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Humanbiologie Sylvia Kaiser, Institut für Neuro- und Verhaltensbiologie Wolf-Michael Weber, Institut für Zoophysiologie Aufbau der Vorlesung 1) Evolution des Menschen (Sylvia Kaiser) 2) Morphologie und Funktion der Zelle (Sylvia Kaiser) 3) Hormon- und Immunsystem (Sylvia Kaiser) 4) Blutkreislauf (Wolf-Michael Weber) 5) Atmung (Wolf-Michael Weber) 6) Ernährung (Wolf-Michael Weber) 7) Nervensystem (Wolf-Michael Weber) 8) Sinnesorgane (Wolf-Michael Weber) 9) Gewebetypen (Wolf-Michael Weber) Literatur • Thews, G., Mutschler, E., Vaupel, P.: Anatomie, Physiologie, Pathophysiologie des Menschen. Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft mbH Stuttgart, 1999 • Mörike, K.D., Betz, E., Mergenthaler, W. (eds.): Biologie des Menschen. Quelle & Meyer Verlag GmbH & Co. Heidelberg, 2001 • Schmidt, R.F., Thews, G., Lang, F.: Physiologie des Menschen. Springer Verlag Berlin, 2004 • Clauss, W., Clauss, C.: Humanbiologie kompakt. Spektrum Akademischer Verlag Heidelberg, 2009 Evolution des Menschen Darstellung eines "Orang-Outang" (eigentlich ein Schimpanse) von Edward Tyson aus dem Jahr 1699 Evolution des Menschen Evolution des Menschen Evolution des Menschen Orang Utan Bonobo Gorilla Schimpanse Mensch Evolution des Menschen Schimpanse Bonobo Mensch Gorilla Orang Utan Evolution des Menschen Welche Merkmale haben einige systematischen Gruppen mit dem Menschen gemeinsam? • nur Mensch: Sprache • alle Menschenaffen: Blutgruppen, viele Ausdrucksbewegungen • alle Altweltaffen: Gebißformel • alle Säugetiere: Erythrozyten ohne Kern, Milchdrüsen • alle Wirbeltiere: Wirbelsäule • alle Lebewesen: Aufbau aus Zellen Stammesgeschichte des Menschen • Menschwerdung begann vor ca. 7 Millionen Jahren in Afrika • Australopithecinen (vermutliche Vorläufer des Menschen) entstanden vor ca. 4 Millionen Jahren Stammesgeschichte des Menschen Stammesgeschichte des Menschen Kind von Taung Fußabdruck von Laetoli Lucy Stammesgeschichte des Menschen Stammesgeschichte des Menschen Homo habilis Homo rudolfensis Stammesgeschichte des Menschen Stammesgeschichte des Menschen Homo erectus Homo heidelbergensis Stammesgeschichte des Menschen Stammesgeschichte des Menschen Homo neanderthalensis Homo sapiens Geographische Ausbreitung des Menschen 1) Multiregionale Hypothese 2) „Out of Africa“-Hypothese „Out of Africa“-Hypothese Eva-Hypothese • Mitochondrien haben eine eigene DNA, die nur über die mütterliche Linie vererbt wird. • Veränderung der mitochondrialen Gene nur durch zufällige Mutationen, nicht durch Neukombination bei der geschlechtlichen Fortpflanzung. • Es ist möglich, eine mütterliche Abstammungslinie zurückzuverfolgen. • Mitochondriale Eva bezeichnet eine Frau, aus deren mitochondrialer DNA (mtDNA) die mitochondriale DNA aller heute lebenden Menschen durch eine direkte Abstammungslinie hervorgegangen ist. Geistige und kulturelle Evolution 1) Aufrechter Gang Geistige und kulturelle Evolution 1) Aufrechter Gang Geistige und kulturelle Evolution 1) Aufrechter Gang Schimpanse Mensch Geistige und kulturelle Evolution 1) Aufrechter Gang Grzimeks Enzyklopädie Band 2 Geistige und kulturelle Evolution 1) Aufrechter Gang Clauss & Clauss Humanbiologie kompakt, Spektrum 2009 Geistige und kulturelle Evolution 1) Aufrechter Gang 2) Entwicklung der Jagd: Werkzeuggebrauch, Entwicklung einfacher Formen der Kommunikation 3) Gehirn Geistige und kulturelle Evolution 1) Aufrechter Gang 2) Entwicklung der Jagd: Werkzeuggebrauch, Entwicklung einfacher Formen der Kommunikation 3) Gehirn 4) Entwicklung der Sprache Entwicklung der Sprache Entwicklung der Sprache Wernicke-Region: Sprachverständnis Broca-Region: motorisches Sprachzentrum Störung führt zu einer motorischen Aphasie (Sprachproduktion ist gestört) Störung führt zu einer sensorischen Aphasie (Sprachinhalt wird nicht verstanden) Geistige und kulturelle Evolution Morphologie und Funktion der Zelle • Zelle: lat. cellula = kleine Kammer • strukturelle Einheit aller Lebewesen Morphologie und Funktion der Zelle Prokaryonten Eukaryonten Einzeller Vielzeller Quellen: www.weltraumforschung.de www.arikah.net/encyclopedia Morphologie und Funktion der Zelle • Mensch: 220 verschiedene Zell- und Gewebetypen, insgesamt 10-100 Billionen Zellen • Spezialisierung der Zellen Schmidt, Lang, Thews (2005): Physiologie des Menschen Zellbestandteile • 70-85% Wasser • anorganische Ionen Zellbestandteile • 70-85% Wasser • anorganische Ionen • Proteine COOH H2N C H R Aminosäure Zellbestandteile • 70-85% Wasser • anorganische Ionen • Proteine: – Strukturproteine Zellbestandteile • 70-85% Wasser • anorganische Ionen • Proteine: – Strukturproteine – globuläre Proteine Hämoglobin A (Untereinheit α und β, rot bzw. blau) mit der prosthetischen Gruppe Häm (grün) nach PDB 1GZX Zellbestandteile • 70-85% Wasser • anorganische Ionen • Proteine: – Strukturproteine – globuläre Proteine • Lipide Clauss & Clauss Humanbiologie kompakt, Spektrum 2009 Zellbestandteile • 70-85% Wasser • anorganische Ionen • Proteine: – Strukturproteine – globuläre Proteine • Lipide Stearinsäure, eine gesättigte Fettsäure Ölsäure, eine ungesättigte Fettsäure Zellbestandteile • 70-85% Wasser • anorganische Ionen • Proteine: – Strukturproteine – globuläre Proteine • Lipide • Kohlenhydrate Glycogen Zellbestandteile • 70-85% Wasser • anorganische Ionen • Proteine: – Strukturproteine – globuläre Proteine • Lipide • Kohlenhydrate • Nukleinsäuren Zellbestandteile • Nukleinsäuren Nukleotid Clauss & Clauss Humanbiologie kompakt, Spektrum 2009 Zellbestandteile • Nukleinsäuren Clauss & Clauss Humanbiologie kompakt, Spektrum 2009 Zellbestandteile • Nukleinsäuren DNA → RNA → Protein • DNA ist der Informationsspeicher • RNA ist die Botschaft • Proteine sind Bausteine und Arbeitsmoleküle Aufbau der Zelle Clauss & Clauss Humanbiologie kompakt, Spektrum 2009 Cytosol Bestandteile: • Wasser • Proteine • Kohlenhydrate • • • • Lipide Nukleinsäuren verschiedenste Ionen Zellorganellen Zytoskelett Funktionen: • mechanische Stabilisierung der Zelle und ihrer äußeren Form • aktive Bewegung der Zelle als Ganzes • Bewegungen und Transporte innerhalb der Zelle • Bindung von Enzymen und Metaboliten Zytoskelett • Aktinfilamente • Mikrotubuli • Intermediärfilamente Alberts (1994): Molekularbiologie der Zelle Aufbau der Zelle Clauss & Clauss Humanbiologie kompakt, Spektrum 2009 Zellmembran Doppellipidschicht hydrophiler Anteil Phospholipid hydrophober Anteil Mörike, Betz, Mergenthaler (1991): Biologie des Menschen Quelle: www.biologie.de Zellmembran a) Movement of phospholipids b) Membrane fluidity c) Cholesterol within the membrane Campbell-Reece (2002): Biology 6th ed. Zellmembran Mörike, Betz, Mergenthaler (1991): Biologie des Menschen Aufbau der Zelle Clauss & Clauss Humanbiologie kompakt, Spektrum 2009 Endoplasmatische Reticulum • endoplasmatisch = im cytosol; reticulum = kleines Netz • verzweigtes System flächiger Hohlräume, von Membranen umschlossen • raues ER: Außenwände mit Ribosomen besetzt (Komplexe aus Proteinen und RNA); Ort der Proteinbiosynthese • glattes ER: z.B. Lipidbiosynthese, Entgiftung von Produkten Mörike, Betz, Mergenthaler (1991): Biologie des Menschen Aufbau der Zelle Clauss & Clauss Humanbiologie kompakt, Spektrum 2009 Golgi-Apparat • durch Doppelmembrane begrenzte Hohlräume • Dictyosom = gestapelte Zisternen, schnüren Golgi-Vesikel ab • Summe aller Dictyosome = Golgi-Apparat • Funktion: Verpacken und Transport von Proteinen Mörike, Betz, Mergenthaler (1991): Biologie des Menschen Aufbau der Zelle Lysosome • entstehen durch Abschnürung vom Golgi-Apparat • enthalten Verdauungsenzyme • Funktion: Abbau zellfremder und zelleigener Stoffe Aufbau der Zelle The formation and functions of lysosomes Campbell-Reece (2002): Biology 6th ed. Aufbau der Zelle Lysosome • entstehen durch Abschnürung vom Golgi-Apparat • enthalten Verdauungsenzyme • Funktion: Abbau zellfremder und zelleigener Stoffe Peroxisome • entstehen durch Abschnürung vom glatten ER oder durch Selbstreplikation • „Entgiftungsapparat“ der Zelle Aufbau der Zelle Clauss & Clauss Humanbiologie kompakt, Spektrum 2009 Mitochondrium Doppelmembran: • äußere Membran gut permeabel • innere Membran undurchlässig Mörike, Betz, Mergenthaler (1991): Biologie des Menschen Mitochondrium Kraftwerk der Zelle Umwandlung von Substraten in energiereiches ATP (=Adenosintriphosphat) Quelle: www.ogm-info.com/cellulevegetale.html Aufbau der Zelle Clauss & Clauss Humanbiologie kompakt, Spektrum 2009 Zellkern (Nukleus) • innere und äußere Membran • äußere Membran: Teil des rauen ER • Kernporen: ermöglichen Stoffaustausch mit dem Zellplasma • Nucleolus: Bildung ribosomaler RNA • Träger der genetischen Information Mörike, Betz, Mergenthaler (1991): Biologie des Menschen Zellkern (Nukleus) adapted from Alberts et al. Essential Cell Biology, 1998 Chromosomen menschliche Körperzelle (diploid) besitzt 46 Chromosomen: - 22 Paar homologe Chromosomen (Autosomen) - 1 Paar Geschlechtschromosomen (Gonosomen) Thews, Mutschler, Vaupel (1999): Anatomie, Physiologie, Pathophysiologie des Menschen Mitose • Voraussetzung: identische Verdoppelung der DNA • aus einem diploiden Kern entstehen zwei diploide, genetisch identische Tochterkerne • identische Verteilung der DNA auf die beiden Tochterzellen Mörike, Betz, Mergenthaler (1991): Biologie des Menschen Mitose http://www.tgs-chemie.de/index.htm Mitose Mörike, Betz, Mergenthaler (1991): Biologie des Menschen Meiose • besondere Form der Zellteilung, nur bei Geschlechtszellen • Reduktion des diploiden Chromosomensatzes auf die haploide Anzahl (durch Verteilung ganzer homologer Chromosomen auf die beiden Tochterzellen) Meiose http://www.tgs-chemie.de/index.htm Meiose Aus beiden Reifeteilungen resultieren 4 Tochterzellen mit einfachem (= haploiden) Chromosomensatz Signaltransduktion Campbell-Reece (2002): Biology 6th ed. Signaltransduktion 1) Intrazelluläre Rezeptoren Signaltransduktion intrazelluläre Rezeptoren Thews, Mutschler, Vaupel (1999): Anatomie, Physiologie, Pathophysiologie des Menschen Signaltransduktion 1) Intrazelluläre Rezeptoren 2) Membranständige Rezeptoren: a) Ionenkanäle (Vergrößerung bzw. Verkleinerung der Permeabilität der Membran für bestimmte Ionen) b) G-Protein-gekoppelte Rezeptoren Signaltransduktion membranständige Rezeptoren Thews, Mutschler, Vaupel (1999): Anatomie, Physiologie, Pathophysiologie des Menschen Signaltransduktion 1) Intrazelluläre Rezeptoren 2) Membranständige Rezeptoren: a) Ionenkanäle (Vergrößerung bzw. Verkleinerung der Permeabilität der Membran für bestimmte Ionen) b) G-Protein-gekoppelte Rezeptoren c) Enzym-gekoppelte Rezeptoren (z.B. RezeptorTyrosinkinase, Aktivierung MAP-Kinase-Weg und PI3-Kinase Signalweg) Signaltransduktion Campbell-Reece (2002): Biology 6th ed. Endokrinologische Grundlagen Hormon: Hormone sind chemische Botenstoffe, die in endokrinen Drüsen produziert und von diesen in die Blutbahn sezerniert werden. Auf dem Blutweg gelangen sie zu ihren Wirkorten, die Rezeptoren für die Hormone aufweisen, und üben dort eine spezifische Wirkung aus. Penzlin, H.: Lehrbuch der Tierphysiologie, 1989 Endokrinologische Grundlagen Gewebshormon / Parahormon: Gewebshormone weisen die Charakteristika „echter Hormone“ auf. Sie werden jedoch nicht in histologisch abgrenzbaren Drüsenorganen gebildet, sondern in einzeln liegenden, endokrin tätigen Zellen. Schmidt, R.F.; Thews, G.: Physiologie des Menschen, 1993 Endokrinologische Grundlagen Neurotransmitter: Neurotransmitter sind von Nervenzellen gebildete Botenstoffe, die in den synaptischen Spalt abgegeben werden und ihre Wirkung auf unmittelbar angrenzende Nerven- oder Muskelzellen ausüben. Sie dienen der bioelektrischen Erregungsübertragung. Penzlin, H.: Lehrbuch der Tierphysiologie, 1989 Endokrinologische Grundlagen Neurohormone: Neurohormone sind von Nervenzellen produzierte Hormone, die in die Blutbahn sezerniert werden. Brown, R.E.: Neuroendocrinology, 1994 Wirkmechanismen chemischer Botenstoffe Endokrin: Endokrine Drüsenzellen geben Signalstoffe in den Blutstrom ab. Parakrin: Endokrine Drüsenzellen geben ihre Signalstoffe in den Interzellularraum ab. Neurokrin: Nervenzellen geben ihre Signalstoffe in den synaptischen Spalt ab. Neuroendokrin: Nervenzellen geben ihre Signalstoffe in den Blutstrom ab. Autokrin: Endokrine Drüsenzellen/Nervenzellen beeinflussen durch Abgabe von Signalstoffen direkt ihre eigene Funktion. Wirkmechanismen chemischer Botenstoffe Brown, R.E.: Neuroendocrinology, 1994 Hormondrüsen des Menschen Epiphyse Hypothalamus Hypophyse Schilddrüse Nebenschilddrüse Thymus Nebenniere Bauchspeicheldrüse Ovar (Eierstöcke) Testes (Hoden) Zentrale für Unterrichtsmedien Hormondrüsen und ihre Hormone Bildungsort: Epiphyse Epiphyse Hypothalamus Schilddrüse + Nebenschilddrüse Hypophyse Thymus Nebenenniere Magen / Darm Pankreas Hoden Ovar Hormon: Melatonin Wirkung: gonadenbeeinflussende Effekte; Steuerung des Tag-Nacht-Rhythmus Hormondrüsen und ihre Hormone Bildungsort: Hypothalamus Epiphyse Hypothalamus Schilddrüse + Nebenschilddrüse Hypophyse Thymus Nebenenniere Magen / Darm Pankreas Hoden Ovar Hormon: Releasing/Inhibiting Hormone Wirkung: Regulation Hormonsystem Hormondrüsen und ihre Hormone Bildungsort: Hypophyse Epiphyse Hypothalamus Schilddrüse + Nebenschilddrüse Hormon: Hypophyse Thymus Wirkung: Hormon: Nebenenniere Wirkung: Magen / Darm Pankreas Hormon: Hoden Ovar Wirkung: Die Hypophyse und ihre Hormone Kuhlmann, D.; Straub, H.: Einführung in die Endokrinologie Das Hypothalamisch-hypophysäre System Brown RE 1994: Neuroendocrinology Das Hypothalamisch-hypophysäre System Brown RE 1994: Neuroendocrinology Das Hypothalamisch-hypophysäre System Brown RE 1994: Neuroendocrinology Die Hormone der Hypophyse Bildungsort Hormon Neurohypophyse Oxytocin Kontraktion der Uterusmuskulatur; Milchabgabe Vasopressin Rückresorption von Wasser in der Niere Wachstumshormon GH/Somatotropin Gewebewachstum Prolactin Milchproduktion Melanotropin/MSH Pigmentausbreitung Corticotropin/ACTH Synthese und Freisetzung von Glukokortikoiden Thyreotropin/TSH Synthese und Freisetzung von T3 und T4 Follikelstimulierendes Hormon/FSH M: Spermienproduktion W: Follikelreifung Luteinisierendes Hormon/LH M: Synthese und Freisetzung von Androgenen W: Follikelreifung, Ovulation Adenohypophyse Wirkung Die hypothalamische Steuerung der Hypophyse Brown RE 1994: Neuroendocrinology Hormondrüsen und ihre Hormone Bildungsort: Schilddrüse Epiphyse Hypothalamus Hormon: Thyroxin Wirkung: Erhöhung Grundumsatz; Wachstum; Entwicklung Hormon: Trijodthyronin Nebenenniere Wirkung: wie Thyroxin Magen / Darm Pankreas Hormon: Calcitonin Wirkung: Regulation des Calcium- und Phosphathaushaltes: Senkung des Ca2+-Spiegels im Blut Schilddrüse + Nebenschilddrüse Hypophyse Thymus Hoden Ovar Hormondrüsen und ihre Hormone Bildungsort: Nebenschilddrüse Epiphyse Hypothalamus Schilddrüse + Nebenschilddrüse Hypophyse Thymus Nebenenniere Magen / Darm Pankreas Hoden Ovar Hormon: Parathormon Wirkung: Regulation des Calcium- und Phosphathaushaltes: Anhebung des Ca2+-Spiegels im Blut Hormondrüsen und ihre Hormone Epiphyse Hypothalamus Schilddrüse + Nebenschilddrüse Hypophyse Thymus Nebenenniere Magen / Darm Pankreas Hoden Ovar Bildungsort: Thymus Hormon: Thymosin Wirkung: Reifung und Differenzierung von T-Lymphozyten Hormondrüsen und ihre Hormone Bildungsort: Nebennierenrinde Epiphyse Hormon: Hypothalamus Schilddrüse + Nebenschilddrüse Hypophyse Thymus Hormon: Wirkung: Nebenenniere Magen / Darm Pankreas Wirkung: Ovar Hoden Bildungsort: Nebennierenmark Hormon: Wirkung: Hormon: Wirkung: Aufbau der Nebenniere Brown RE 1994: Neuroendocrinology Hormondrüsen und ihre Hormone Bildungsort: Nebennierenrinde Epiphyse Hypothalamus Schilddrüse + Nebenschilddrüse Hypophyse Thymus Nebenenniere Magen / Darm Pankreas Hormon: Cortisol / Corticosteron Wirkung: Regulation Kohlenhydrat-, Fett-, Eiweißstoffwechsel; Antiinflammatorische Wirkungen Hormon: Aldosteron Wirkung: Rückresorption von Natrium aus Primärharn Ovar Hoden Bildungsort: Nebennierenmark Hormon: Adrenalin Wirkung: Erhöhung Herzaktivität; Anhebung Blutdruck; Glycolyse; Hyperglycämie Hormon: Noradrenalin Wirkung: periphere Vasokonstriktion Hormondrüsen und ihre Hormone Bildungsort: Magen-Darm-Trakt Epiphyse Hypothalamus Schilddrüse + Nebenschilddrüse Hypophyse Thymus Nebenenniere Magen / Darm Pankreas Hoden Hormon: Gastrin Wirkung: Förderung Säuresekretion Hormon: Sekretin Wirkung: Steuerung der Sekretion von Wasser und Salzen in der Bauchspeicheldrüse Hormon: Cholecystokinin Wirkung: Kontraktion Gallenblase Ovar Hormondrüsen und ihre Hormone Bildungsort: Pankreas Epiphyse Hypothalamus Schilddrüse + Nebenschilddrüse Hypophyse Thymus Nebenenniere Magen / Darm Pankreas Hoden Ovar Hormon: Insulin Wirkung: Kohlenhydrat-, Fett-, Eiweißmetabolismus; Hypoglykämie Hormon: Glukagon Wirkung: Hyperglykämie Hormondrüsen und ihre Hormone Bildungsort: Ovar Epiphyse Hypothalamus Schilddrüse + Nebenschilddrüse Hypophyse Thymus Nebenenniere Magen / Darm Pankreas Hormon: Östradiol Wirkung: Entwicklung und Erhaltung weiblicher Charakteristika Hormon: Progesteron Wirkung: Aufrechterhaltung Schwangerschaft; Bildung der Milchdrüsengänge; Thermogenese; (synergistische Wirkungen mit Östrogen) Ovar Hoden Bildungsort: Hoden Hormon: Testosteron Wirkung: Entwicklung und Erhaltung männlicher Charakteristika Hormondrüsen und ihre Hormone Bildungsort: Plazenta Hormon: Choriongonadotropin Wirkung: Regulation der Östrogen- und Epiphyse Hypothalamus Schilddrüse + Nebenschilddrüse Progesteronsynthese Hypophyse Thymus Hormon: Wirkung: Plazentares Lactogen Vorbereitung Milchsekretion Hormon: Wirkung: Progesteron Aufrechterhaltung Schwangerschaft; Einfluss auf Zeitpunkt der Geburt Nebenenniere Bildungsort: Herz Magen / Darm Pankreas Hoden Ovar Hormon: Atrium-Natriurese-Faktor Wirkung: Steuerung der NatriumAusscheidung in der Niere; Hemmung Aldosteronsekretion Bildungsort: Blut Hormon: Wirkung: Angiotensin Förderung Aldosteronsekretion; arterielle Blutdrucksteigerung Bildungsort: Verschiedene Gewebe Hormon: Prostaglandine lokal eng begrenzte Wirkung auf Wirkung: glatte Muskelzellen; Blutdruck; Organdurchblutung; Hautreaktionen Chemische Charakterisierung der Hormone Steroide Nicht-Steroide (nur Gonaden und Nebennierenrinde) Eiweißhormone Prostaglandine von Aminosäuren abgeleitete Hormone Steroidhormone Kuhlmann, D.; Straub, H.: Einführung in die Endokrinologie Von Aminosäuren abgeleitete Hormone Eiweißhormone: Insulin Internet Hormonbildung, Speicherung, Abgabe Steroidhormone Steroidhormone Steroidhormone Eiweißhormone Quelle: Internet Abgabe der Eiweißhormone durch Exozytose Brown, R.E.: Neuroendocrinology, 1994 Steroide: molekulare und zelluläre Wirkmechanismen Brown, R.E.: Neuroendocrinology, 1994 Eiweißhormone: molekulare und zelluläre Wirkmechanismen Brown, R.E.: Neuroendocrinology, 1994 Molekulare und zelluläre Wirkmechanismen der Hormone Brown, R.E.: Neuroendocrinology, 1994 Regulation von Plasma - Hormonkonzentrationen 1. durch hormonelle Feedbacksysteme Der Hypothalamo-Hypophysäre-Regelkreis (-) Hypothalamus (-) (-) Hormone (- / +) Hypophyse (-) Hormone Hormone (+) periphere Drüsen (Gonaden, Schilddrüse, Nebennierenrinde) Hormone (+) Gewebe (+) Gewebe Glukokortikoide exogene und endogene Reize ZNS (-) Hypothalamus (-) CRH (+) (-) Adenohypophyse ACTH (+) Nebennierenrinde Glukokortikoide Target-Zellen Progesteron / Östradiol exogene und endogene Reize ZNS (+/-) Hypothalamus (-) GnRH (+) (+/-) Adenohypophyse FSH (+) (-) LH (+) Ovarien Östradiol Progesteron Target-Zellen Regulation von Plasma - Hormonkonzentrationen 1. durch hormonelle Feedbacksysteme 2. durch das autonome Nervensystem Aufbau der Nebenniere Brown RE 1994: Neuroendocrinology Regulation von Plasma - Hormonkonzentrationen 1. durch hormonelle Feedbacksysteme 2. durch das autonome Nervensystem 3. durch nichthormonelle chemische Stoffe Regulation des Calciumspiegels Regulation des Glucosespiegels Brown RE 1994: Neuroendocrinology Männliche Sexualorgane Thews, Mutschler, Vaupel (1999): Anatomie, Physiologie, Pathophysiologie des Menschen Männliche Sexualorgane Anatomie des menschlichen Hodens Hadley MC 1994: Endocrinology Männliche Sexualorgane Nieschlag E 1991: Biologie in unserer Zeit Spermatogenese Vermehrungsperiode Wachstumsperiode Reifungsperiode Umbildungsperiode Quelle: Internet Mitose • Voraussetzung: identische Verdoppelung der DNA • aus einem diploiden Kern entstehen zwei diploide, genetisch identische Tochterkerne • identische Verteilung der DNA auf die beiden Tochterzellen Mörike, Betz, Mergenthaler (1991): Biologie des Menschen Spermatogenese Vermehrungsperiode Wachstumsperiode Reifungsperiode Umbildungsperiode Quelle: Internet Chromosomen menschliche Körperzelle (diploid) besitzt 46 Chromosomen: - 22 Paar homologe Chromosomen (Autosomen) - 1 Paar Geschlechtschromosomen (Gonosomen) Thews, Mutschler, Vaupel (1999): Anatomie, Physiologie, Pathophysiologie des Menschen Meiose • besondere Form der Zellteilung, nur bei Geschlechtszellen • Reduktion des diploiden Chromosomensatzes auf die haploide Anzahl (durch Verteilung ganzer homologer Chromosomen auf die beiden Tochterzellen) Meiose http://www.tgs-chemie.de/index.htm Spermatogenese Vermehrungsperiode Wachstumsperiode Reifungsperiode Umbildungsperiode Quelle: Internet Weibliche Sexualorgane Thews, Mutschler, Vaupel (1999): Anatomie, Physiologie, Pathophysiologie des Menschen Weibliche Sexualorgane Campell N, Reece J (2002): Biology Weibliche Sexualorgane Campell N, Reece J (2002): Biology Weibliche Sexualorgane Hormonale sowie histologische Veränderungen während des menstruellen Zyklus Campell N, Reece J (2002): Biology Weibliche Sexualorgane Hormonale Steuerung der Schwangerschaft Thews, Mutschler, Vaupel (1999): Anatomie, Physiologie, Pathophysiologie des Menschen Aufgaben des Immunsystems • Abwehr von Krankheitserregern, die von außen eingedrungen sind • Identifizierung und Eliminierung entarteter körpereigener Zellen Quelle: Internet Abwehr des Eindringens von Krankheitserregern • Haut • Salzsäuresekretion der Belegzellen des Magens • Auskleidung der Atemwege mit Schleim • Ansäuerung des Vaginalumens • saure pH des Urins Aufbau des Immunsystems zellulär Phagozytose unspezifisch (z.B. Makrophagen, Natürliche Killerzellen) spezifisch humoral Unspezifische zelluläre Immunabwehr Phagozytose Campell N, Reece J (2002): Biology Aufbau des Immunsystems zellulär humoral Phagozytose unspezifisch (z.B. Makrophagen, Natürliche Killerzellen) spezifisch Komplementsystem, Lysozym, Interferone Unspezifische humorale Immunabwehr Komplementkaskade Unspezifische humorale Immunabwehr Quelle: Internet Aufbau des Immunsystems zellulär humoral Phagozytose unspezifisch (z.B. Makrophagen, Natürliche Killerzellen) T-Lymphozyten spezifisch (Helferzellen,Killerzellen, Suppressorzellen) Komplementsystem, Lysozym, Interferone B-Lymphozyten (Bildung von Antikörpern) Immunzellen Mörike, Betz, Mergenthaler (1991): Biologie des Menschen B-Lymphozyten • weisen bestimmte Oberflächenmerkmale auf • sind für ein einziges spezifisches Antigen zuständig Antigene • für den Organismus fremde Substanzen, lösen gegen sie gerichtete Abwehrmaßnahmen aus • Zwei Arten von Antigenen: partikuläre Antigene gelöste Antigene Antigen-Antikörper-Reaktion Antikörper Antigen Epitop Quelle: Internet Spezifische Immunabwehr Campell N, Reece J (2002): Biology Aufbau des Immunsystems zellulär humoral Phagozytose unspezifisch (z.B. Makrophagen, Natürliche Killerzellen) T-Lymphozyten spezifisch (Helferzellen,Killerzellen, Suppressorzellen) Komplementsystem, Lysozym, Interferone B-Lymphozyten (Bildung von Antikörpern) T-Lymphozyten • T-Helferzellen: Aktivierung anderer Immunzellen • T-Suppressorzellen: Hemmung der Funktion von B- und anderen T-Zellen • zytotoxische Killerzellen: Erkennung und Zerstörung von Viren befallene Körperzellen und Tumorzellen MHC-System = major histocompatibilty complex • Oberflächenmoleküle, die für die immunologische Identität eines Individuums wichtig sind • gewährleisten das Erkennen fremder Strukturen durch die Zellen des Immunsystems • Proteine der MHC-Klasse-I: auf allen kernhaltigen Zellen • Proteine der MHC-Klasse-II: finden sich auf Antigen-präsentierenden Zellen Spezifische Immunabwehr Campell N, Reece J (2002): Biology Spezifische Immunabwehr Miketta, Netzwerk Mensch, 1994 Spezifische Immunabwehr Campell N, Reece J (2002):Biology Zusammenfassung ⇒ Immunsystem erkennt jede Zelle unseres Körpers ⇒ Immunsystem erkennt Fremdkörper an deren Oberflächenstruktur (antigene Determinante) ⇒ Immunsystem behält antigene Struktur in Erinnerung (immunologisches Gedächtnis) Zusammenfassung Keller, Immunologie und Immunpathologie, 1987 Immunisierung Passive Immunisierung: Gabe von spezifischen Antikörpern gegen den betreffenden Krankheitserreger oder dessen Toxin Aktive Immunisierung: Bildung von körpereigenen Antikörpern, Impfserum enthält unschädliche Mengen des Antigens oder Antigenproduzenten (abgeschwächte oder abgetötete Erreger)
