bei Regelkreisstörungen (Formen der Hyper- und Hypothyreose) 2. Regulation der Calcium- und Phosphathomöostase - Organe und Zellen des Regelkreises Hormone: Calcitonin, CGRP, Parathormone, PTHrP, Calcitriol PTHs, physiologische Wirkung Calcitriol: Biosynthese des Calcitriols, physiologische Wirkung Calcitonin: physiologische Wirkung molekulare Regulation des Calciumhomöostase Pathobiochemische Veränderungen bei Regelkreisstörungen, Hypocalcämie 3. POMC-System - POMC, limitierte Proteolyse (Prohormonconvertasen) MSH, Aguoti und Agouti-related Peptide; physiologische Wirkung Endorphine (auch Enkephaline/Dynorphin/Nociceptin), physiologische Wirkung ACTH, CRH, physiologische Wirkungen, Freisetzungsregulation von ACTH Nebennierenrindenhormone - Regelkreis pathobiochemische Veränderungen bei Regelkreisstörungen (M. Cushing, AGS, M. Addison) 4. Reproduktionsendokrinologie - - Hormone und Regulation des ovariellen Zyklus (FSH, LH, GnRH, KissPeptin, Estrogen, Progesteron, Inhibin, Activin, Follistatin, BNP), physiologische Wirkungen dieser Hormone Biosynthese der Sexualsteroide (Androgene, Estrogene), physiologische Wirkungen menstrueller Zyklus Regulation der Schwangerschaft (Progesteron, ß-hCG, placentares Lactogen, Relaxin) Hormone der Geburt und des Stillens (Prolaktin, Prostagladine, Oxytocin) Regelkreisstörungen (PCO) Regulation der männlichen Reproduktion (Androstendion, Testosteron, Inhibin) 5. Regelkreise der Energie-Aufnahme und des Fetthaushaltes - allg. GIT-Hormone (Gastrin, CCK, Sekretin, GIP, Ghrelin, GLP-1, NPY) - speziell: MSH, Serotonin, NPY Leptin, physiologische Wirkungen Ghrelin, physiologische Wirkungen Orexine, physiologische Wirkungen Regelkreise der Energie-Aufnahme und des Fetthaushaltes 6. Regulation des Körperwachstums - Hormone: GHRH, GH, IGF1, Somatostatine Signaltransduktion und Biologische Wirkungen von GH und IGF1 (Unterschiede!) Regelkreise von GH und IGF1, GH und IGF-bindende Proteine Terminationsmechanismen des physiologischen Wachstums Wachstumsstörungen, off-lable use von GH und IGF1 Biochemie des Blutes - Gliederung und Schwerpunkte 1. Erythrozytenstoffwechsel Strukturelle und metabolische Besonderheiten des Erythrozyten - Glukosestoffwechsel - Besonderheiten der Glykolyse - Funktionen des Pentosephosphatweges - Blutkonservierung - Enzymdefekte im Kohlenhydratstoffwechsel des Erythrozyten Hämoglobin - Typen - Hämoglobingenexpression während der Ontogenese - Glykiertes Hämoglobin: HbA1 - Pathobiochemie der Hämoglobinsynthese - quantitative Veränderungen: Thalassämien - qualitative Veränderungen - Hämstoffwechsel - Hämsynthese - Pathobiochemie der Hämsynthese - Eisenstoffwechsel - Pathobiochemie des Eisenstoffwechsels - Hämoglobinabbau - Hämabbau - Pathobiochemie des Bilirubins Biochemie der Blutgruppen - AB0-System - Lewis-System - Rhesus-System - Kell-Faktor 2. Blutplasma und (überwiegend) plasmatische Prozesse Plasmaproteine Zusammensetzung des Blutplasmas - niedermolekulare Bestandteile - Proteine - Akute Phase Proteine - Pathobiochemie der Plasmaproteine Plasmalipoproteinstoffwechsel - Typen und Aufbau der PLP - Grundzüge der Synthese der PLP - Ab- und Umbau der PLP - beteiligte Moleküle - Hauptwege des PLP-Stoffwechsels - Pathobiochemie der PLP: Hyper- und Hypolipoproteinämien - Cholesterin und Atherosklerose Hämostase, Fibrinolyse und Wundheilung Thrombozyten und ihre Rezeptoren Eikosanoide: Biosynthese und Funktionen Ablauf der Blutstillung: - vaskuläre Phase - zelluläre Phase - Pathobiochemie der primären Hämostase - plasmatische Phase - gemeinsame Endstrecke der Blutgerinnung - Vitamin K - extravasales und intravasales System, moderne Konzepte - Antikoagulanzien - Fibrinolyse - Pathobiochemie von Blutgerinnung und Fibrinolyse Biochemie der Wundheilung Biochemie der Abwehr Abwehrsysteme: Übersicht, Komponenten, Einteilung Angeborene Abwehr - zellbasierte Systeme - Granulozyten - Makrophagen - Dendritische Zellen - NK-Zellen - humorale Systeme - Komplementsystem - Pathobiochemie des Komplementsystems - Interferone - Defensine - Mustererkennungsrezeptoren Erworbene Abwehr - zelluläre und molekulare Komponenten - Hauptwege der Stimulierung des Immunsystems - Antikörper: Klassen, Strukturen, Eigenschaften - Biosynthese einschl. Klassenwechsel und Affinitätsreifung - Pathobiochemie der Antikörpersynthese - Aktivierung von B- und T-Lymphozyten und Antigenpräsentation - B- und T-Zellrezeptoren - MHC-Proteine - immunologische Synapse - Mediatoren des Immunsystems: Interleukine (und Interferone) - Reifung von B- und T-Lymphozyten - Erkrankungen des Immunsystems - Aspekte der Transplantations- und Tumorimmunologie - monoklonale Antikörper Organbiochemie – Gliederung und Schwerpunkte 1. Verdauungssystem / Nahrungsaufnahme • Verdauung und Resorption von Proteinen - Essentielle und nichtessentielle Aminosäuren - Biologische Wertigkeit - Enzymaktivierung - Aufnahme der Aminosäuren und Peptide - Defekte der Aminosäureaufnahme: Zöliakie; Hartnup Erkrankung • Abbau von Kohlenhydraten - Resorption von Monosacchariden - Erkrankungen • Verdauung und Resorption der Lipide / Fette - Veränderung der Fett-Phasen - Bedeutung der Gallensäuren - Triglyceridspaltung - Resorption von Fettsäuren - Cholesterolaufnahme • • • Resorption von Nukleinsäuren Rückresorption von Wasser (Jejunum / Ileum) Resorption von Magnesium, Phosphat Speichel - Mucine - Amylase - Abwehr Magen - Magensaft Vergleich: ionale Zusammensetzung der Verdauungssäfte - Hauptzellen Verdauungsenzyme (Pepsinbildung) - Parietalzellen Salzsäure-Produktion Magengeschwür - Nebenzellen Mucin-Produktion - Regulation der Verdauung Bildungsorte gastrointestinaler Hormone Gastrine Regulation der Pepsinogen-Sekretion Regulation der HCl-Sekretion Regulation der Mucin-Sekretion • Pankreas - Pankreassaft - Enzyme und Zymogene des Pankreassaftes • Darm - Bakterielle Besiedelung der Darmabschnitte - Immunsystem des Darmes 2. Vitamine - Vorkommen der Vitamine Bedarf der Vitamine Resorption der Vitamine Wirkung, Aktivierung zum Coenzym Ausscheidung Hypo-/Hypervitaminosen Besonderheiten 3. Leber • Struktur - zelluläre Zusammensetzung - anatomischer Aufbau, Gefäßstruktur - Leberläppchen, Zonierung - Leistungsvielfalt; metabolische Zonierung • Energiestoffwechsel - Sauerstoffpartialdrücke, -gradient - Zonierung - Mitochondrien - ATP-Gehalt • Kohlenhydratstoffwechsel - Zonierung - Glycogenspeicherung - Glucosetransporter - Gluconeogenese - Glycolyse - Dynamik • Lipidstoffwechsel - Zonierung - Gallensäurebiosynthese - Konjugation von Gallensäuren - ABC-Transporter - Gallensäuren als endogene Regulatoren • Galle-Bildung Erkrankungen Biotransformation - Einteilung: Phase I / II (Phase 0; Phase III) - Monooxygenasen / Cytochrome P450 - Ethanol-Metabolismus - Toxizität bei chronischem Alkoholkonsum 4. Neurochemie • Organisationsprinzipien des Gehirns • Cerebraler Stoffwechsel - Besonderheiten - Blut- Hirn Schranke - Transporter - Astrozyten- Neuronen- Laktat- Shuttle • Biochemie der Transmitter (Synthese, Rezeptoren, Abbau) - Acetylcholin - Biogene Amine (Noradrenalin, Dopamin, Serotonin) - Glutamat/GABA (GABA shunt) - Glycin - Histamin • Neurodegenerative Erkrankungen - Parkinson - Alzheimersche Erkrankung 5. Extrazelluläre Matrix • Fasern - Bestandteile - Kollagene (Synthese, Abbau) - Osteogenesis imperfecta - Ehlers-Danlos Syndrom - Elastin Synthese von Desmosin Fibrillin Marfan Syndrom • Proteoglycane - Glycoaminoglycane - Aggrecan - Aggregation mit Hyaluronsäure • Nicht-kollagene Glykoproteine - Fibronektin - Laminin • Rezeptoren der EZM - Integrine - Eigenschaften - Signaltransduktion • Abbau und Umbau der EZM - Matrix-Metalloproteinasen - TIMPS - Interaktionen von MMPs und TIMPs - pathologische Konsequenzen 6. Zell-Kontakte • Zell-Zell Kontakte Gap junctions Tight junctions Adhesion belt Desmosomen Kontakten zw. Synapsen • Zell-Matrix Kontakte - Hemidesmosomen (Integrine, Intermediärfilamente) - Focal Adhaesion (Integrine, Microfilamente) • Transiente Zell-Zell Kontakte - Endothel-Leukocyten Interaktion (Selectine) 7. Biochemie von Tumoren • Tumor allgemein - Begriffserklärung - Gutartige Tumoren - Bösartige Tumoren • Zell-Cyclus - Cycline - Cyclin-abhängige Kinase - Kontrollstellen des Zellzyklus • Genetik - Onkogene - Tumorsupressorgene - Beispiele • Epigenetik • Viren • Chem. Ursachen der Tumorentstehung • Besonderheiten des Tumor-Stoffwechsels • Metastasierung • Apopotose - Vergleich Apoptose – Nekrose - Charakteristika - Bedeutung der Apoptose - extrinsischer Signalweg - TNF-Rezeptorfamilie (TNF-R I, II, Fas R) - Adapterproteine - Disc (Death inducible signalling complex) - Caspase-Kaskade - intrinsischer Signalweg - anti-apoptotische Proteine (Bcl-2, …) - pro-apoptotische Proteine (Bak, Bax, Bid,…) - Cytochrom C - Apoptosom - Effektorkaspasen • Tumormarker/Medikamente
