Lactose - Galactose - Fructose Flashcards
Wie erfolgt die Resorption der Zucker
- Aufnahme über streng stereospezifisches Carriersystem: D-Glucose ja, L-Glucose nein
- Natriumabhängig gekoppelt an Na-K-ATPase
- basale Seite: GLUT1 erleichtert Diffusion
- Fructose wird über GLUT5 transportiert
Disaccharide der Nahrung werden über zwei Stufen abgebaut
- Spaltung durch Disaccharidase in Glucose und spezifisches Monosaccharid Galactose/Fructose
- Aktivierung des Monosaccharids durch Phosphorylierung und Einschleusen in Glykolyse
Beschreiben Sie den Aufbau der Lactase
- besitzt 4 homologe Regionen
- vermutlich durch 2 Duplikationen entstanden
- Expression ist entwicklungsabhängig reguliert
Äußern Sie sich zur Expression der Lactase
- NG haben normalerweise eine hohe Expression
- nimmt nach dem Abstillen ab
- Erwachsene haben normalerweise geringe Aktivität
- wird keine oder wenig Milch/produkte verzehrt, kann Lactaseexpression so niedrig werden, dass ein relativer Disaccharidasemangel auftritt
- ist reversibel, da Substratinduktion
Welche Symptome verursacht ein Disaccharidase-Mangel?
- Durchfall
- Blähungen
- Bauchschmerzen
- Übelkeit
Beschreiben Sie den Pathomechanismus der Lactoseintoleranz
- nach Entwöhnung nimmt die Lactase-Expression ab
- Milchzucker gelangt ungespalten in Dickdarm
- Lactose ist osmotisch aktiv -> Wasser strömt ein
- Lactose wird von Mikroorganismen vergoren: u.a. Lactat-, H2- Methanbildung
Beschreiben Sie die Reaktionen zum Galaktoseabbau
- Aktivierung der Galaktose in Leber durch Phosphorylierung (Galaktokinase)
- Gal-1-P reagiert mit UDP-Glucose zu UDP-Galactose und Glc-1-P (Gal-1-P-Uridyltransferase)
- UDP-Galaktose -> Glykolipide, Glykoproteine
- Glc-1-P -> Glykogen oder über Glc-6-P -> Glykolyse
- UDP-Gal -> UDP-Glc (UDP-Gal-4-Epimerase) -> Glykogen
- UDP-Glc auch aus Glc-1-P (UTP-Glc-1-P-UMP-Transferase)
Wo kommt Galaktose im Körper vor?
Häufig in Glykoproteinen und Glykosphingolipiden
- antigene Wirkunge
- Bsp.: Blutgruppenantigene (AB0-System)
- in Sekreten der Tränenflüssigkeit, Vaginalsekret, Speichel
Zeichnen Sie Strukturen der Blutgruppenantigene 0/H, A, B
-
Wie kommt es zur Vererbung der Blutgruppen-Antigene?
- drei Allele werden kodominant vererbt
- A-Allel und B-Allel werden von heterozygoten Trägern gemeinsam exprimiert
- Das H-Allel wirkt sich rezessiv aus, d.h. nur wenn beide Kopien keien Seitengruppen haben -> Blutgruppe 0
Glykosyltransferasen
-
Erzeugung der Antiklörper
-
Die häufigste Blutgruppe in D ist:
A
Die seltenste Blutgruppe in D ist
AB
Geben Sie für die Bluttransfusion an:
a) Spende von Erythrozyten: Universalspender, Universalempfänge
b) Spende von Plasma: Universalspender, Universalempfänger
a) US: Gruppe 0, UE: AB
b) US: AB, UE: 0
Welche Rolle spielt Galaktose bei der Fortpflanzung?
- reife Eizelle ist von Zona pellucida umgeben
- ZP enthält viele Glykoproteine
- Spermien besitzen einen Rezeptor, der spezifisch die endständige alpha-gebundene Galactose von ZP3 erkennt
- Bindung löst Freisetzung von Proteasen und Hyaluronidasen frei, um ZP zu durchdringen
Wie kann Galactose, das für die Synthese anderer Strukturen benötigt wird, aus Glucose synthetisiert werden?
- s. Folie
Beschreiben Sie die Bildung von Lactose. Wo findet sie statt?
s. Folie
- nur in laktierender Brustdrüse
Aus welchen Anteilen besteht die Lactose-Synthase? Wann wird sie induziert?
- Galactosyltransferase A + alpha-Lactalbumin
- in Stillzeit induziert
Die Lactosesynthase besteht aus den Untereinheiten Galaktosyltransferase + alpha-Lactalbumin. Wie wird dabei die Aktivität des alpha-Lactalbumin reguliert?
- Progesteron hemmt
- Prolaktin aktiviert
Was ist die Ursache des Galactose-Diabetes?
Defekt der Monosaccharid-Aktivierung durch Defekt der Galaktokinase in der Leber -> Galactosurie
Was ist die Ursache der Galactosämie?
Defekt der Uridyl-Transferase (GALT) führt zu Leberzirrhose und Hypoglykämie
- Galactose-1-P sammelt sich an
- autosomal-rezessiv
Beschreiben Sie die Reaktionen zum Lactoseabbau
s. Endspurt S. 25
Beschreiben Sie die pathobiochemischen Prozesse bei der hereditären Galaktosämie
- schwerer Verlauf, bereits nach Geburt
- Anstieg des Gal-1-P hemmt Phosphoglucomutase, G6P und G6P-DH
- > schwere Störung des Glucose-Stoffwechsels, da Gluconeogenese gestört
- da Epimerase noch funktionsfähig -> UDP-Gal kann trotz Gal-freier Ernährung hergestellt werden (z.B. nach Therapie)
- Anhäufung toxischer Substanzen: Gal wird zu Galactitol durch Aldolase-Reduktase
- Galactitol reichert sich in Augenlinse an und führt zu Katarakten
Wie wird Fructose, das nach Spaltung der Saccharose entsteht, extrahepatisch weiter verarbeitet? Geben Sie die Reaktionsgleichung an
- s. Folie
- Fructose wird über Sorbitol zu Glucose umgewandelt
Wie erfolgt der Fructose-Abbau in der Leber?
- s. Folie
Was ist die Ursache des Disaccharidase-Mangels?
Mutationen in Maltase-Isoformen 3,4 oder 5 führt zur Saccharase-Isomaltase-Defizienz
Disaccharidase-Mangel: Wann manifestiert sich die Krankheit, Was sind die Symptome, wie wird therapiert?
- Manifestation: im Kindesalter beim Wechsel von laktosehaltigen zu saccharose- und stärkehaltigen Lebensmitteln
- Symptome: osmotische Diarrhoe, Übelkeit, Erbrechen, Flatulenz, abdominale Schmerzen
- Therapie: Enzymersatztherapie (Saccharase aus Hefe), Meiden von Saccharose
Was ist die Ursache des Fructosediabetes?
- Defekte der Monosaccharid-Aktivierung durch Mutation im Fructokinase-Gen
- Anhäufung von Nahrungsfructose im Blut (Fructosämie) + Urin (fructosurie)
Beschreiben Sie die Pathobiochemie der Frcutoseintoleranz
- Defekt des Monosaccharidabbau durch funktionsunfähige Aldolase B
- Anreicherung von Fructose-1-P in der Darmwand, der Leber und Nieren
- F-1-P ist toxisch und hemmt u.a. die Bildung von Glucose im Körper
- > Leberzirrhose und Hypoglykämie
Beschreiben Sie die Pathobiochemie der Fructosemalabsorption
- keine Mutation der GLUT5, wahrscheinlich zu wenig GLUT5 exprimiert
- Sorbit auch durch GLUT5 -> wirkt als kompetitiver Inhibitor mit Frc
- > bei hoher Sorbiteinnahme wird Anhäufung von nicht-resorbierter Fructose im Darm verstärkt
Immer mehr Fructose wird mit der Nahrung aufgenommen. Was ist das Problem bei der Resorption im Vergleich zur Glucose?
- Fructose wird im Darm langsamer resorbiert
- Aufnahme über GLUT5 unreguliert und ohne Energieaufwand entlang des Konzentrationsgradienten
- Fructose wird niemals vollständig aus der Nahrung aufgenommen -> Gefahr der osmotischen Diarrhoe
Welche weiteren Probleme ergeben sich bei langfristig zu hoher Fructoseaufnahme?
- Fructose wird vom Körper sehr viel schneller in Fett umgewandelt
- Fructoseaufnahme stimuliert Lipogenese und die Einlagerung von Fetten aus der Nahrung
- Fructose führt zu geringerem Sättigungsgefühl, da diese keine Insulinausschüttung induziert
- Fructosereiche Ernährung führt zur deutlichen Abnahme der Insulinsensititvität -> Diabetes
- kann zur Leberschädigung bis zur Fettleber führen
Ausgehend von Fructose können Mannose und Fucose entstehen. Geben SIe die Reaktionen an
s. Folie
Über Insulin wird eine Signalkaskade ausgelöst, die zur Phosphorylierung von PKB führt. Welche Auswirkung auf die Glykolyse hat diese Phosphorylierung?
- PKB: PDE + P -> PDE-P -> cAMP -> AMP (cAMP-Abbau)
- PKB: P + GSK-3 -> P-GSK-3 -> GSK-3 inaktiv -> Hemmung des Glykogenaufbaus
Über welchen Mechanismus inhibiert Glukagon die Glykolyse?
- über cAMP - PKA -> P der Phosphorylase-Kinase
- Phosphorylase-Kinase phosphoryliert Glykogenphosphorylase -> Glykogenabbau
- über cAMP - PKA -> P der Glykogensynthase -> Hemmung des Glykogenaufbaus
Beschreiben Sie, wie Insulin den Glykogenaufbau stimuliert
s. Folie
Beschreiben Sie, wie Glukagon den Glykogenabbau stimuliert
-
Wie erfolgt die Insulinfreisetzung aus den B-Zellen des Pankreas?
- Glucoseaufnahme in B-Zelle über GLUT2
- Abbau der Glucose über Glykolyse, dabei ATP-Synthese
- ATP blockiert ATP-sensitiven K-Kanal, K-Ausstrom unterbrochen
- Zelle depolarisiert -> Öffnung spannungsabhängiger Ca-Kanäle
- Ca-Signal -> Fusion der Insulin gefüllten Vesikel mit Zellmembran und Exozytose
Beschreiben Sie die Struktur des Insulin
Aus 51 AS
- A-Kette: 21 AS
- B-Kette: 30 AS
Welche Folgen hat der erhöhter BZ-Spiegel bei Diabetes mellitus?
- Ausfall der Wirkung von Insulin als Ursache
- Abbau von Glucose ist gestört: Glykolyse nicht erhöht, Gluconeogenese nicht reduziert
- zur Energiegewinnung wird Abbau von Lipiden und Proteinen stimuliert
- durcch gesteigerten Fettabbau entstehen Ketonkörper
- Ketonämie, Azidose, Coma diabeticum
Wie erfolgt die Therapie bei Insulin?
Basistherapie: Ernährungsumstellung, Steigerung de Bewegung
Insulintherapie: Insulinanaloga
Therapie mit oralen Antidiabetika: insulinotrope Antidiabetika, Biguanide, PPAR-gamma-Agonisten, alpha-Glucosidase-Hemmer
Wie funktionieren isulinotrope Substanzen?
- Sulfonylharnstoff verschließt K-Kanäle und induziert so die Insulinsekretion
Wie funktionieren Biguanide (z.B. Metformin)?
- Gluconeogenese in der Leber wird gehemmt -> weniger Glucose ins Blut ausgeschüttet
- im Darm wird Übertritt von Glucose aus Nahrung ins Blut gehemmt -> Hemmung des BZ-Anstiegs im Nüchternzustand
- Muskeln sprechen besser auf Insulin an -> mehr Glukose aus Blut kann in Muskeln eingeschleust werden
Welche Probleme ergeben sich durch die Hyperglykämie?
Glukotoxizität: langfristig erhöhte BZ führt zu erhöhte Glucosekonz in:
- Betazellen + vermehrte Bildung von reaktiven O2-Verbindungen (ROS)
- in Endothelien -> Makro- und Mikroangiopathien: Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Schlaganfall, diabetischer Fuß, Auge + Niere
