Definieren Sie den Begriff Hormone und nennen Sie Wirkmechanismen!
Hormone wirken in geringen Mengen auf Zielzellen oder -organe: Fernwirkung durch Sekretion in den Blutkreislauf, lokale Wirkung durch Diffusion auf Nachbarzellen. Hormone können auch als Neurotransmitter wirken.
Nennen und beschreiben Sie kurz die verschiedenen Hormontypen!
Hormontypen: Neurohormone: gebildet in Nervenzellen mit hohem Gehalt an rauem ER und Golgi-Apparaten; Abgabe über das Axon an die Blutbahn. Drüsenhormone: gebildet in Drüsen, die Sekrete in den extrazellulären Raum abgeben. Ihr Transport erfolgt über das Blutsystem. Gewebshormone: Gruppe verschiedener Substanzen, die in Zellen gebildet werden, die für eine Hormonproduktion nicht typisch sind. Sie sind wirksam am Ort ihrer Entstehung oder in nächster Nähe. Pheromone: Ektohormone, die der Kommunikation zwischen Individuen dienen. Sie kommen im gesamten Tierreich vor
Nennen Sie die Unterschiede im Wirkmechanismus von Peptid- und Steroidhormonen!
Peptidhormone sind hydrophil; sie werden im Plasma in gelöster Form transportiert. Ihre Halbwertszeit ist kurz. Sie binden an membranständige Rezeptoren, bleiben außerhalb der Zelle. Das Hormon stellt den First Messenger dar. Das Signal wird in die Zelle weitergeleitet (Signaltransduktion). Bei der Weiterleitung wird das Signal über Effektoren in einen oder mehrere Second Messenger umgewandelt. Bei jedem Schritt erfolgt eine Signalverstärkung (Amplifikation). Steroidhormone sind lipidlöslich; sie werden im Plasma an Proteine gebunden transportiert; ihre Halbwertszeit ist lang. Lipidlöslich passieren sie die Cytoplasmamembran und binden an intrazelluläre Rezeptoren, meist Transkriptionsfaktoren. Der Hormon-Rezeptorkomplex dockt an die hormone response elements (HREs) der DNA an, bestimmte Gene werden aktiviert oder inaktiviert.
Beschreiben Sie G-Proteine!
Die heterotrimeren G-Proteine bestehen aus drei Untereinheiten (a, b, g) und binden an GTP/GDP. Sie fungieren als Überträger zwischen dem membranständigen Rezeptor (G-Protein-gekoppelter Rezeptor) und den Effektorenzymen. Wird der Rezeptor durch seinen Liganden aktiviert, bindet die a-Untereinheit an den Rezeptor. Eine Konformationsänderung löst in Folge die a-Untereinheit von dem b/g-Komplex, und das an die a-Untereinheit gebundene GDP wird gegen GTP ausgetauscht. Dadurch werden sowohl die a-Untereinheit als auch der b/g-Komplex aktiviert und können im Folgenden an der Signalweiterleitung beteiligt sein. Die aktive a-Untereinheit z. B. stimuliert entweder die Adenylatcyclase, die ATP zu cAMP umwandelt, oder bindet an Phospholipase C, die IP3 und DAG freisetzt.
Erklären Sie den Wirkmechanismus der enzymgekoppelten Rezeptoren am Beispiel der Tyrosinkinase!
Die membranständigen katalytischen Rezeptoren liegen im unbeladenen Zustand in Form von Monomeren vor. Nach Bindung von Liganden dimerisieren sie. Über die intrazellulären Tyrosinkinase-Domänen mit ATP-Bindungsstelle phosphorylieren sich die beiden Untereinheiten gegenseitig. An die aktivierten Untereinheiten binden Proteine. Das Signal wird intrazellulär über Proteinkinasen weitergeleitet und verstärkt.
Das Pankreas der Säugetiere ist Bildungsstätte von Verdauungsenzymen und Hormonen. Nennen Sie die Hormone, ihren Bildungsort und ihre Wirkung!
In den Langerhans-Inseln des Pankreas werden Insulin und Glucagon gebildet. Beide Hormone sorgen für die Konstanthaltung des Blutzuckerspiegels: Insulin senkt und Glucagon steigert den Blutzuckerspiegel.
Worin besteht der Unterschied zwischen Typ-1-Diabetes und Typ-2-Diabetes?
Bei Typ-1-Diabetes kommt es auf Grund einer Immunreaktion zu einer Degeneration der Insulin-produzierenden B-Zellen, es wird zu wenig Insulin produziert. Bei Typ-2-Diabetes produzieren die B-Zellen Insulin, jedoch funktioniert die Glucoseregulation nicht. Es verändert sich das Ansprechen der Körperzellen auf Insulin und es kommt zu einem relativen Insulinmangel.
Erklären Sie das Prinzip eines hormonellen Regelkreises!
Im Normalfall erfolgt die Regelung über einen negativen Rückkopplungsprozess. Rezeptoren messen die Regelgröße (Hormonspiegel), die Information über den Ist-Wert wird an bestimmte Zellen im Hypothalamus weitergegeben. Der Hypothalamus fungiert als Regelglied, in ihm werden Soll- und Ist-Wert des Hormonspiegels verglichen. Liegt eine Abweichung vor, wird über die Stellglieder (untergeordnete Hormondrüsen) korrigierend auf den Regelkreis eingewirkt.
Welche Hormone regulieren die Entwicklung holometaboler Insekten? Beschreiben Sie das Zusammenspiel!
Der Häutungsprozess wird durch das prothorakotrope Hormon gesteuert. Zu Anfang jeder Häutung werden Ecdyson und Juvenilhormon sezerniert. Die Konzentration des Juvenilhormons ist entscheidend: Bei hoher Juvenilhormonkonzentration erfolgt eine Larvalhäutung, ist die Konzentration an Juvenilhormon etwas niedriger folgt die Häutung zum Puppenstadium. Bei fehlendem Juvenilhormon setzt die Metamorphose ein. Das Eclosionshormon ruft Verhaltens- und Aktivitätsänderungen hervor, sodass Schlüpfen aus der alten Cuticula möglich wird. Bei der Puppen- und Adulthäutung ist Bursicon beteiligt, es bewirkt die Sklerotisierung.
Warum werden Pheromone in der Schädlingsbekämpfung eingesetzt?
Von vielen Schädlingen in Land-, Forst- und Vorratswirtschaft sind die Pheromone chemisch identifiziert. Der Einsatz synthetischer Pheromone in der Bekämpfung ist eine umweltfreundliche Alternative zu den ansonsten angewendeten Insektiziden, die die Umwelt (Boden, Wasser) belasten und auch Nutzinsekten vernichten.
