Inhalt. Teil A Energiestoffwechsel. wichtigsten Nahrungsstoffe:

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1 Inhalt Teil A Energiestoffwechsel Die Bedeutung der katalytischen Zentren Klassifizierung von Enzymen Enzymkinetik 24 Die maximale Reaktionsgeschwindigkeit 24 Die 26 Die 27 Das Lineweaver-Burk-Diagramm 28 Die katalytische Aktivität 28 1 Der Energiestoffwechsel im Die 28 Überblick 3 Enzymhemmung 29, Allosterische Effekte 32 J. Rassow 1.1 Worum geht es in diesem Kapitel? Woher stammt die Energie für Lebenspro- molekulare Struktur der wichtigsten Nahrungsstoffe: Kopplung. 3 Kohlenhydrate, Triacylglycerine Die Bedeutung des ATP als Energieträger... 4 und Aminosäuren 34 Wo im ATP steckt die Energie? 5 Warum wird bei der Hydrolyse von ATP J. Rassow Energie freigesetzt? 6 Kurzübersicht Wie entsteht ATP? 6 Kohlenhydrate Woher stammt die Energie für die Chemie der Kohlenhydrate 34 ATP-Synthese? 7 Monosaccharide Ein Protonenfluss als Energiequelle der ATP- und Polysaccharide 39 Synthase 8 Verbindungen von Kohlenhydraten mit Die Atmungskette als Protonenpumpe 8 Peptiden und Proteinen Die Herkunft der Elektronen Funktion der Kohlenhydrate im Energiestoffkette 9 Wechsel 43 Herkunft des Sauerstoffs 9 Triacylglycerine (TAG) 44 Herkunft der Elektronen 9 Struktur Funktion der TAG im Energiestoffwechsel , 4.4 Aminosäuren 50 2 Biochemisch relevante Grundstruktur und Eigenschaften 50 Stoffklassen - eine erste Die proteinogenen Aminosäuren 52 Einführung Die charakteristischen Aminosäurereste und J. Rassow ihre biochemische Relevanz 52 Nicht essenzielle und essenzielle proteinogene 2.1 Aminosäuren, Peptide und Proteine Aminosäuren Kohlenhydrate Der Sonderfall Selenocystein Lipide und Fettsäuren Nicht proteinogene Aminosäuren Weitere Stoffklassen Funktion im Energiestoffwechsel 59 3 Triebkraft und Geschwindigkeit 5 Die wichtigsten biochemischen biochemischer Reaktionen Funktionsträger: Proteine 62 ]. Rassow Rassow 3.1 Die Triebkraft biochemischer 16 Grundlagen Die Bedeutung der Freien Energie Die Die Bedeutung des chemischen Gleichge- 5.3 Proteinstrukturen 63 wichts Primärstruktur Was geschieht bei Annäherung an das che Sekundärstruktur 64 mische Gleichgewicht mit der Freien Energie? 20 Grundlagen Die Bedeutung der Entropie Die Geschwindigkeit biochemischer 66 Reaktionen 21 Schleife Prinzipien der chemischen Reaktionskinetik Tertiär- und Quartärstruktur Enzyme als Katalysatoren biochemischer Stabilisierung der Tertiärstruktur 67 Reaktionen 22 Die Funktion der Enzyme 22 Biochemie 2012 digitalisiert durch: IDS Basel Bern

2 Abbau der Kohlenhydrate zu des bzw. Lactat Auffüllung des Citratzyklus: Anaplerotische ]. Rassow Reaktionen Kurze Einführung Die Glykolyse 70 8 Abbau von Triacylglycerinen und Grundlagen 70 Ketonkörpern Die einzelnen Reaktionsschritte der Glykolyse 70 Rassow Abschnitt 1 71 Abschnitt Grundlagen 116 Energiebilanz Physiologische Bedeutung 116 Reversible und irreversible Schritte Triacylglycerine (TAG) 116 Was wird aus dem Pyruvat? 78 Speicherorte der TAG Die Regulation der Glykolyse 79 TAG im Vergleich mit Glykogen 118 Schlüsselenzyme Ketonkörper 118 Bedeutung und Regulation von Hexokinase Hydrolyse von Triacylglycerinen durch Lipasen und Glucokinase Was wird aus den Hydrolyseprodukten Bedeutung und Regulation der Phospho- Glycerin und Fettsäuren? Abbau von Glycerin 121 Regulation der Pyruvat-Kinase Abbau der Fettsäuren 6.3 Reduktion und Oxidation von Pyruvat 85 Grundlagen Reduktion von Pyruvat zu Lactat (Lactat- Import der Fettsäuren in die Mitochondrien. gärung) 85 ß-Oxidation gesättigter, geradzahliger Fett- Funktion 85 säuren 124 Die Lactat-Dehydrogenase 86 ungesättigter Fettsäuren 127 Der weitere Abbau des Lactats 87 ß-Oxidation ungeradzahliger Fettsäuren Oxidativer Abbau von Pyruvat 87 in 6.4 Abbau von Glykogen 87 Energiebilanz der mitochondrialen Einführung Der Glykogenabbau 88 Regulation der 130 Abbau an freien Abbau von Ketonkörpern 130 Abbau an Verzweigungsstellen Abbau von Proteinen und 6.5 Abbau der Stärke 91 Aminosäuren Abbau der Fructose Abbau der Galaktose 93 ] Rassow 9.1 Grundlagen Oxidativer Abbau VOn Pyruvat: Die Transport von Stickstoff im Blut: Alanin, Reaktionen der Pyruvat- Glutamin und Harnstoff Dehydrogenase und des Citratzvklus Die einzelnen Reaktionsschritte 140 Rassow Energiebilanz Einführung 97 Was wird aus dem Fumarat? Die Pyruvat-Dehydrogenase (PDH) 98 Harnstoffzyklus Grundlagen 98 Ammoniak im Stoffwechsel Der Aufbau der Pyruvat-Dehydrogenase Die einzelnen Reaktionsschritte 100 Entgiftung von Ammoniak Abspaltung von Aminogruppen durch Die Regulation 102 und 7.3 Der 103 Transaminierung Grundlagen 103 Desaminierung Funktionen des Citratzyklus 103 von Glutamat Die der Dehydrogenasen: Hydrolytische Desaminierung von Glutamin ein Schlüssel zum Verständnis des Citrat- Eliminierende Desaminierung von Die 106 Threonin und Cystein Energieausbeute des Citratzyklus 113

3 9.6 Wege des Kohlenstoffs im Abbau der Amino- Ernährung und Verdauung säuren 150 J. Rassow Grundlagen: glucogene und ketogene Aminosäuren Abbau zu Pyruvat und Metaboliten des Citratzyklus 150 Abbau zu Abbau der einzelnen Aminosäuren Wichtige Produkte des Aminosäureabbaus Aminosäure-Abbauprodukte mit Mediatorfunktion: Biogene Amine Stickstoffmonoxid (NO) als Abbauprodukt des Arginins als Überträger von Methylgruppen Aminosäuren als Vorstufen weiterer Synthesen 160 ATP-Synthese durch oxidative Phosphorylierung Speicherung und Bereitstellung Rassow von Kohlenhydraten 200 Einführung: Mechanismen der ATP-Synthese im Stoffwechsel Die ATP-Synthase Aufbau Funktionsweise 163 Triebkraft der ATP-Synthase 10.3 Die Atmungskette Einführung 163 Die Komponenten der Atmungskette Komplex I 166 Das Coenzym Ubichinon 168 Komplex II 168 Die ETF-Ubichinon-Oxidoreduktase 169 Die Glycerin-3-phosphat-Dehydrogenase 170 Komplex III und der 170 c 171 Komplex IV 172 Die Redoxpotenziale der Atmungskette Regulation der Aktivität der Atmungskette.. Import und Export von Metaboliten über die Mitochondrienmembran Transport von Reduktionsäquivalenten über die Glycerin-3-phosphat-Shuttle Vergleich beider Shuttle-Systeme Entkoppler des Der physiologische Entkoppler Thermogenin Toxische Entkoppler Angeborene Defekte des OXPHOS-Systems Bakterielle Atmungsketten Einführung Ernährung 180 Zusammensetzung der Nahrung 180 Parenterale Ernährung 185 Energiegehalt der Nahrung Der tägliche Energieumsatz 185 Bestimmung des Energiegehalts der Nahrung Verdauung Überblick Die Verdauungssekrete 188 Speichel 189 Magensaft 190 Pankreassekret 193 Galle 195 Dünndarmsekret 199 Verdauung der Nahrungsbestandteile J. Rassow Aufnahme der Kohlenhydrate aus der Nahrung Wichtige Kohlenhydrate in der Nahrung Verdauung der Kohlenhydrate 200 in Speichel und Pankreassaft 200 Enzyme im Bürstensaum der Enterozyten Resorption der Kohlenhydrate im Darm Transport in Hepatozyten 203 Transport der Glucose in die extrahepatischer Gewebe 203 Transport in Skelettmuskel- und Fettzellen Transport in die Zellen des ZNS und in Erythrozyten 204 Rückresorption der Glucose in den Nierentubuluszellen Glykogensynthese Mechanismus der Glykogensynthese 205 Einbau von Glucose in Neubildung von Glykogen Regulation der Glykogensynthese 210 Regulation bei steigendem Bedarf an Glucose 210 Regulation bei Überangebot an Glucose 12.3 Gluconeogenese 212 Funktion der Gluconeogenese im Stoffwechsel Ort der Gluconeogenese Mechanismus der Gluconeogenese 213 Reaktionsschritte 214 Energiebilanz Ausgangsstoffe der Gluconeogenese Regulation der 218 Allosterische Regulation 219 Hormonelle Regulation 219

4 13 Die Bereitstellung von Fettsäuren, Regulation des Triacylglycerinen und Energiestoffwechsels 258 Ketonkörpern 221 Rassow Rassow Einführung Überblick 221 Regulation bei kurzfristig erhöhtem Energie Aufnahme der aus der Nahrung 221 bedarf 258 Verdauung der Lipide Regulation bei Ausdauerleistungen Resorption der Regulation bei Nahrungsmangel 261 Fettsäuresynthese 225 Regulation im Anschluss an eine Mahlzeit Bereitstellung von Schlüsselenzyme des Mechanismus der Fettsäuresynthese 226 Energiestoffwechsels 266 Prinzip 226 Zentrale Kontrollpunkte in der Regulation des Die als Schritt- Energiestoffwechsels 269 der Fettsäuresynthese Die Koordination des Energiestoffwechsels in Der Reaktionszyklus der Fettsäuresynthese den peripheren Organen 269 Freisetzung der synthetisierten Fettsäure Die Regulation des Hungergefühls 270 Energiebilanz Physiologische Funktionen der Fettsäuren Regulation der Fettsäuresynthese 231 Vitamine Bildung ungesättigter Fettsäuren 233 Woher stammt das NADPH für die Fett- Säuresynthese? 234 Grundlagen Das als Quelle von NADPH für Vitaminbedarf 273 die Fettsäuresynthese Der Pentosephosphatweg Grundlagen 235 Hypervitaminosen 275 Abschnitte des Pentosephosphatwegs 235 Einteilung der Vitamine 275 Reaktionsschritte des Pentosephosphatwegs. 236 Fettlösliche Vitamine 275 Regulation 239 Retinol - Vitamin A Upogenese: Biosynthese Triacylglycerine Calciferole - Vitamin D Tocopherol - Vitamin E 279 Reaktionsschritte der TAG-Synthese Vitaminosen Regulation der TAG-Synthese 241 Vitamin!!!!!!!!!!!!! (Ketogenese) 242 Vitamine Grundlagen Vitamin Reaktionen der Ketonkörpersynthese Vitamin Lipoproteine: Transport von Lipiden im Blut Niacin Aufbau und Einteilung 243!!!!!!!!!!!!!!!!! Der Stoffwechsel der Lipoproteine Folsäure 292 VLDL (Very low Density Lipoproteins) 245 _ 297 LDL (Low Density Lipoproteins) HDL (High Density Lipoproteins) Vitamin C 301 Proteine als Nahrungsmittel 252 Spurenelemente Verdauung der Proteine Grundlagen Hydrolyse der Proteine durch Proteasen der Spurenelemente Resorption der Hydrolyseprodukte 253 Spurenelementen Reaktionsmechanismen 255 einzelnen 305 Vorkommen und Aufgaben der Proteasen \12\ Eisen Reaktionsmechanismen Serin-Proteasen 255 Metall-abhängige Proteasen Proteaseinhibitoren K Cobalt Schwefel 314

5 Funktion biologischer Membranen K Molybdän Chrom Vielfalt der Membranfunktion 346 Quecksilber 316 Transport Passiver und aktiver Transport 346 Passiver Transport 346 Aktiver Transport 347 B Transportproteine in Membranen 348 Ionenkanäle 348 Einführung 321 Porine 348 Transporter 348 J. Rassow Transport von Einführung 321 Endozytose 351 Exozytose 353, Transzytose Aufbau der Zelle K. Vesikelfluss innerhalb der Zelle Signalvermittlung Aufbau der Prokaryontenzelle Aufbau der Eukaryontenzelle Besonderheiten in mehrzelligen Organismen Vorteile der Kompartimentierung Vermittlung von Tight Junctions Adhäsionsverbindungen Desmosomen Hemidesmosomen Fraktionierung von 325 ' ' Gap Junctions Aufbau und Synthese biologischer Membranen 328 Zellorganellen 358 K. 3.1 Überblick Membraniipide Das Grundprinzip: Die 329 Zellkern Struktur und Verteilung 329 Aufbau 359 Phospholipide Glykolipide Cholesterin Biosynthese 333 Glycerophospholipide 333 Informationsspeicherung und DNA-Synthese 361 Sphingolipide 336 RNA-Synthese 361 Cholesterin Abbau 339 Glycerophospholipide Zusammenbau der ribosomalen Untereinheiten 362 Sphingolipide Cholesterin Biosynthese von Membranproteine Aufbau 341 Mitochondriale Matrix 365 Integrale Membranproteine 341 ins 365 Periphere Membranproteine 342 Retikulum Funktion Kohlenhydrate Struktur Funktion 345

6 5.6.2 Funktion Nicht kollagene Glykoproteine 396 Glykosylierung von Proteinen und Membran- Fibronektin 396 lipiden 368 Laminin 397 Proteinsortierung Abbau der extrazellulären Matrix Extrazelluläre Matrix des Knochens Aufbau Anorganische Matrix Funktion Organische Matrix Biogenese Extrazelluläre Matrix des Knorpels Aufbau Funktion Biogenese 373 Teil C Zellzyklus und Aufbau Funktion 374 Genetik Das Ubiquitinsystem 374 Netzker 6 Zytoskelett 376 Nukleotide 401 K. Einführung Überblick 376 Aufbau der Nukleotide Funktionen der Nukleotide Aufbau 376 Energieträger Funktion 377 Synthesevorstufen Mikrotubuli 378 Bausteine von DNA und RNA Aufbau 378 Vorstufen weiterer Synthesen Bestandteil von 405 Formgebung Signalmoleküle 405 Transport Allosterische Effektoren Komplexe Mikrotubulistrukturen Stoffwechsel der Nukleotide 406 Zentriolen und Basalkörper Stoffwechsel der Purinnukleotide 406 Kinozilien und Flagellen 382 De-novo-Synthese der Purinnukleotide 406 Kernteilungsspindel 383 Energiebilanz und Regulation der De-novo Synthese Aufbau 383 Abbau der Purinnukleotide Funktion 384 Wiederverwertung der Purine (Salvage Path- Keratinfilamente Neurofilamente 385 Stoffwechsel der 385 Synthese der Pyrimidinnukleotide 385 Abbau der Pyrimidinnukleotide Synthese von Desoxyribonukleotiden aus 7 Extrazelluläre Matrix K. Desoxyribonukleotide mit den Basen Adenin, Guanin und Cytosin Überblick Desoxyribonukleotide mit der Base Thymin Komponenten der extrazellulären Matrix Kollagen 387 Struktur 387 Nukleinsäuren (Polynukleotide)..417 Biosynthese Grundlagen Elastin DNA Glykosaminoglykane Die 419 Aufbau Die Verpackung der DNA 420 Biosynthese RNA 421 Abbau Struktur 421 Funktion Typen der RNA Proteoglykane Das humane Genom 422 Aggrecan 395 Decorin 395 Perlecan 395

7 3 Einführung in die Molekularbiologie 423 und Ablauf der Proteinfaltung Grundbegriffe 423 beteiligte Zentrales Dogma der Molekularbiologie Chaperone 467 Faltungshelferenzyme Cotranslationaler Proteintransport in das 4 Replikation der DNA 425 endoplasmatische Retikulum Modifikation von der!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 425 Proteinen Überblick Erkennung der Replikationsstartstelle(n) und 6 Gentechnik und Nachweis bzw. Strangtrennung 426 Analyse von Nukleinsäuren Synthese des Primers DNA-Synthese Einführung 473 Prinzip 427 Die Werkzeuge 474 Reaktionsmechanismus Plasmide Ligation der 429 Natürliche Funktion Replikation eukaryontischer Chromosomen- Anwendung Restriktionsendonukleasen Hemmstoffe der Replikation 431 Natürliche Funktion und Eigenschaften 476 Anwendung in der Gentechnik Reverse Transkriptase Natürliche Funktion und Eigenschaften Überblick 432 Anwendung in der Gentechnik Transkription 433 Weitere Enzyme Die Transkriptionsprodukte: die ver- Methodik der Gentechnik: Klonierung 478 schiedenen RNA-Typen 433 Werkzeuge 478 Kodierende RNA-Typen 433 Spender-DNA 478 Nicht kodierende RNA-Typen 434 Klonierungsvektoren Die Transkriptionsenzyme: 437 Restriktionsendonukleasen und 479 Prokaryontische 437 Empfängerzellen 480 Eukaryontische RNA-Polymerasen 437 DNA-Transfermethoden Ablauf der Transkription 438 DNA-Transfer in Bakterien 480 Ablauf der Transkription bei Prokaryonten DNA-Transfer in Eukaryonten: 481 Ablauf der Transkription bei Eukaryonten Klonierung Regulation der Transkription 442 Einsatzgebiete 481 Regulation der Transkription prokaryontischer Nachweis und Analyse von Nukleinsäuren (PCR) 482 Regulation der Transkription eukaryontischer Reverse reaktion (RT-PCR) Hemmstoffe der Transkription Entstehung und Nachbearbeitung der 449 phorese Prozessierung der hnrna Capping Polyadenylierung RNA-Editing (RFLP) 486 C-zu-U-Editing 454 (Genetischer Fingerab- 5.4 Translation Der genetische Code 455 Grundlagen Beladung mit Aminosäuren 456 Verfahren zur DNA-Profilanalyse Ablauf der Translation 457 DNA-Sequenzierung 488 Initiation Knock-out-Tiere und transgene Tiere 490 Termination Hemmstoffe der Translation 462 Posttranskriptionelle und translationale Regulation durch kleine RNA 464

8 Mutationen DNA-Reparatur Mutationen 492 Retroviren Mutationsformen Genommutation Bakterien als biologisches Karzinogen 520 Chromosomenmutation 492 Tumorentwicklung: Die Bildung von Tumorund Punktmutation 493 und Tochterkolonien 520 Gen- Entstehung von Angiogenese 521 Mechanismen endogener DNA-Schäden Metastasierung 521 Mechanismen exogener DNA-Schäden 495 Tumortherapie Reparatur der DNA-Schäden 496 Zytostatika 522 Direkte Reparatur 496 Neuere Entwicklungen in der Tumortherapie Reparatur von Alkylschäden 496 Monoklonale Antikörper Nukleotid-Exzisionsreparatur Kontrolle der Replikationsgenauigkeit und Fehlpaarungsreparatur (Mismatch-Reparatur) Reparatur von Doppelstrangbrüchen Der Zellzyklus 501 Kommunikation 8.1 Ablauf Regulation Kontrollpunkte im Zellzyklus Grundlagen Komponenten des Zellzyklus-Kontrollsystems 503 Einführung Steuerung der bzw. S- Prinzipien der Signalübertragung zwischen Phase 504 /S-Übergangs 504 Junctions 528 Kontrolle der S-Phase Zeil-Zeil- und 528 Steuerung des G2/M-Ubergangs 505 Extrazelluläre Signalübertragung 528 Endokrine Signalübermittlung Die 506 Parakrine Signalübermittlung 528 Autokrine Signalübermittlung Einführung 506 Hormone und Zytokine Bedeutung Apoptose 506 Einteilung der Komponenten des Apoptose-Apparates 507 Glanduläre Hormone Caspasen 507 Aglanduläre Hormone Proteine der Bcl-2-Familie Eigenschaften und Wirkprinzip von Inhibitors Proteins 508 Hormonen Auslösung der Apoptose 508 Hormonelle Regelkreise!!!!!!!! Extrinsischer Signalweg 508 Einfache Rückkopplung (biologischer Intrinsischer Signalweg Steuerung über das ZNS (neuroendokrine 9.5 Wirkung der Systeme) Fehlregulationen der Apoptose Nachweismethoden 532 Molekulare Onkologie (RIA) immunosorbent Assay (ELISA) Einführung 511 Tumorentstehung (Kanzerogenese) Somatische Mutationen als Auslöser der Mechanismen der Transformation 512 Signaltransduktion 534 Protoonkogene Einführung 534 Mutation von Protoonkogenen zu Onkogenen 513,,.., 2.2 Rezeptoren in der Zellmembran Rezeptoren 535 Mechanismus der Signaltransduktion 535 Tumorentstehung 518 Die Adenylatzyklasen 538 Die Phospholipase Cß 541 Wirkungen der 545

9 2.2.2 Ligandenaktivierte Ionenkanäle 545 Freisetzung, Transport und der Enzymgekoppelte Rezeptoren 546 Steroidhormone 592 Guanylatzyklasen Glucocorticoide 592 Rezeptortyrosinkinasen 549 Regulation der Biosynthese 592 Rezeptoren mit assoziierten Tyrosinkinasen. 551 Molekulare Wirkungen 593 Rezeptor-Serin/Threoninkinasen 553 Zelluläre Wirkungen Intrazelluläre Rezeptoren (Kernrezeptoren) Androgene Steroidhormonrezeptoren Hormone der Gonaden Rezeptoren für Schilddrüsenhormone, Androgene 601 Vitamin D und Retinsäure 555 Biosynthese und Transport Kernrezeptor-Superfamilie - Rezeptoren der Regulation der Biosynthese Molekulare Wirkungen 601 Zelluläre Wirkungen 601 Hormone Östrogene und Gestagene 602 Biosynthese und Transport Regulation der Biosynthese Insulin 557 Molekulare Wirkungen 603 Struktur und Biosynthese 557 Zelluläre Wirkungen 603 Sekretion Wachstumshormon 608 Abbau Struktur und Regulation der Biosynthese Molekulare Mechanismen der Insulinwirkung Molekulare und zelluläre Wirkungen 608 Zelluläre Wirkungen von Insulin 561 Molekulare Wirkungen Glukagon 566 Zelluläre Wirkungen 609 Biosynthese Prolaktin 610 Sekretion Gastrointestinale Hormone Abbau Gastrin 612 Molekulare und zelluläre Wirkungen Sekretin 613 Glukagon-ähnliche Peptide Cholecystokinin (CCK) Die Katecholamine Adrenalin und Nor Hormone mit Wirkung auf den Wasser- und adrenalin 569 Elektrolythaushalt Biosynthese und Sekretion Regulation des Wasserhaushalts: Antidiure Abbau 571 tisches Hormon Molekulare Mechanismen 572 Biosynthese und Sekretion Zelluläre Wirkungen 572 Regulation der Sekretion 615 Wirkungen auf den Stoffwechsel 572 Molekulare und zelluläre Wirkungen 616 Wirkungen auf Organsysteme 574 Hormonelle Regulation des Natriumhaushalts 3.3 Hormone des Systems 576 (RAAS) Hypothalamus 576 Aldosteron Hypophyse 578 Atriales natriuretisches Peptid (ANP) 621 Hormone der Adenohypophyse Hormonelle Regulation des Kaliumhaushalts 621 Hormone der Neurohypophyse 579 Insulin Rückkopplungsmechanismen 580 Aldosteron Schilddrüsenhormone (Thyroxin und Hormone mit Wirkung auf den Calcium- und Trijodthyronin) 581 Phosphathaushalt Biosynthese, Speicherung, Transport und Parathormon 623 Abbau 581 Calcitonin 624 Biosynthese 581 Calciferole 624 Regulation der Biosynthese 582 FGF Transport im Blut und Aufnahme in die Zelle 583 Aktivierung und Abbau 583 Mediatoren Wirkungen 583 Molekulare Wirkungen Eikosanoide 627 Zelluläre Wirkungen Biosynthese Hormone der Nebennierenrinde 588 Freisetzung der Arachidonsäure Überblick 588 Biosynthese der Prostaglandine und des Allgemeiner Überblick über die Biosynthese Thromboxans 628 der Steroidhormone 589 Biosynthese der Leukotriene 629

10 4.1.2 Wirkungen Das erworbene Prostaglandine und Thromboxan 629 (AIDS) 680 Leukotriene Allergie Stickstoffmonoxid (NO) Entzündung Biosynthese und Inaktivierung Grundlagen Wirkungen Die Aktivierung der Leukozyten Kinine Die Leukozyten im Entzündungsherd Biosynthese und Inaktivierung 635 Neutrophile Granulozyten 688 Biosynthese 635 Monozyten und Makrophagen 689 Prozessierung und Inaktivierung Entzündung als zentrales Konzept der Wirkungen 636 kularen Pathologie Histamin Mediatoren des Biosynthese, Speicherung und Inaktivierung. 637 Interferone Wirkungen 637 Interleukine Serotonin (5-Hydroxytryptamin) Biosynthese, Speicherung und Inaktivierung. 639 TGF-ß Wirkungen 640 Weitere Mediatoren Immunologie der Blutgruppenantigene Das 693 Zytokine Das Grundlagen 645 Tumorimmunologie Wachstumsfaktoren Zytokine mit Wirkung auf die 648 Blutgerinnung Zytokine des Einführung Blutstillung: Aktivierung und Aggregation von Teil E Infektionen, Verletzungen und Vergiftungen Thrombozyten Thrombozytenadhäsion Thrombozytenaggregation Freisetzung von Inhaltsstoffen aus aktivierten Thrombozyten 702 J. Rassow Hemmung der Thrombozytenaggregation am intakten Endothel Blutgerinnung Molekulare Immunologie Das Prinzip Einführung 653 Die Blutgerinnung im Detail 705 Das angeborene (unspezifische) Immun- Auslösung und Beschleunigung der 654 Gerinnung 705 Abwehr von Mikroorganismen an Zusammenfassung und Überblick 708 Oberflächen 654 Vitamin K, und Erkennung von Mikroorganismen durch das Ionen 709 angeborene Immunsystem Fibrinolyse Das Komplementsystem 657 Blutgerinnung Rezeptorproteine des angeborenen Immun- Thrombusbildung und Ischämie 713 Systems 660 Das adaptive Entgiftung Einführung 662 Antikörper 663 Entgiftung organischer Fremdstoffe: Biotrans formation Cytochrom-P-450-Enzyme 719 und 667 Weitere Enzyme der 721 Genetische Grundlagen der Antikörpervielfalt Polyklonale und monoklonale Antikörper anorganischer Fremdstoffe: Zelluläre und molekulare Grundlagen Stoffwechsel der Schwermetalle 724 adaptiver Immunantworten 670 Auslösung einer adaptiven Immunantwort

11 Teil F Blut, Leber und Niere J. Rassow J. Rassow Teil G Muskulatur und Nervensystem 1 Biochemie des Blutes Biochemie der Muskulatur Einführung Übersicht Transport von und im Blut Muskelgewebe durch Hämoglobin Einteilung und Aufbau 765 Die strukturellen Grundlagen der 02-Bindung Skelettmuskulatur 765 des Hämoglobins 728 Herzmuskulatur 767 Die Regulation der 02-Bindung des Hämo- Glatte Muskulatur 767 globins Molekulare Mechanismen der Muskel Transport von 733 kontraktion Die verschiedenen Hämoglobine des Menschen Kontrolle der Aktin-Myosin-Bindung Schutz des Hämoglobins vor Oxidation Elektromechanische Kopplung Erythropoese und Muskelkrankheiten (Myopathien) Erythropoese Myasthenia gravis Hämbiosynthese Muskeldystrophien Metabolische Muskelkrankheiten Die Proteine des Blutserums Dilatative Kardiomyopathie Biochemie der Leber Neurochemie Einführung Einführung Stoffwechselfunktionen der Leber Energiestoffwechsel des Nervensystems Konstanthaltung des Blutzuckerspiegels Gliazellen und Myelin Synthese von Ketonkörpern, Triacylglycerinen 2.4 Schrankensysteme des ZNS 781 und Cholesterin Blut-Hirn-Schranke Aufgaben der Leber im Aminosäure (inkl. Liquor) 782 Stoffwechsel lonenkanäle Produktion von Serumproteinen Struktur und Funktion der Ionenkanäle Ausscheidungsfunktion der Leber der Ionenkanäle Bestandteile der Galle Synapsen, Endplatte und Gallesekretion 749 nicotinischer Acetylcholinrezeptor Neurotransmitter Acetylcholin (ACh) 793 Biochemie der Niere Glutamat 794 Einführung Ultrafiltration im Nierenkörperchen 751 Noradrenalin Funktionen des proximalen Tubulus 752 Dopamin Gluconeogenese Serotonin Resorption und Sekretion GABA Funktionen der Glycin Funktion des distalen Tubulus und des Neuropeptide 800 Sammelrohrs 756 Opioide Regulation der Nierenfunktionen 757 Purine Das antidiuretische Hormon ADH 2.8 Wichtige Erkrankungen des ZNS 802 (Vasopressin) Multiple Sklerose (MS) Aldosteron Alzheimer-Krankheit Funktionen des Apparates Parkinson-Krankheit Das atriale natriuretische Peptid und andere Chorea Huntington 808 Peptidhormone Sinnesorgane und Sinneszellen Aufgaben der Niere im Säure-Basen- und Riechsinneszellen 809 Stickstoffhaushalt Geschmackssinneszellen Das Ohr: Hören und Gleichgewicht Auge 811

12 Teil H 1.4 Was schädigt die 821 I Rassow Mitochondrien aus? Überlebensstrategien Biochemie des langen Lebens 1.7 Überlebensmutanten 824, Was kann man tun? 826 Hat sich der Einzug der Wissenschaften Medizin gelohnt? Gibt es Unsterblichkeit? 819 Sachverzeichnis Was setzt dem Leben der Zellen höherer Eukaryonten ein Ende? 820