Woher «wissen» Hormonen, wo und wie sie wirken müssen?

Transkript

1 MATERIAL 1 Woher «wissen» Hormonen, wo und wie sie wirken müssen? Finde heraus, woher Hormone «wissen», wo und wie sie wirken sollen. Benutze dazu die Abbildungen und den Text. Diskutiere die Ergebnisse in deiner Gruppe und präsentiere sie der Klasse. Die Fragen unterhalb des Textes helfen dir dabei. Neben dem Nervensystem sind auch Hormone an der Signalübertragung innrhalb des Körpers beteiligt. Die hormonelle Signalwegen sind langsamer als die Erregungsleitung über das Nervensystem. Hormone werden in endokrinen Drüsen produziert und ins Blut abgegeben. Zum Beispiel: Die Beta-Zellen der «Langerhans Inseln» in der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) produzieren das Hormon Insulin. Nachdem Insulin aus dem Pankreas ins Blut abgegeben wurde, wird es über die Blutbahn zu allen Zellen im Körper transportiert. Das Hormon bindet an einen speziellen Proteinrezeptor in der Zellmembran. Das geschieht aber nur, wenn die chemische Struktur des Insulinhormons zu dem nach außen ragenden Teil des Proteinrezeptors passt (Abb.1). 1: Bindung von Hormonen an den passenden Rezeptor Nachdem das Insulin an den Rezeptor gebunden hat, wird in der Zelle eine Kaskade chemischer Reaktionen gestartet (Abb. 2). Am Ende dieser Kaskkade kann Insulin durch die Zellmembran in die Zelle transportiert werden. α β α β β α α β 2: Chemische Reaktionen in der Zelle nach Bindung von Insulin 1. Wo wird Insulin produziert? 2. Wo im Körper gibt es Insulin? 3. Geht Insulin durch die Zellmembran hindurch? 4. Was passiert, wenn Insulinmolekül an einer Zellmembran mit dem passenden Rezeptor vorbei kommt? 5. Beschreibe, was an der Zellmembran geschieht, nachdem ein Insulinmolekül an den Rezeptor gebunden hat; nachdem zwei Insulinmoleküle an den Rezeptor gebunden haben. 1

2 9 10 UNTERRICHT MATERIAL 2 Woher «weiß» die Zelle, dass sie Zucker aufnehmen muss? Blutzuckerspiegel und Blutzuckerregulation Ergänze die Lücken im Text mithilfe der Abbildung und den unten stehenden Wörter. Erkläre deinem Partner die Blutzuckerregulation anhand der Abbildung. «Blutzucker» ist die Menge an Zucker (genau genommen: Glucose oder Kohlenhydrate), die einige Stunden nach einer Mahlzeit in deinem zirkuliert. Deine Zellen benötigen Glucose zur Energiegewinnung. Ohne Glucose können viele Stoffe, die der Körper braucht, nicht hergestellt werden. Manche Zellen wie zum Beispiel Muskel-, Leber- und Fettzellen sind ohne Insulin nicht in der Lage, Glucose aufzunehmen: Sie sind insulinabhängig. Steigt der Blutzucker über 90 mg pro 100ml Blut, geben die Beta-Zellen der Bauchspeicheldrüse Insulin ins Blut ab. Insulin transportiert und stimuliert die zelluläre Aufnahme von. Nach der Aufnahme die Glucosekonzentration im Blut. Insulin sorgt dafür, dass der Blutzuckerspiegel sehr schnell sinkt. Überschüssige Glucose, die nicht sofort gebraucht wurde, wird in Leber- und Muskelzellen in Form von Glykogen gespeichert. Zwischen den Mahlzeiten sinkt der Blutzuckerspiegel unter 90 mg pro 100ml Blut. Die Körperzellen müssen aber jederzeit mit Glucose versorgt werden können. Deswegen geben die Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse das Hormon Glucagon ab. Dieses Hormon stimuliert die Umwandlung des gespeicherten Glykogens zu Glucose. Glucose wird in die Blutbahn abgegeben und mit dem Blut zu den Zellen transportiert. Bei einem Blutzuckerspiegel über 90 mg Glucose pro 100ml Blut beginnen die Beta-Zellen der «. schen-inseln» erneut mit der Produktion von Insulin. Die Hormone und spielen somit entgegen gesetzte Rollen in der Blutzuckerregulation. Beide zusammen helfen, den Glucosespiegel in deinem Körper im Gleichgewicht (Homöostase) zu halten. Hilfestellung Hier sind die Wörter, die in die Lücken im Text passen: Glucose/Blut/Insulin/Glucagon/sinkt/Langerhans Regulation des Blutzuckerspiegels 2

3 MATERIAL 3 Die Geschichte von Melitta Mellitus Aufgabe Lies die Geschichte und beantworte folgende Fragen: Hatte Melitta vor ihrem neunten Geburtstag größere Probleme mit ihrer Gesundheit? Warum erinnert sie sich besonders gut an ihren neunten Geburtstag? Was passierte an diesem Tag? An was leidet Melitta Mellitus? Hallo, mein Name ist Melitta Melitus. Ich wurde am 11. Juli 1996 geboren. Es war ein sonniger Tag, sagt mir meine Mutter, und ich war ein süßes, gesundes Baby. Ich wuchs zusammen mit meinen Brüdern in einer kleinen Stadt auf. Meine Kindheit war normal, ohne größere Probleme. An einem einzigen Tag änderte sich alles. Ich erinnere mich ganz genau an diesen Tag. Es war mein 9ter Geburtstag. Meine Mutter weckte mich zu einem großen Geburtstags-Frühstück mit meiner Familie. Ich war sehr aufgeregt, da ich am Nachmittag viele Freunde zu einer Party eingeladen hatte. Die Party begann um zwei Uhr mit viel Kuchen und Kakao. Zwei Stunden später war ich sehr müde. Zuerst dachte ich, das läge daran, dass ich die Nacht davor nicht viel geschlafen hatte. Aber dann begann ich plötzlich zu zittern und rief meine Mutter. Danach kann ich mich nur noch daran erinnern, dass sie mir entgegenkam. Später wachte ich in einem Krankenhaus auf, und meine Mutter saß neben mir. Nachdem es mir etwas besser ging, erklärte mir meine Mutter, dass ich an einer chronischen Erkrankung mit Namen Diabetes mellitus Typ-1 leide. Das sagte mir überhaupt nichts. Ich meinte, man würde mir Medikamente geben, und alles wird wieder gut werden. Doch damit habe ich mich getäuscht. Ärzte erklärten mir, was es heißt, Diabetes zu haben. Sie sagten mir, dass sich meine täglichen Gewohnheiten vor allem Ess- und Trinkgewohnheiten grundlegend ändern müssen. Ich werde mein ganzes Leben lang Insulin spritzen müssen, da die Zellen in meinem Körper, die Insulin produzieren, fast vollständig zerstört sind. Die Ärzte gaben mir viele Ratschläge, die ich den Rest meines Lebens berücksichtigen muss. Wenn ich alle Regeln befolge, wird es keine größeren Probleme geben, und ich kann fast genau so leben wie jeder andere auch. MATERIAL 4 Was ist Diabetes? Manchmal kann der Körper den Blutzuckerspiegel nicht im Gleichgewicht halten: Mal sind mehr als 90 mg Glucose in 100 ml Blut, mal viel weniger. Wie du weißt, können manche Zellen und Organe die Energie aus Zucker, Stärke und anderen Kohlenhydraten nicht verwerten, weil sie die Glucose aus dem Blut nicht ohne die Hilfe von Insulin aufnehmen können. Ist gar kein Insulin oder zu wenig vorhanden, steigt der Blutzuckerspiegel und bleibt dauerhaft hoch. Menschen, bei denen das so ist, leiden an Diabetes. Dabei handelt es sich um eine chronische Erkrankung. Einige Diabetiker können überhaupt kein Insulin mehr produzieren, bei anderen schüttet die Bauchspeicheldrüse zu wenig Insulin aus. In anderen Fällen ist der Mechanismus gestört, der das Insulin-Signal ins Innere der Zelle weiterleitet. Wegen der verschiedenen Ursachen und Symptome werden zwei Arten von Diabetes mellitus unterschieden: Typ-1 und Typ-2. Lies die Informationen über Diabetes mellitus Typ-1 oder Typ-2. Diskutiere mit einem Partner, der sich über denselben Diabetes Typ informiert hat. Erklärt euch gegenseitig, was ihr vielleicht nicht ganz verstanden habt. Suche jetzt einen anderen Gesprächspartner, der sich über Ursachen, Symptome und Therapie des anderen Diabetes Typs informiert hat. Tauscht eure Informationen aus. Vergleicht eure Ergebnisse und unterstreicht die Unterschiede. Was passiert, wenn gar kein Insulin vorhanden ist und wenn der Rezeptor nicht funktioniert? Diskutiere dieses Problem mit deinem Partner. 3

4 9 10 UNTERRICHT MATERIAL 4 A Ursachen Diabetes mellitus Type-1 gar keine Insulinproduktion, da die Beta-Zellen der «Langerhansschen-Inseln» des Pankreas zerstört wurden. genetische Veranlagung, vermutlich in Verbindung mit einer bestimmten Virusinfektion. Alter: Die Krankheit bricht meist in der Kindheit aus. Symptome Therapie tauchen plötzlich auf häufiges Wasserlassen ständig großer Hunger und Durst Gewichtsverlust Antriebslosigkeit (Lethargie) Blutzucker-Test alle vier bis sechs Stunden; Protokollieren der Ergebnisse regelmäßige Insulininjektionen Auswahl zucker- bzw. kalorienarmer Gerichte und Getränke spezielle Diät: Anpassung der Insulindosis an die Kohlenhydratmenge B Ursachen Diabetes mellitus Type-2 Die Beta-Zellen der «Langerhansschen-Inseln» produzieren (anfangs) noch Insulin. Die Rezeptoren der insulinabhängigen Zellen arbeiten nicht richtig, oder es gibt zu wenige davon. Übergewicht, meist in Kombination mit einer genetischen Veranlagung Alter: Die meisten Patienten sind über 40 Jahre alt; manchmal haben allerdings auch Kinder Diabetes Typ-2 Symptome Therapie verschwommene Sicht häufiges Wasserlassen starker Appetit und ständiger Durst trockene Haut Kribbeln oder Gefühlsverlust in Händen oder Füßen Müdigkeit Gewichtsverlust durch Änderung der Essgewohnheiten und Sport Medikamente in Kombination mit einer Diät (viele Ballaststoffe, ungesättigte Fettsäuren, Früchte und Gemüse) Insulininjektion nur notwendig, wenn keine Insulinproduktion mehr stattfindet regelmäßiger Blutzucker-Test 4

5 MATERIAL 5 Diabetes mellitus Type-1: Ratschläge der Ärzte Aufgabe Vergleiche die Ratschläge der Ärzte mit den Eintragungen in dem Tagebuch von Melitta Mellitus. Notiere und diskutiere mit deinem Partner, ob sie die Ratschläge befolgt. Die unten stehenden Fragen könnten dir dabei helfen. Nomalerweise produziert die Bauchspeicheldrüse 10 mg Insulin für fünf Tage; dies entspricht 250 Insulineinheiten (IE). Ziel der Diabetes-Therapie ist die Anpassung der Insulindosis an die aufgenommene Kohlenhydratmenge. Damit hängt die Insulinmenge ab von der Nahrungsmenge, dem aktuellen Blutzuckerwert, der jeweiligen körperlichen Anstrengung. Um Insulindosis und -bedarf optimal abzustimmen, sollten die Patienten sich mindestens zwei mal täglich Basalinsulin verabreichen, dessen Wirkung verzögert ist, schnell reagierendes Insulin (Normalinsulin) nach Bedarf, also in Abhängigkeit von den Mahlzeiten und der körperlichen Aktivität, injizieren, den Blutzucker regelmäßig messen (vor und nach den Mahlzeiten), ballaststoff- und vitaminreich essen, regelmäßig viel Flüssigkeit zu sich nehmen. Nahrung mit 1 BE (BE = Broteinheiten) (1 BE = 12 g Kohlenhydrate) 200 ml Milch eine dünne Scheibe Vollkornbrot ein halbes Brötchen ein kleines Stück Obst (Apfel, Pfirsich) 10 Weintrauben 15 Fruchtgummis Melitta s Tagebuch Montag 4. Juni Aufstehen; vor dem Frühstück: Blutzucker messen; Injektion von 3 IE Basalinsulin Frühstück: eine Scheibe Brot (1,5 BE) mit Marmelade (1 BE) hatte es eilig, vergaß nach dem Frühstück die Blutzucker-Messung 8.00 Unterrichtsbeginn 9.00 war müde; konnte/durfte während des Unterrichts nichts essen und trinken (möchte nicht, dass jemand weiß, dass ich Diabetes habe) Injektion von 10 IE Normalinsulin nach dem Blutzuckertest habe in der ersten Pause einen Apfel gegessen habe in der zweiten Pause eine Scheibe Brot gegessen nach Hause gegangen; vor dem Mittagessen: Blutzuckertest und Injektion von 6 IE Basalinsulin Mittagessen: kleine Pizza (5 BE) Blutzuckertest 20 Minuten nach dem Mittagessen und Injektion von 6 IE Normalinsulin habe mich vor den Hausaufgaben etwas ausgeruht Blutzuckertest; habe etwas Obst gegessen Blutzuckertest vor meinem Fußballtraining Fußballtraining Blutzuckertest; fühlte mich großartig Blutzuckertest vor dem Abendessen Abendessen: Hähnchensalat mit Ananas und Brot (6 BE) Blutzuckertest nach dem Abendessen; Injektion von 8 IE Normalinsulin habe nach dem Abendessen etwas Schokolade gegessen (sollte dies so spät nicht mehr tun, Vollkornbrot wäre besser gewesen, da der Blutzuckerspiegel danach nicht so schnell ansteigt) vor dem Zu-Bett-Gehen habe ich einen Brief an meinen Freund geschrieben freue mich ihn morgen zu sehen Fragen 1. Wie oft misst Melitta ihren Blutzucker? 2. Befolgt sie dabei immer den Rat der Ärzte? 3. Findest du ihre Entscheidung richtig, niemand etwas von ihrer Krankheit zu erzählen? Begründe deine Meinung. 4. Hat die Krankheit auch das Leben ihrer Familie verändert? 5. Was würdest du sagen und tun, wenn dein/e Freund/in dir sagen würde, dass sie/er an Diabetes erkrankt ist? Was meinst du: Ist es ein Problem mit Diabetes zu leben? Begründe deine Meinung. 5