Physiologie (Fach) / Tierphysio VL (Lektion)

Tierphysio Vorlesung

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• Kohlenhydratabbau Kohlenhydratabbau:Glykogenabbau durch a-Amylase, Glykosidasen und Disaccheridasen
• Stärkeabbau Stärkeabbau im Speichel und Dünndarm Spaltung der Polysaccharide durch Amylasen im Speichel und im Dünndarm in Di- und Oligosaccharide Pankreas sezerniert Amylase und Glucosidasen Aufspaltung in Monosaccharide an Darmoberfläche Absorption von Monosaccheriden durch Epithelzellen Abtransport über Lebervene
• Fettverdauung Fettverdauung durch Mizellenbildung Fette werden im Dünndarm mit Hilfe der Gallensäure emulgiert => Micellen Micellen sind Aggregate aus Gallensäure, Phospholipiden und Fette dadurch können Lipasen besser angreifen
• Resorption von Mizellen und Lipiden Bildung von Emulsion Micellenbildung durch Gallensäure Pankreas Lipasen Mono- und Diglyceride Aufnahme der Fettsäuren und Glyceriden durch Epithelzellen
• Lipidtransport durch die Darmwand Fetttröpfchen wandern zu denMikrovilli, wo Fettsäuren und Monoglyceride in die Enterocyten eintreten können Aufnehmen der Lipide vom ER und Verpackung in Vesikel Vesikel werden von der Zelle in die umgebenden Lymphgefäße sezerniert
• Abbau von Proteinen und Peptiden Durch Exo- und Endopeptidasen katalysieren die Hydrolyse von Peptidbindunge Exopeptidasen spalten die Polpeptidketten von den Enden her (z.B. Pepsin, Trypsin, Chemotrypsin) Endopeptidasen spalten meist an sehr spezifischen Stellen innerhalb der Polypeptidkette
• Proteinverdauung und -aufnahme Pepsin im Magen spaltet Polypeptide im Magen (hochaktiv bei niederem pH Wert) Trypsin/Chemotrypsin etc. wird unter anderem von der Bauchspeicheldrüse sezerniert – aber viel weitere Quellen (z.B.Microvilli des Darmepithels) Absorption von Di- und Tripeptiden im Dünndarm durch H+-Symport
• Verdauung von Milch Milch wird von Säugetieren und in ähnlicher Form auch von Vögeln produziert. Milch enthält Energieträger, Baustoffe, Funktionsträger und Wasser. Laktose-Gen verantwortlich für Laktaseproduktion --> unabhängige Genmutation für dazu, dass über das juvenile Stadium hinaus Laktase produziert werden kann
• Zellulose Verdauung Zellulose ist am weitest verbreitete Kohlenhydrat Zellulose Abbau durch β-Amylase (Cellulase) nicht bei Säugern vorhanden, nur über Symbioten (Bakterien) Vorderdarmfermentierer (Kühe, Kamele,Flusspferde) Pansen Verdauungshauptort haben 4 Mägen Bakterien bilden Zellulase Fermentation: Abbauprozesse im anaeroben Milieu nutzen MO´s als Proteinquelle aktive Resorption über Transportproteine Enddarmfermentierer (Pferde(Dickdarmfermentierer), Hasenartige (Blinddarmfermentierer))
• Regulation von Hunger und Sättigung Regulation von Hunger über Mechanorezeptoren im Magen (Ausdehnung) Glucoserezeptoren im Hypothalamus multiple Botenstoffe werden als Antwort auf Nahrungsaufnahme von verschiedenen Organen freigesetzt stimulieren über den N.Vagus Neurone im Hypothalamus => Freisetzung von Neuropeptid Y => corticale Verarbeitung außerdem Regulation von Darmmotorik und Verdauungsenzymen GLP1 werdenduch Fette und Kohlenhydrate aktiviert stoppen, proximale Magen-Darmbewegung => Essbremse erhöhen Insulin/Stoppen Glucagon PYY hemmt Apetit für längeren Zeitraum
• Leptin kontrolliert Körpergewicht und Blutzucker Freisetzung aus Fettgewebe, Konzentration korreliert zur Menge des Fettgewebes reguliert den Fettstoffwechsel Langzeitkontrolle von Blutzucker (Glucago-Gegenspieler)Leptinresistenz bei Übergewichtigen
• Ghrelin erhöht die Nahrungsaufnahme   Freisetzung vom Magen aus erhöht Magen-Darmmotorik und verringert Insulinfreisetzung Langzeitkontrolle von Körpergewicht vermittelt das Hungegefühl vor Mahlzeiten
• Regulation der Nahrungsaufnahme bei Pythons Nahrungsaufnahme wenige Male im Jahr lange Verdauungszeit Fangen und Schlucken großer Beute durch speziell angepasste Kiefer Aus- und Abbau des Verdauungstraktes
• Definition Hormone Was ein Hormon ist, ist nicht nur eine Frage der Definition, sondern auch der Tradition. • Signalstoff wird von Drüse erzeugt • Signalstoff wird von Kreislauf verteilt • Signalstoff ist wirksam in kleinsten Mengen
• Regulationssysteme der Hormone in Tieren 1. Endokrines System/Hormonsystem a) Drüsen geben Botenstoff an Körperflüssigkeit ab (Blut,     Hämolymphe)     => Transport zur Zielzelle/Zielorgan (Zelle mit            passendem Rezeptor) b) meist langsamer, langanhaltender Effekt 2. Nervensystem/Neurone a) Signal wird über Axon (Nervenbahn) zur Zielzelle gebracht      (chemische/elektrische Synapse) b) meist schnell, kurzer Effek
• Distanzen der hormonellen Steuerung Autokrin / Parakrin: Steuerung im Nahbereich, in der Zelle bzw. in benachbarten Zellen Endokrin Steuerung durch Verteilung über Körperflüssigkeit
• Allgemeine Funktion von Hormonen a. Koordination der Körperfunktionen (Homoiostase &      Regulation) b. Koordination der Entwicklung c. Kommunikation zwischen Organismen (Pheromone)
• Zwei grundsätzliche Eigenschaften von Hormonen 1. Hohe Komplexität, damit die ihre spezifische     Regulatorfunktion der Zielzelle übermitteln können 2. Ausreichend Stabilität, damit sie ihre Zielzelle     funktionsfähig erreichen (Halbwertszeit: wenige     Minuten bis Tage)
• Hormonklassen 1. Peptide und Proteine (inkl. Glycoproteine)    (=>hydrophil) 2. Peptidderivate/Amine (Thyroxin, Adrenalin,     Melatonin) (=> gemischt) 3. Steroide (=>hydrophob) 4. Eiconoside (z.B. Prostaglandine) 5. gasförmige (z.B. nitric oxide)
• Unterteilung der Hormone auf Grund ihrer Löslichkeit Hydrophile Hormone:alle anderen Hormone --> Binden an extrazellulären Rezeptoren Lipophile Hormone:Steroid-Hormone & Schilddrüsenhormone ---> können durch Zellmembranen---> binden an intrazellulären Rezeptoren
• Aussschüttung und Transport von hydrophilen und hydrophoben Botenstoffen Hydrophile Hormone (z.B. Peptide):  • Vesikelausschüttung/Calcium  • Transport gelöst in Blut/Lymphe Hydrophobe Hormone (z.B. Steroide):  • Ausschüttung durch Diffusion  • Transport gebunden an    Trägersubstanz (Proteine)
• Die Protein- und Polypeptidhormone • Glycoproteine/komplexe Polypeptide • wenig lipophil • meist großes Molekulargewicht Beispiel für Glycoproteine: - Follikel-Stimulierendes Hormon (FSH) - Lutenisierdes Hormon (LH) - Thyroidea-stimulierendes Hormon (TSH) Beispiele für Polypeptide: • Adrenokortikotropes Hormon (ACTH) • Angiotensin • Erythropoietin • Glukagon • Insulin • Insulinlike growth factor (IGF) • Oxytocin • Parathormon • Prolaktin • Wachstumshormon (GH)
• Vorteile der second messenger Kaskade: Verstärkereffekt
• Physiologische Effekt der Signalkaskaden 1. Änderung von Enzymaktivität 2. Veränderung der Leitfähigkeit von      Ionenkanälen 3. Proteine, z.B. Cytoskelett können     aggregieren oder lösen 4. Anheften (Aktivierung) von     Transkriptionsfaktoren ⇒ Wirkung auf allen Zeitskalen ⇒ von sehr schnell (ms) bis sehr langsam     (Tage)
• Steroidhormone • lipophil (=>membrangängig?) • binden an intrazelluläre Rezeptoren und   aktivieren Proteinbiosynthese • können nicht gespeichert werden, d.h.   müssen bei Bedarf neu synthetisiert   werden • Transport im Blut über Plasmaproteine   (Albumine,Globuline) => verlängert die   Halbwertszeit • Wirkung normalerweise langsam und   langanhaltend
• Synthese für einige biologisch aktive Steroide Cholesterin ist der Vorläufer für die drei wichtigsten Klassen von Steroiden bei Wirbeltieren: • Glucocorticoide (mit Cortisol und Corticosteron), • Mineralocorticoide (Aldosteron) • Geschlechtshormone (Östrogene, Testosteron)
• Hormondrüsen – klassische Bildungsorte • Hypothalamus • Hypophyse • Epiphyse • Schilddrüse • Nebenschilddrüse • Nieren- und Nebenniere • Pankreas • Geschlechtsorgane • Magen-/Darmtrakt
• Was sind Drüsen? Als Drüse (lat. glandula) wird in der Anatomie ein Organ bezeichnet, das eine besondere Substanz bildet und diese als Sekret nach außen, oder als Hormon direkt in die Blutbahn absondert.
• Wovon werden Hormone Sezerniert 1. Endokrine Zellen: => klassische Hormone    (unterschiedliche Arten der Ausschüttung) 2. Neurosekretorische Zellen: => Neurohormone (AP     und Exocytose in Blutbahn) Endokrine Zellen werden normalerweise von anderen Hormonen aktiviert Neurosekretorische Zellen werden von Neuronen aktiviert => Mischungen häufig Hormondrüse: Anhäufung von sekretorischen Zellen
• Aufbau endokriner und exokriner Drüsen • Exokrine Drüsen geben Substanzen (Flüssigkeiten   und Hormone) in einen Drüsengang ab, der zur   Körperoberfläche führt =>   Kommunikation mit der Außenwelt • endokrine Drüsen schütten Hormone unmittelbar ins   Blut aus.
• Die Hypothalamus - Hypophysenachse Hormonsystem „startet“ im Zwischenhirn • Hypophyse ist kleine (ca. 1g) Drüse über den   Hypophysenstiel (Infundibulum) mit dem   Hypothalamus verbunden • Adenohypophyse: Aktivierung der   Hormonausschüttung über Releasing Hormone aus    dem Hypothalamus = Hormondrüse 1. Ordnung • Neurohypophyse: neuronale Aktivierung der   Hormonausschüttung
• Das Schilddrüsenhormon Thyroxin und seine Funktion Trijodthyronin und Tetraiodthyronin (Thyroxin) bei Erwachsenen: • einer Erhöhung der Herzfrequenz, des Blutdrucks    und einer Erweiterung von Gefäßen. • steigern den Zucker-, Fett- und   Bindegewebsstoffwechsel • steigern die Aktivität von Schweiß- und Talgdrüsen   und die Aktivität der Darmmotorik • verstärken die Erregbarkeit der Neurone    => Insgesamt wird durch die Wirkung der         Schilddrüsenhormone der Energieverbrauch und         der Grundumsatz des Organismus erhöht.
• Steuerung von Wachstum und Entwicklung durch Somatotropin und Thyroxin • Schilddrüsenhormone und Somatotropin regulieren   das Wachstum des Neugeborenen und die   Entwicklung von Zellen insbesondere des zentralen   Nervensystems. • Auf das Wachstum von Muskeln und Knochen üben   Schilddrüsenhormone zusammen mit anderen     Hormonen wie das Wachstumshormon   Somatotropin und IGF-1 aus. • Schilddrüsenhormone beeinflussen die   Differenzierung von Nervenzellen und vielen   anderen Zellen des Organismus.
• Störung der Somatotropinausschüttung Somatotropinmangel: - Hypophysendefekt - Somatotropinrezeptordefekt => Kleinwuchs bei Kindern Somatotropinüberschuß: - Hypophysendefekt - Tumor ⇒ Riesenwuchs bei Kindern ⇒ Akromegalie bei Erwachsenen
• Die verschiedenen Antworten auf Stress 1. Antwort (schnell): • vegetatives Nervensystem stimuliert   Nebennierenmark => Freisetzung von Adrenalin und   Noradrenalin        => „fight and flight Syndrom“ 2. Antwort (schnell und langsam): • Hypothalamus setzt CRH (cortico-releasing   hormone) frei ⇒ aktiviert Freisetzung von ACTH     (adrenocorticotropin) aus Hypophyse =>Freisetzung von Cortisol aus Nebennierenrinde ⇒ Cortisol bindet an nukleären     Glucocorticoidrezeptor =>stimuliert Gluconeogenese (Transkription von     Enzymen) =>beide Wege Interagieren und verstärken sich
• Nebennierenmark und Nebennierenrinde bei Hormonen 1. Nebennierenmark (adrenal medualla): entsteht aus Neuralleiste des Embryos. Ausschüttung von Adrenalin und Noradrenalin 2. Nebennierenrinde (adrenal cortex): mesodermaler Ursprung, Ausschüttung von Cortisol
• Melatonin und circadiane Taktgebung Synthesewege für Melatonin • Ausgangspunkt für die Melatoninsynthese ist die   Aminosäure Tryptophan. • Die Ausschüttung des Hormons durch die   Zirbeldrüse (pineal gland) unterliegt einem   Tagesrhythmus und steht im Zusammenhang mit • dem Wechsel von Schlaf und Wachzustand Melatoninwirkung • Tag-Nacht Rhythmus • saisonale Jungenaufzucht • jahreszeitliche Wanderung • Winterschlaf/Winterruhe • Pigmentierung/Metamorphose bei Amphibien
• „Hormone“ der Invertebraten Wirbellose in der Regel eher Neurosekrete als echte Hormone, Endokrine Drüsen einfach strukturiertes, amorphes Gewebe, gibt Hormone direkt in Hämolymphe ab. Hormone regulieren meist Wachstum, Entwicklung, Häutung und Reproduktion, kaum homöostatische Funktion.
• Hormone bei Cnidaria diffuses Nervennetz mit Neuronen. Wachstumsförderndes Hormon beeinflusst asexuelle Knospung und Regenerat ion (dekapitierte Hydra regeneriert unter Einfluss von Peptid: Hydra Head Activator: 11AS) den Kopf. Gleiches Peptid in Pankreas und Uterus vom Säuger.
• Hormone bei Nematoden Neurosekretorische Zellen in Kopfganglion und in Axonen; Neurosekrete steuern Häutung.
• Hormone bei Insekten zahlreiche Hormone, vor allem zur Regulation von Wachstum, Metamorphose, Häutung.
• Entwicklungssteuernde Hormone bei Manduca sexta (Tabakschwärmer) 1. PTTH (Prothorakotropes Hormon): stimuliert Sekretion von Ecdyson 2. Ecdyson (Prothoraxdrüse): löst Häutung aus, stimuliert Weiterentwicklung der inneren Organe, Abbau der alten Epidermis, Wachstum der neuen Epidermis, Synthese der Cuticula 3. Juvenilhormon verhindert die Verwandlung von Puppe zu Falter

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