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Ernährungstoxikologie (Fach) / Einheit 6 (Lektion)

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• grenze komplette und unvollständige Kanzerogene voneinander ab grenze direkt und indirekt wirkende Kanzerogene ab komplettes Kanzerogen - Stoffe, die ohne zusätzliche Maßnahmen den gesamten Prozess der Kanzerogenese Auslösen Unvollständige Kanzerogene - Stoffe, die nur bestimmte Schritte desMehrstufenprozesses auslösen (nur Initiatoren bzw. Promotoren) Indirekt wirkende Kanzerogene müssen metabolisch aktiviert werden
• Nenne ein neues Protein, was in gentechnisch veränderten Pflanzen vorkommt ß-Glucuronidase (GUS) aus E. coli --> Selektionsmarker bakterielle Toxine aus Bacillus thuringiensisz.B. Cry1Ab, Cry1Ac, Cry2Ab2, Cry1F, Cry3Bb1, mCry3A,Cry34Ab1, Cry35Ab1, Vip3Aa20-> Schutz vor spezifischen Schadinsekten (z.B. Lepidoptera, Coleoptera)
• Was ist Rhabdomyolyse? Bei welchen Arzneistoffen muss man eventuell damit rechnen? gewebliche Auflösung der quergestreiften Muskulatur, d.h. den Zerfall der Muskelfasern --> Statine / Neuroleptika
• Eigenschaften Tumorpromotoren? verstärken und beschleunigen die Tumorentwicklung nach vorangegangener Initiation durch präferentielles Wachstum von Tumorvorstufen bewirken klonale Expansion und Selektion präneoplastischer Zellpopulatione z.B. durch Eingriff in Signalketten wirken synergistisch mit initiierenden Kanzerogenen Exposition über längeren Zeitraum erforderlich Dosis-Wirkungsbeziehung ist nicht linear (Schwellenwert) können das Zielorgan der Tumorentwicklung bestimmen wirken sehr wahrscheinlich zumeist über epigenetische Mechanismen→ Methylierung, Entzündungsreiz, Enzyminduktion, Apoptoseinhibitio
• Zusammenhang rotes, verarbeitetes Fleisch und Darmkrebs? fleischreiche Ernährungsweise geht häufig mit einer hohen Fett- (v.a. gesättigten) und Eiweißaufnahm einem relativ geringen Verzehr an Gemüse und Obst einher  hohe Eisenzufuhr durch rotes Fleisch ->  Bildung von Sauerstoffradikalen (= erhöhter oxidativer Stress als mögliche Erklärung, warum weißes Fleisch gesünder ist als rotes Fleisch)  starkes Erhitzen von Fleisch -> Bildung HAA (z.B. PhIP) und PAKs (z.B. Benzo[a]pyren) Kanzerogen im Tierversuch! -> erhöhtes Darmkrebs-Risiko; Tumorinzidenz in Lunge, Leber, Speiseröhre
• Nennen Sie Wege, wie Alkohol die Entstehung von Krebs fördert Direkte Gentoxizität beeinflusst Ernährungsverhalten + Stoffwechsel + Resorption von Nährstoffen → schlechte Versorgung mit protektiven Substanzen Alkohol & Rauchen: Verstärkung des Erkrankungsrisikos z.B. für Lungen- oder Darmkrebs Ethanol vermindert die DNA-Stabilität durch Folatmangel Effekt des Folatmangels auf DNA-Integrität Synthese von dTMP aus dUMP durch Thymidylat-Synthase und N6, N10 Methylen THF   -->  Bei Kofaktormangel → zellulärer Level von dUMP steigt → Uracil-Einbau in DNA Effekt auf DNA-Reparatur Basenexzisionsreparatur (BER): DNA-Glycosylase → AP-Läsion, AP-Endonuklease → Einzelstrangbruch (normalerweise wird durch DNA-Polymerase ß und DNA-Ligase III ein neues Nukleotid eingebaut) Bei Mangel an dTMP: Haufung von Einzelstrangbrüchen führt zu Doppelstrangbrüchen Nukleotidexzisionsreparatur (NER): größere, helixverzerrende DNA-Schäden → Rekrutierung eines  Multienzymkomplexes → Herausschneiden von 25-30 Nukleotiden bei Mangel an dTMP: NER ist verlangsamt DNA-MethylierungDNA ist regional methyliert, z.B. 4% aller dC am C5 methyliert. Dadurch Regulation der Genexpression, Promotorregionen normalerweise nicht methyliertEpigenetik: Individuelle DNA-Methylierungsmuster prägen den Phänotyp mitAbweichungen in neoplastischem Gewebe und Tumoren: genomische Hypomethylierung mit lokaler  Hypermethylierung
• Wieso ist Arsen ein komplettes Kanzerogen? Wie wirkt Arsenit? Ätzend, zytotoxisch, mutagen, teratogen, kanzerogen und immunsuppressiv→Tumoren in Haut, Blase, Niere und Lunge ⇒ InitiatorwirkungAs blockiert SH-Gruppen→ Denaturierung, z.B. Hemmung von Protein-Phosphatasen (Thiole im akt. Zentrum)Proteinphosphatasen spielen als Gegenspieler der Kinasen wichtige Rollen beim Abschalten von Signalkaskaden⇒ Promotorwirkung Unterschiedliche Angriffspunkte von Arsenit bei ERK (auch MAP-Kinase-Weg), JNK/SAPK und p38-Signalketten⇒ Komplettes Kanzerogen
• krebserregende Substanzen beim Rauchen Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (Benzo[a]pyren) Heterozyklische Kohlenwasserstoffe (Furan) Flüchtige Kohlenwasserstoffe (Benzol, Isopren) Stickstoff-haltige Kohlenwasserstoffverbindungen (Nitromethan, Nitrobenzol) Aromatische Amine N-Nitrosamine (N-Nitrosodimethylamin (NDMA)) Aldehyde, Ketone, Phenole (Formaldehyd)  Verschieden organische Verbindungen (Acrylamid) Metalle und Metallverbindungen (Arsen, Nickel, Chrom) Radioisotope (Polonium-210)

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