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Morbus Wilson

Morbus Wilson

Bei Morbus Wilson, auch Hepatolentikuläre Degeneration oder Kupferspeicherkrankheit, handelt es sich um eine Erbkrankheit, die autosomal-rezessiv vererbt wird, und zur Folge hat, daß der Körper Kupfer vermindert ausscheidet und vermehrt in Leber und Zentralnervensystem speichert. Die Erkrankung manifestiert sich hauptsächlich im Jugend- bzw. jungen Erwachsenenalter.

Häufigkeit

Die Inzidenz von Morbus Wilson beträgt ca. 1 zu 30.000. 1 von 180 ist heterozygoter Überträger. Männer erkranken häufiger als Frauen.

Ursache

Ursache ist eine Mutation im Gen ATB7B, dem "Wilson-Gen", das sich auf Chromosom 13 befindet. Dieses kodiert das "Wilson-Protein", eine Kupfer bindende, Kationen transportierende ATPase. Es sind über 200 verschiedene Mutationen am Wilson-Gen bekannt, was den unterschiedlichen Verlauf des Morbus Wilson erklärt. Durch die Mutation entsteht eine Fehlleistung des Wilson-Proteins, das für den Transport von Kupfer aus dem Körper heraus verantwortlich ist. Das Kupfer wird nicht, wie bei einem gesunden Menschen üblich, mit der Galle und somit über den Stuhl ausgeschieden, sondern im Organismus eingelagert und entfaltet so seine toxische Wirkung.

Symptome

Häufig werden Patienten zwischen dem 14. und 25. Lebensjahr erstmals symptomatisch. Die Symptome werden durch die Kupferüberladung in den betroffenen Organen, insbesondere Leber und Gehirn, ausgelöst. Eine Erstmanifestion nach dem 40. Lebensjahr ist sehr selten. Die Leber ist bei jedem Patienten mit M. Wilson betroffen, kann aber in ihrer Ausprägung sehr stark variieren. Man unterscheidet grundsätzlich zwei Patiententypen, die mit neurlogischer-psychiatrischer Symptomatik und die mit einem mehr oder weniger ausgeprägtem Leberschaden. Die Art der psychiatrischen und neurologischen Störungen können sehr vielfältig sein, wie z.B. starke Gefühlsschwankungen, zittrige Hände oder eine verwaschene undeutliche Aussprache. Bei vielen Patienten mit neurologischer Symptomatik findet man einen Kayser-Fleischer-Kornealring im Auge vor. Dieser ist aber nicht zwingend vorhanden und daher zum Ausschließen von Morbus Wilson, bei nicht Vorhandensein, nicht geeignet. Bei den hepatischen Symptomen reicht das Spektrum von einer leichten Erhöhung der Transaminasen bis hin zur Leberzirrhose. Da die Symptome manchmal einer alkoholischen Hepatitis sehr ähneln, besteht hier die Gefahr einer Fehldiagnose.

Diagnose

Die Diagnose eines Morbus Wilson ist nicht immer einfach zu stellen. Die Gründe hierfür sind einerseits die Seltenheit der Erkrankung, und anderseits die Vielfalt der möglichen Symptome. Grundsätzlich sollte bei jedem Patienten mit unklarer Leberwerterhöhung und nicht eindeutig erklärbaren neurologischen Symptomen Morbus Wilson ausgeschlossen werden. Dieses gilt insbesondere für Patienten im Kindes- und Jugendalter.
- Spaltlampenuntersuchung des Auges: Bei Verdacht auf Morbus Wilson wird in der Cornea nach dem typischen Kayser-Fleischer-Kornealring gesucht. Dieser ist aber nicht immer vorhanden.
- Laborbefunde: Die Werte für Coeruloplasmin im Blutserum sind typischerweise erniedrigt (< 0,2 g/l). Meistens ist auch das Serum-Kuper vermindert, und die Kupferausscheidung im Urin auf > 1,6 μmol/l erhöht.
- Penicillamintest: Dieser Test dient dazu Morbus Wilson bei normalen Werten für Coeruloplasmin im Serum und Kupfer im Urin auszuschliessen. Durch Gabe von Penicillamin steigt die Konzentration von Kupfer im Urin bei Morbus Wilson immer auf >25 μmol/l an.
- Leberbiopsie: Es lässt sich der diffus verteilte Kupfergehalt der Leberzellen nachweisen.
- Magnetresonanztomografie (MRT) Durch MRT können der erhöhte Kupfergehalt der Leber, sowie Veränderungen der Basalganglien nachgewiesen werden.
- Mutationsanalyse Diese wird nicht routinemässig durchgeführt, ist eventuell für Angehörige indiziert.

Therapie

Eine kupferarme Kost als alleinige Therapie ist nicht ausreichend! Die medikamentöse Therapie ist die Standardtherapie. Hierbei werden Medikamente gegeben die entweder vorhandenes Kupfer im Körper binden (und über die Nieren ausscheiden) oder die Aufnahme von Kupfer über Nahrung verhindern. Zu den kupferbindenden Wirkstoffen zählen D-Penicillamin und Trientine, wobei D-Penicillamin das Mittel der Wahl darstellt. Bei Unverträglichkeit wird oft auf Trientine zurückgegriffen. Die Kupferaufnahme kann durch Zink verhindert werden. Dieser Effekt tritt aber erst bei einer sehr hohen täglichen Dosis ein. Die Einnahme von Zink unterhalb der erforderlichen täglichen Dosis hat keinen ausreichenden Effekt auf die Kupfereinlagerung zur Folge. Auf Zink sollte erst umgestellt werden, wenn die Kupferspeicher im Körper entleert wurden, d.h. es wird nur als Erhaltungstherapie empfohlen und nicht als Initialtherapie. Außerdem ist die gleichzeitige Einnahme von Zink und einem kupferbindenden Wirkstoff zu vermeiden, da sich die Wirkung der beiden Stoffe unter ungünstigen Umständen aufheben kann. Als letzten Ausweg, bei einer zu weit fortgeschrittener Erkrankung, bietet sich die Lebertransplantation an. Dadurch werden die defekten Leberzellen durch gesunde ersetzt und der Morbus Wilson gilt als geheilt. Natürlich bringt eine Lebertransplantation andere schwerwiegende Probleme mit sich.

Prognose

Frühzeitig erkannt und lebenslang therapiert ist Morbus Wilson als harmlos anzusehen. Die Lebenserwartung unterscheidet sich nicht oder nur geringfügig von gesunden Menschen. Unbehandelt verläuft Morbus Wilson aber immer tödlich.

Forschungsgeschichte

Entdeckt und beschrieben wurde die Krankheit erstmalig 1854 von Friedrich Theodor von Frerichs. Eine detailliertere Darstellung erfolgte 1898 von Carl Friedrich Otto Westphal sowie Adolf von Strümpell. Die heute favouristierte Namensgebung erfolgte durch die umfassende Darstellung durch Samuel Alexander Killian Wilson in seiner Doktorarbeit von 1922.

Weblinks

- [http://www.morbus-wilson.de Selbsthilfegruppe Morbus Wilson e.V. (Deutschland)]
- [http://www.medicoconsult.de/Hepabook/Wilson.php Morbus Wilson: medizinische Fachinformationen] Kategorie:Krankheit Kategorie:Hepatologie Kategorie:Neurologie

Erbkrankheit

Unter dem Oberbegriff Erbkrankheit werden allgemein solche Erkrankungen und Besonderheiten zusammengefasst, die durch untypisch veränderte Erbanlagen ausgelöst werden oder zu bestimmen Erkrankungsdispositionen führen. Im engeren Sinne zählt man jedoch nur jene Erkrankungen und Besonderheiten zu den Erbkrankheiten, die durch von Anfang an untypisch veränderte Gene ausgelöst und durch Vererbung von den Vorfahren auf ihre Nachkommen übertragen werden. Syndrome wie Formen von Trisomie, bei denen sich nicht die übliche Zahl von 46 Chromosomen im menschlichen Genom findet, können somit genau genommen nicht als Erbkrankheit gezählt werden, da sie zumeist spontan auftreten und auch nur selten vererbt werden.

Verschiedene Formen

Erbkrankheiten folgen verschiedenen Erbgängen und sind mit unterschiedlichen Vererbungs-, Wiederholungs- und Erkrankungswahrscheinlichkeiten verbunden. Man unterscheidet:
- Autosomal-rezessive Erbgänge: Die Besonderheit tritt nur dann in Erscheinung, wenn sich auf jeweils beiden Chromosomen (1 bis 22, also nicht die Geschlechtschromosomen X und Y) die gleiche Veränderung (Mutation) in einem bestimmten Gen findet, d.h. wenn der betreffende Mensch jeweils eine Veränderung von seinem biologischen Vater und eine von seiner biologischen Mutter geerbt hat. Die Eltern müssen dabei nicht betroffen sein.
- Autosomal-dominante Erbgänge: Hier führt bereits ein verändertes Allel (Allele sind die einander jeweils entsprechenden Gene eines diploiden Chromosomenesatzes) auf einem der beiden homologen Chromosomen zur Merkmalssausprägung. Die genetische Information liegt auf einem der 44 Chromosomen (Geschlechtschromosomen X und Y ausgenommen) vor und wird unabhängig vom Geschlecht vererbt.
- Gonosomale Erbgänge: Gonosomale Erbkrankheiten, also solche, bei denen die Veränderung die Geschlechtschromosomen X bzw. Y betrifft, liegen in den meisten Fällen auf dem X-Chromosom, da das Y-Chromosom nur sehr wenige Gene enthält. Daher ist die Auswirkung der Besonderheit unterschiedlich: ::
- Jungen/Männer sind immer betroffen, wenn sie ein verändertes X-Chromosom vererbt bekommen, da sie nur dieses eine X-Chromosom haben. ::
- Mädchen/Frauen können vielfach die Veränderung auf einem X-Chromosom durch ihr zweites X-Chromosom ausgleichen, wenn es nicht verändert ist. ::Innerhalb dieser Kategorie nimmt man eine Unterscheidung in X-chromosomal-dominante Krankheiten und Besonderheiten (dabei sind Mädchen/Frauen phänotypisch betroffen, wenn sie ein geschädigtes X-Chromosom erben) und X-chromosomal-rezessive Krankheiten und Besonderheiten (dabei sind Mädchen/Frauen nur betroffen, wenn beide X-Chromosomen geschädigt sind, ansonsten sind sie nur "Überträgerinnen", d.h. sie können das veränderte X-Chromosom an ihre Kinder weitervererben, bilden selbst aber keinen entsprechenden Phänotyp aus) vor.
- Mitochondriale Erbgänge: Zirka 0,1 Prozent der DNA einer menschlichen Zelle befinden sich nicht im Zellkern, sondern in den Mitochondrien. Da Eizellen im Gegensatz zu Spermien mehrere hundertausend Mitochondrien besitzen, werden Mutationen in der Mitochondrien-DNA nur mütterlicherseits vererbt. Gleiches gilt für die Chloroplasten photosynthetisch aktiver Organismen.

Diagnose und Behandlung

Bei Verdacht auf eine Erbkrankheit kann eine humangenetische Untersuchung Klarheit verschaffen. Dabei werden die Chromosomen auf zahlenmäßige und strukturelle Veränderungen überprüft. Besteht dringender Verdacht auf einen bestimmten genetischen Defekt ist auch eine weitergehende, aufwändige Untersuchung einzelner Genkonstellationen möglich. Die Ergebnisse kann dann bei der Risikoabschätzung bzgl. einer Vererbung hilfreich sein. Therapeutisch kann bei einer vorliegenden Besonderheit des Erbguts natürlich nicht auf die Ursachen eingewirkt, sondern nur symptomatische Maßnahmen getroffen werden.

Geschichte

In der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts wurde der Begriff der Erbkrankheit inflationär und oft grob falsch verwendet, unter anderem für angebliche "Krankheiten" wie "kriminelle Neigung" oder "Asozialität". Dieses Denken beeinflusste Sterilisations-Programme und den Euthanasie-Gedanken und fand seine extremste Ausprägung im deutschen Nationalsozialismus, war aber zum damaligen Zeitpunkt auch in vielen anderen Ländern wie den USA, England und Frankreich vorhanden. Heute werden nur noch solche Krankheiten als Erbkrankheiten bezeichnet, die möglichst klar abgrenzbar sind und mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit auf Gendefekte zurückgehen.

Einige autosomal-rezessiv vererbte Krankheiten und Besonderheiten

- Adrenogenitales Syndrom (AGS)
- Albinismus
- Galaktosämie
- Hutchinson-Gilford-Syndrom (Progerie, autosomal-rezessiver Erbang vermutet)
- Joubert-Syndrom
- Kretinismus
- Kurzripp-Polydaktylie-Syndrom (Typ I, II, III, IV)
- Laurence-Moon-Biedl-Bardet-Syndrom (LMBB-Syndrom)
- Lippen-, Kiefer-, Gaumenspalte
- Mukopolysaccharidosen (MPS)
- Phenylketonurie (PKU)
- Sichelzellanämie
- Xeroderma pigmentosum
- Zystische Fibrose (Mukoviszidose, CF)

Einige autosomal-dominant vererbte Krankheiten und Besonderheiten

- Achondroplasie
- Apert-Syndrom
- Chorea Huntington ("Veitstanz")
- Ehlers-Danlos-Syndrom (Typen I–IV, VII A/B, VIII)
- Marfan-Syndrom
- Myotone Dystrophie
- Neurofibromatose (Morbus Recklinghausen)
- Osteogenesis imperfecta (Typ I)

Einige gonosomal vererbte Erbkrankheiten und Besonderheiten

X-chromosomal rezessiver Erbgang

- Glucose-6-Phosphat-Dehydrogenase-Mangel (G-6-PD-Mangel)
- Hämophilie A und B (Bluterkrankheit)
- Morbus Fabry
- Mukopolysaccharidose Typ II
- Muskeldystrophie (Typ Duchenne, Typ Becker-Kiener)
- Norrie-Syndrom
- Retinits_pigmentosa
- Rot-Grün-Blindheit
- X-SCID (severe combined immune deficiency)

X-chromosomal dominanter Erbgang

- Familiäre phosphatämische Rachitis (auch idiopathisches Debré-de-Toni-Fanconi-Syndrom oder Vitamin-D-resistente Rachitis genannt)

Sonstige Erbkrankheiten und Besonderheiten

- Hämochromatose
- Hypophosphatasie
- Ichthyose
- Katzenaugen-Syndrom
- Mukoviszidose
- Retinitis pigmentosa, Usher-Syndrom
- Tuberöse Sklerose
- Wolf-Hirschhorn-Syndrom

Genetisch bedingte Disposition

Diverse Erkrankungen, Behinderungen und Besonderheiten sind nicht im Sinne einer klassischen Erbkrankheit erblich, sondern ihr Auftreten kann durch eine (mitunter familiäre) genetische Erkrankungsdisposition (Veranlagung, Anfälligkeit) bedingt sein. Hierzu zählen z.B.:
- Adipositas
- Allergien, diverse
- Alzheimer
- Autoimmunerkrankungen
- Bluthochdruck
- Creutzfeldt-Jakob-Krankheit
- Depression
- Diabetes
- Großzehenabweichung (Hallux valgus)
- Haarausfall
- Herzfehler
- Herzinfarkt
- Krebserkrankungen, diverse (siehe [http://www.bundesaerztekammer.de/30/Richtlinien/Richtidx/Krebs.html Bundesärztekammer])
- Laktoseintoleranz
- maligne Hyperthermie
- Multiple Sklerose (MS)
- Osteoporose
- Parkinson-Krankheit
- Plaque (siehe [http://www.blzk.de/archiv/bzb/heft11/9711s26.htm BLZK.de])
- Psoriasis
- Rheuma
- Schizophrenie
- Schlaganfall
- Taubheit
- Formen der Trisomie (Disposition zur Entstehung einer Translokations-Trisomie bei Nachkommen beim Vorliegen einer "Balancierten Translokation" des entsprechenden Chromosoms bei Eltern ohne die jeweilige Form von Trisomie)
- Vitiligo

Weblinks

- [http://www.eduvinet.de/mallig/bio/Repetito/Banaly1.html Einführung in die Stammbaumanalyse]
- [http://www.leona-ev.de Verein von und für Eltern von Kindern mit seltenen Chromosomenbesonderheiten]
- [http://www.usoe.k12.ut.us/curr/science/core/bio/genetics/default.htm Human genetics: A Resource For Teachers] (engl.)

Siehe auch

- Genetik
- Pränataldiagnostik
- Präimplantationsdiagnostik
- Liste der Syndrome ! Kategorie:Genetik Kategorie:Behinderung Kategorie:Fehlbildung ja:遺伝病

Rezessiv

Rezessiv bedeutet in der Genetik "zurücktretend" oder "nicht in Erscheinung tretend". Der Begriff bezieht sich dabei auf ein Merkmal eines Lebewesens, dessen Ausprägung durch ein anderes Merkmal überdeckt werden kann. In der Genetik gibt es dominante und rezessive Erbfaktoren, die in verschiedenen Allelen vorliegen können. Ein dominanter Erbfaktor setzt sich in der Merkmalsausprägung gegenüber dem rezessiven durch. Damit das rezessive Merkmal in Erscheinung tritt, muss es reinerbig vorliegen. Ein dominantes Merkmal auf dem gleichen Genort darf nicht vorhanden sein. Beispiele:
- Hat ein Mensch in seinem Erbgut die Erbanlage für die Blutgruppeneigenschaft B und auf dem zweiten Chromosomensatz die für 0, dann ist B dominant und 0 rezessiv. Seine Blutgruppe ist B, denn die dominante Erbanlage für die Blugruppeneigenschaft B setzt sich in der Merkmalsausprägung gegenüber der rezessiven für die Eigenschaft 0 durch.
- Bei der Erbsenpflanze (Pisum sativum) gibt es Varianten mit roten und weißen Blüten. Für die unterschiedliche Blütenfarbe sind verschiedene Allele zuständig: das Allel für die rote oder das für die weiße Blütenfarbe. Da in diploiden Organismen wie der Erbsenpflanze immer zwei Allele vorkommen, die ein Merkmal bestimmen, kann die Pflanze zwei gleiche Allele für die rote Blütenfarbe, zwei gleiche Allele für die weiße Blütenfarbe oder zwei unterschiedliche Allele (eines für die rote und eines für die weiße Blütenfarbe) besitzen. In letzterem Fall entsteht dennoch eine rote Blüte, weil das Merkmal "weiß" durch das dominante Allel für die rote Blütenfarbe überdeckt wird. Kategorie:Genetik

Leber

Die Leber (griech. Hepar, lat. Jecur) ist das zentrale Organ des gesamten Stoffwechsels und die größte Drüse des Körpers. Die wichtigsten Aufgaben sind die Produktion lebenswichtiger Eiweißstoffe (z. B. Gerinnungsfaktoren), Verwertung von Nahrungsbestandteilen (z. B. Speicherung von Glukose), die Galleproduktion und damit einhergehend der Abbau und Ausscheidung von Stoffwechselprodukten, Medikamenten und Giftstoffen. Nährstoffe, die aus dem Darm ins Blut aufgenommen werden, gelangen über die Pfortader (V. portae) zur Leber und werden dann von dieser je nach Bedarf ans Blut abgegeben oder aus dem Blut entfernt. Pfortader

Grobaufbau der Leber

Die menschliche Leber wiegt ca. 1500 bis 2000 g. Sie ist ein weiches, gleichmäßig strukturiertes Organ, das sich größtenteils im rechten Oberbauch befindet. Pfortader Die Leber lässt sich in zwei große Leberlappen unterteilen. Der rechte Leberlappen (Lobus dexter) liegt unter dem Zwerchfell und ist mit diesem teilweise verwachsen. Er ist größer als der linke Leberlappen (Lobus sinister), welcher bis in den linken Oberbauch reicht. Außerdem gibt es zwei weitere, kleinere Leberlappen: der quadratische Lappen (Lobus quadratus) und der geschwänzte Lappen (Lobus caudatus). An der Unterseite der Leber liegt die sog. Leberpforte (Porta hepatis), über die die Pfortader und Leberarterie in die Leber eintreten und die Lebergallengänge sie verlassen. Die Leberarterie transportiert das sauerstoffreiche Blut vom Herzen zur Leber, die Pfortader bringt Nahrungsbestandteile von Magen und Darm in Form nährstoffreichen Blutes.

Segmente der Leber

Die Leber wird nach C. Couinaud in 9 Segmente unterteilt. Die Grenze zwischen linkem und rechten Leberlappen liegt senkrecht im Bereich der Gallenblase und nicht wie meist angenommen am Ligamentum falciforme. Durch die Aufzweigung der Pfortader wird die Leber horizontal in eine obere (kranialen) und eine untere (kaudalen) Segmentgruppe eingeteilt.
- Linker Leberlappen
- Segment I Lobus caudatus
- Segment II kranialer Teil des Segmentum laterale
- Segment III kaudaler Teil des Segmentum laterale
- Segment IV Lobus quadratus
- Segment IVa kranialer Teil
- Segment IVb kaudaler Teil
- Rechter Leberlappen
- Segment V kaudaler Teil des Segmentum anterius
- Segment VI kaudaler Teil des Segmentum posterius
- Segment VII kranialer Teil des Segmentum posterius
- Segment VIII kranialer Teil des Segmentum anterius

Feinbau der Leber

Die Leberlappen sind nochmals in winzige Leberläppchen (max. 1 - 2 mm) unterteilt. Dies sind im Anschnitt sechseckige Gebilde, die vorwiegend aus Leberzellen (Hepatozyten) bestehen. Die Hepatozyten haben meist mehrere Zellkerne und sind in Strängen angeordnet („Leberzellbalken“). An den Eckpunkten benachbarter Leberläppchen liegen die Periportalfelder. In diesen Periportalfeldern verläuft jeweils ein Ast der Leberarterie, der Pfortader und ein Gallengang. Dies bezeichnet man als Glisson-Trias (Glissonsches Dreieck). Zwischen den Leberzellen liegen die erweiterten Kapillaren der Leber (Lebersinusoide) angeordnet. Diese Sinusoide sind von einem Endothel ausgekleidet und enthalten spezielle Makrophagen, die Kupffer`schen Sternzellen. Die Sinusoide transportieren das Blut der Pfortader zusammen mit dem Blut aus der Leberarterie durch die Leberläppchen in Richtung Läppchenzentrum, wo es von einer Zentralvene aufgenommen wird. Die Zentralvenen vereinigen sich zu größeren Venen ("Venae sublobulares") und schließlich zur Lebervene (Vena hepatica). Den Spaltraum zwischen Lebersinusoiden und Leberzellen nennt man Dissé-Raum, in dem die eigentliche Entgiftung stattfindet. Im Dissé-Raum befindet sich Blutplasma, weiterhin die sog. Ito-Zellen, die viel Vitamin A enthalten und der Fettspeicherung dienen. Die Gallenkapillaren sind innerhalb der Leberläppchen nur Vertiefungen der Leberzellen, erst nach dem Austritt aus den Läppchen bekommen sie eine eigene Wand und werden zu den Gallengängen mit einem einschichtig-prismatischen Epithel. Aus den kleinen Gallengängen eines Periportalfeldes fließt die Galle über größere Gallengänge aus der Leber.

Leistungen der Leber

Die Leber ist eng in die Steuerung des Glukose-, Fett- und Eiweißstoffwechsels eingebunden. Glukose wird vom Darmblut aufgenommen und kontrolliert an den restlichen Körper weitergegeben. Ein Überschuss wird als Glykogen gespeichert. Bei Hunger wird der Speicherstoff zu Glukose abgebaut. Die Leber beeinflusst gesteuert durch Hormone (z. B. Insulin und Glucagon) den Blutzuckerspiegel und kann ihn, von der Nahrungsmittelzufuhr unabhängig, konstant halten. Insulin aktiviert in der Leber die „Verbrennung“ des Zuckers und hemmt den Abbau von Fett.
- Syntheseleistungen:
- Gluconeogenese (Neubildung von Traubenzucker) aus z. B. Glycerin, Lactat/Pyruvat und manchen Aminosäuren
- Ketonkörpersynthese
- Synthese von Cholesterol und den hieraus abgeleiteten Gallensäuren
- Synthese von Bluteiweißen wie
- Albumin
- Gerinnungsfaktoren
- Akute-Phase-Proteine
- Speicherung von
- Glucose in Form von Glykogen
- Fett in Form von Lipoproteinen
- einigen Vitaminen
- Blut
- Bildung der Galle
- Abbau und Entgiftung von:
- geschädigten und alten Erythrozyten durch Kupffersche Sternzellen (Leberspezifische Makrophagen)
- Hämoglobin zu Bilirubin
- Ammoniak zu Harnstoff
- Hormonen
- Medikamenten
- Blutbildung beim Fetus bis zum 7. Schwangerschaftsmonat (hepato-lienale Periode)
- die Regulierung des Vitamin- und Spurenelementstoffwechsels

Leberenzyme

Die Blutuntersuchung gibt bei Lebererkrankungen oft wertvolle Hinweise auf Art und Ausmaß der Erkrankung. Enzyme werden wie überall im Körper auch in der Leber benötigt, um die Stoffwechselleistungen der Leber aufrecht erhalten zu können. Bei Schädigung der Leberzellen treten diese Enzyme im Blutserum erhöht auf. Je nach dem, welche Enzyme erhöht sind, kann man oft auf die Art der Erkrankung schließen. Die Höhe des Enzymanstiegs im Serum entspricht dabei dem Ausmaß der Schädigung der Leberzellen. Zellschäden können unter anderem durch Virusinfektionen, Alkohol, Vergiftungen oder Tumoren verursacht sein. Alle Enzyme in den Leberzellen kommen auch in anderen Körperzellen vor, wie zum Beispiel im Herzen und in der Skelettmuskulatur. Viele Enzyme finden sich sogar in allen Zellen des Körpers. Dennoch sind manche Enzyme nur bei Leberzellschäden im Serum erhöht. Oft gemessene Leberenzyme sind
- GOT = AST = ASAT = Glutamat-Oxalacetat-Transaminase / Aspartat-Aminotransferase
- GPT = ALT = ALAT = Glutamat-Pyruvat-Transaminase / Alanin-Aminotransferase
- Gamma-GT = Gamma-Glutamyl-Transferase
- AP = alkalische Phosphatase Die Gamma-GT ist hier der empfindlichste Parameter für Schäden der Leberzellen und des Gallengangsystems. (Hinweis: Die Bezeichnungen „Aminotransferase“ und „Transaminase“ sind synonym zu gebrauchen.)

Beschwerden

- Gelbsucht (Ikterus)
- Leberhautzeichen
- Blutung aus Ösophagusvarizen
- Bauchwasserbildung (Aszites)
- Konzentrationsschwäche, Verwirrtheit (hepatische Enzephalopathie)

Krankheiten

- Fettleber
- Toxische Hepatitis
- Akute Virushepatitis A,B,C,D,E
- Hepatitis bei anderen Viruserkrankungen
- Chronische Hepatitis
- Leberzirrhose
- Akutes Leberversagen
- Hepatische Enzephalopathie (Hirnleistungsstörungen bis zum Coma hepaticum)
- Immunologische Lebererkrankungen (Autoimmunhepatitis)
- Lebermetastasen
- Hepatozelluläres Carcinom
- Leberabszesse
- Caroli-Syndrom Siehe auch: Flexible Transgastrische Peritoneoskopie

Übertragene Bedeutungen und Redensarten

Da man früher die Leber als den Sitz der Gefühle und Temperamente sowie als Urheber des Blutes und von Trieben ansah, ist sie zum Gegenstand mehrerer Redensarten geworden:
- „eine Laus über die Leber gelaufen“
- „frei von der Leber reden“
- „die beleidigte Leberwurst spielen“. Letztere Redensart bedeutet ohne triftigen Grund beleidigt oder gekränkt sein. Das Anhängen der „Wurst“ wird als scherzhafte Weiterbildung des Wortes „Leber“ angesehen.

Literatur

- Wolfgang F. Caspary (Hrsg.) u.a.: Therapie von Leber- und Gallekrankheiten, Springer, Berlin 2000, ISBN 3-540-67390-3
- Helmut Denk u.a.: Pathologie der Leber und Gallenwege, Springer, Berlin 2000, (Spezielle pathologische Anatomie; Bd. 10), ISBN 3-540-65511-5
- Erwin Kuntz, Hans-Dieter Kuntz: Praktische Hepatologie. Historie, Morphologie, Biochemie, Diagnostik, Klinik, Therapie, Barth, Heidelberg 1998, ISBN 3-335-00568-6
- Ellen Schmidt (Hrsg.) u.a.: Lebererkrankungen. Pathophysiologie, Diagnostik, Therapie, Wissenschaftliche VG, Stuttgart 2000, ISBN 3-8047-1640-7

Weblinks

- [http://hepatitis-c.de/leber2.htm Aufbau und Funktion der Leber]
- [http://www.lebertransplantation.de/leber.htm Grundlagen der Leberfunktion]
- [http://www.medicoconsult.de/Hepabook/Hepatolo.php HepaBook] Umfangreiches hypermediales Nachschlagewerk für die Hepatologie
- [http://www.leberinfo.de/ leberinfo.de]
- [http://www.cx.unibe.ch/ikp/lab2/Pp/INDEX.html Hepatologie für Medizinstudenten]
- [http://cpmcnet.columbia.edu/dept/gi/disliv.html Diseases of the Liver (engl.)]
- [http://www.med-serv.de/atlas-sonoatlas-29-2-29.html SonoAtlas] Ein Ultraschallatlas der Leber
- [http://www.think-fitness.de/html/leber.html Leber Beschreibungen] Sonographie-Atlas der Leber
- [http://www.sonographiebilder.de/html/start.php?sub=10&main=2 Internistischer Sonographiebilder] Kategorie:Verdauungsapparat Kategorie:Redewendung ja:肝臓 ko:간 simple:Liver

ZNS

Das Zentralnervensystem (ZNS oder CNS von Central Nervous System) ist das Neuronenensemble, das in einem komplexeren Lebewesen verschiedene Aufgaben erfüllt:
- zur Integration aller 'sensiblen' Reize, die ihm - afferent - von innerhalb oder außerhalb des Organismus zugeleitet werden,
- zur Koordination sämtlicher motorischen Eigenleistungen des Gesamtorganismus
- und Regulation aller dabei ablaufenden innerorganismischen Abstimmungssvorgänge zwischen den organismischen Subsystemen oder Organen, einschließlich solcher humoraler und insbesondere hormoneller Art. Alle komplexeren, sich als Ganze bewegende Lebewesen, mithin alle höheren Tiere benötigen ein 'System' mit diesen Funktionen. Es als Steuerungssystem anzusehen liegt nahe, ist aber nicht korrekt. Im eigentlichen Sinn 'steuert' das ZNS nicht. Es trägt infolge seiner zentralen Stellung neben der innerorganismischen Selbstregulation automatisch auch zur Aufrechtherhaltung der Funktionalität des Gesamtorganismus in Relation zu organismisch relevanten Bedingungen in seiner Umgebung oder Umwelt (Jakob Johann von Uexküll) bei. Das ZNS 'vermittelt' dabei stets nach zwei Seiten: als zentrales Integrations-, Koordinations- und Regulationsorgan dient es nicht nur zur Verarbeitung von Reizen, die über die vom jeweiligen Organismus ausgebildeten Sinnesorgane von außerhalb des Organismus ins ZNS gelangen, sondern auch von jenen, die im Organismus selbst produziert werden. Tiere werden daher nicht nur von Umweltbedingungen zu Reaktionen angeregt. Sie werden auch von sich aus aktiv. Dies kann sogar während des Ruhens oder Schlafens vorkommen und zwar dann, wenn selbst produzierte Eigenreize größere Intensität erreichen; beim Menschen ist dies etwa bei heftigen oder intensiveren Träume der Fall. Diese gehen teilweise mit starker Aktivierung der auch im Schlaf unablässig vegetativ regulierten Bereiche des Organismus einher wie etwa Herzschlag oder Schweißabsonderung, so dass stärkere '(Mit)Reaktionen' dieser Art ihrerseits als Weckreize wirken und der Schläfer 'aufgeregt' erwacht. Organismen wie Menschen, die lernen, also üben können, derartige 'innere Reize' als 'Vorstellungen' aller Art - z.B. visueller bzw. bildlicher oder akustischer bzw. klanglicher Art usw. - auch im Wachzustand als Tagträume oder Imaginationen zu produzieren, können dies nutzen, organismische Reaktionen bei sich anzuregen, die nicht der willentlichen Kontrolle wie die Motorik unterliegen. Das sind alle autonomen vegetativen Körpervorgänge wie Blutdruckregelung, Herzschlagregulierung, Schweiß- und Tränenproduktion sowie die Regulierung des 'unwillkürlichen' Muskeltonus. In solchen Fällen wird der Automatismus des Gehirns zur 'Selbstbeeinflussung' genutzt, eines der vielen empirischen Beweise, dass nicht das Gehirn bestimmt, was geschieht, sondern derjenige, der es benutzt, ob er dies weiß oder nicht.

ZNS der Wirbeltiere

Beim Menschen und den übrigen Wirbeltieren fasst man unter ZNS Gehirn und Rückenmark zusammen und grenzt es so gegen das periphere Nervensystem ab, das allerdings nur aus den Fortsätzen der motorischen oder sensiblen Neuronen des ZNS besteht. Dabei unterscheidet man nach Ansatzort zwischen den motorischen und sonstigen somatischen Anteilen und den viszeralen Anteilen, die durch das Vegetative Nervensystem bzw. den so benannten Teil des ZNS reguliert werden. Das ZNS wird in die graue Substanz (Substantia grisea) und die weiße Substanz (Substantia alba) untergliedert. Die graue Substanz liegt im Gehirn außen, im Rückenmark innen. Beide Anteile lassen sich an einem Schnitt bereits mit bloßem Auge anhand der namensgebenden Farbe erkennen. Die graue Substanz besteht vorwiegend aus Nervenzellkörpern, die weiße aus deren Fortsätzen (Axone), also den Leitungsbahnen. Allerdings sind in die weiße Substanz ebenfalls Ansammlungen von Nervenzellkörpern eingestreut, die Nuclei ("Kerne" oder "Kerngebiete"). Die größeren Kerngebiete sind ebenfalls leicht zu erkennen.

Niedere Tiere

Die dorsalen, zentralnervösen Strukturen der Vertebraten könnten den ventralen Strukturen der Strickleiternervensysteme von Insekten homolog sein. Eine derartige Hypothese wurde schon 1875 von Felix Anton Dohrn formuliert, der vermutete, dass beide sich auf das Nervengeflecht eines ringelwurmartigen Vorfahrens zurückführen lassen.

Mutation

Eine Mutation (lat. mutare verändern) ist eine Veränderung des Erbgutes eines Organismus durch Veränderung der Abfolge der Nucleotidbausteine oder durch Veränderung der Chromosomenzahl, die nicht auf Rekombination oder Segregation beruht. Dieser Begriff wird daher nur für einen Teilbereich aller möglichen Chromosomenaberrationen verwendet. Durch eine Mutation wird die in der DNA gespeicherte Information verändert und dadurch können einzelne Merkmale (der Phänotyp) verändert werden.

Arten der Mutation

Unterscheidung nach Erblichkeit

- ; Keimbahnmutationen : sind Mutationen, die an die Nachkommen über die Keimbahn weitergegebenen werden; sie betreffen Eizellen oder Spermien und werden durch Zellteilung an alle anderen Zellen weitergegeben. Diese Mutationen sind im Rahmen der Evolutionstheorie sehr wichtig, da sie von einer Generation zur nächsten übertragbar sind.
- ; somatische Mutationen : sind Mutationen, die alle anderen Körperzellen aber nicht die Keimzellen betreffen können. Sie haben daher auch nur Auswirkungen auf die Zellen des Organismus, in dem sie stattfinden, d.h. somatische Mutationen werden nicht vererbt. Wenn diese somatischen Mutationen nur vereinzelt auftreten, haben sie keine oder nur geringe Folgen. Wird ihr Auftreten jedoch durch Mutagene wie z.B. energiereiche Strahlung oder Umweltgifte verstärkt, haben sie ein großes Gefahrenpotential. So können sich dadurch u.a. normale Körperzellen in ungebremst wuchernde Krebszellen umwandeln. Auch bei dem Alterungsprozess eines jeden Organismus spielen somatische Mutationen eine entscheidende Rolle. Sie haben daher in der praktischen Medizin eine zunehmende Bedeutung.

Unterscheidung nach Ursache

- ; Spontanmutationen : sind Mutationen ohne erkennbare Ursache.
- ; induzierte Mutationen : sind durch Mutagene (mutationsauslösende Stoffe oder Strahlungen) erzeugte Mutationen.

Unterscheidung nach erfolgter Veränderung

- ; 1. die Genmutation : eine erbliche Änderung, die nur das einzelne Gen betrifft. durch Substitution, Deletion oder Insertion von Nucleotiden.
- ; 2. die Chromosomenmutation : ebenfalls eine erbliche Änderung, die einzelne Chromosomen in ihrer Struktur betrifft.
- ; 3. die Genommutation oder numerische Chromosomenaberration: eine nicht-erbliche Änderung, bei der ganze Chromosomen oder gar Chromosomensätze vermehrt werden oder ganze Chromsomen verloren gehen. Mit der Entdeckung des alternativen Splicings kommt ein weiterer Mutationstyp hinzu: die veränderte Regulation des Splicings, die letztlich auch im Erbgut, aber meist an anderer Stelle, verankert ist.

Unterscheidung nach Folgen für den Organismus

- ; letale Mutationen :sind Mutationen, die nach ihrem Auftreten einen Organismus unabhängig von seiner jeweiligen Lebensphase in jedem Falle töten.
- ; konditional-letale Mutationen :sind Mutationen, deren Veränderung des Genprodukts einen Organismus nur bei bestimmten Wachstumsbedingungen tötet.
- ; loss of function Mutationen :Hierbei wird ein Gen durch eine Mutation funktionslos. Ist der Funktionsverlust vollständig, spricht man auch von Nullallel oder einem amorphen Allel. Bleibt ein Teil der Wildtypfunktion erhalten, dann bezeichnet man es auch auch als hypomorphes Allel. :loss of function Mutationen sind immer rezessiv, da ein anderes Allel den Funktionsverlust eines Gens auffangen kann.
- ; gain of function Mutationen : Hierbei gewinnt ein Gen an Aktivität und wird dann auch als hypermorph bezeichnet. Entsteht durch die Mutation ein komplett neuer Phänotyp, dann bezeichnet man das Alle auch als neomorph. :Eine gain of funktion Mutation erzeugt immer einen dominanten Phänotyp.
- ; stille, neutrale Mutationen :sind Mutationen, die keinerlei Folgen für den Organismus haben.

Folgen

keine Folgen - bei stillen, neutralen Mutationen

Die meisten Mutationen führen dazu, dass eine Veränderung in einem DNA-Abschnitt keine Konsequenzen nach sich zieht, wenn die Stelle, die verändert wurde, nicht für eine genetisch relevante Information benutzt wird. Aber auch wenn die veränderte Stelle benutzt wird, kann es sein, dass der Informationsgehalt des Gens sich nicht verändert hat, da eine Reihe von Aminosäuren identisch kodiert sind (siehe: genetischer Code). Daher werden diese Mutationen stille Mutationen oder neutrale Mutationen genannt. Solche Arten von Mutationen führen dazu, dass innerhalb einer Gruppe von Organismen funktional gleiche Gene unterschiedliche genetische „Buchstaben“ innerhalb ihrer Nukleotid-Sequenz besitzen. Diese Unterschiede, die Polymorphismen heißen, lassen sich ausnutzen, um Verwandtschaftsbeziehungen zwischen Individuen abzuleiten, oder auch, um eine durchschnittliche Mutationsrate abzuschätzen. Zusätzlich kommt noch zum Tragen, dass nicht nur beim diploiden Chromosomensatz oft mehrere Gene die gleichen genetischen Eigenschaften codieren, sodass sich eine Mutation aus diesem Grunde nicht sofort nachteilhaft bemerkbar machen muss.

negative Folgen

Besonders größere Veränderungen im Erbgut führen oft zu nachteilhaften Veränderungen im Stoffwechsel oder auch zu Fehlbildungen und anderen Besonderheiten. Es gibt verschieden Erbkrankheiten, die entweder vererbt sind oder durch Mutation neu auftreten können. Beispiele dafür sind:
- die Sichelzellenanämie, eine Blutkrankheit, bei der sich die äußere Form der roten Blutkörperchen ändert, was u. a. verringerte Sauerstoffaufnahme zur Folge hat,
- die Phenylketonurie, wobei der Abbau der Aminosäure Phenylalanin gestört ist, wodurch Schädigungen des kindlichen Gehirns hervorgerufen werden können,
- der Albinismus und
- die Mukoviszidose oder zystische Fibrose, die häufigste genetisch bedingte Krankheit Nordeuropas. Bei ihr ist das CFTR-Gen, das die Konsistenz der Drüsensekrete steuert, defekt. Wenn das Sekret zu zäh ist, kann es (je nach Drüse) die Atemwege oder die Ausführungsgänge der Drüsen verstopfen.
- Außerdem Formen von Minderwuchs, bei denen die Arme und Beine ungewöhnlich kurz sind, während der Körper ansonsten wie üblich gebaut ist,
- die Rot-Grün-Blindheit und
- die Bluterkrankheit, bei der die Blutgerinnung praktisch nicht einsetzt.

positive Folgen

Der Entwicklungslehre Darwins zufolge ist die Mutation mit für die Artenvielfalt auf der Erde verantwortlich. Mutationen sind so (aber nicht nur) ein natürliches Phänomen und ermöglichen erst die Entwicklung der Arten (siehe: Evolutionslehre). Obwohl die Mutation die Dynamik der Evolution ausmacht, ist nur in den selteneren Fällen mit einer Veränderung im Genom ein Vorteil für das Individuum zu erwarten. Durch Austausch der Basenpaare werden Proteine verändert oder einfach nur anders reguliert, was eine Änderung im Körperbau, oder in Körperfunktionen und oder im Verhalten des Organismus bewirken kann, die ihm Vorteile gegenüber seinen unveränderten Artgenossen bietet. Wenn diese Mutation an die Nachkommen vererbt wird, hat sie eine erste Voraussetzung erfüllt, dass sie sich einst „durchsetzen“ kann. Der Mensch macht sich zudem den genomverändernden Effekt ionisierende Strahlen zunutze, um Mutationen künstlich auszulösen. Eine Anwendung besteht in der Bestrahlung von Blumen- und Pflanzensamen, um bisher unbekannte Formen zu erzeugen und wirtschaftlich zu nutzen. Das Verfahren hat meist auf grund der breitgesteuten, zu umfangreichen und ungezielten Veränderung des Erbmaterials eine sehr geringe Erfolgsquote.

Beispiele

- Der Birkenspanner Schmetterling hat normalerweise weisse Flügel mit schwarzer Zeichnung und ist so auf der Birkenrinde gegenüber seinen Feinden gut getarnt. Zu Beginn der industriellen Revolution wurden die Birken in den englischen Industriegebieten immer rußiger und die hellweissen Birkenspanner immer seltener. Nach geraumer Zeit wurde der Birkenspanner jedoch wieder häufiger, allerdings jetzt in einer neuen Varietät mit grauen Flügeln. Solche Mutation hatte es auch früher schon gegeben, sie konnten sich aber erst unter den neuen Umweltbedingungen durchsetzten. Dies ist ein Beispiel für Mikroevolution.
- Manx-Katzen sind durch Genmutation infolge extremer Inzucht entstanden. Neben der Schwanzlosigkeit bestehen Skelettmissbildungen und weitere Fehlbildungen. Manx-Katzen sind in diesem mutierten Gen "M" nie reinerbig, es liegt also bei ihnen die Kombination "Mm" vor, d.h. es besteht ein autosomal unvollkommen dominanter Erbgang mit variabler Expressivität (Ausprägung). Bei Tieren mit der reinerbigen Gen-Kombination "MM" sterben die Feten schon im Mutterleib.
- Die Sphynx-Katze hat keinerlei Fell. Diese Rasse wird seit 1966 aus einer in Kanada geborenen, natürlich mutierten Katze vom Menschen weitergezüchtet. Bei der gegenwärtigen Gesetzgebung in allen Ländern führt der Wunsch nach immer neuen Rasseattraktionen dazu, dass man auch Tiere weiter züchtet, die unter natürlichen Bedingungen nicht lebensfähig wären.
- In der Pflanzenzucht ermöglichen Mutationen grosse Fortschritte. Aus Gräsern mit kleinen Samen wurden ertragreiche Getreidesorten gezüchtet. Ohne Pflanzenzucht und Mutationen wäre es nicht möglich die Weltbevölkerung zu ernähren.
- Laktose-Toleranz beim Menschen. Genetiker haben festgestellt, dass der Mensch ursprünglich generell mit einer genetisch determinierten (verankerten), nur auf die Kindkeit begrenzten Laktosetoleranz (Milch- bzw. Milchzuckerverträglichkeit) ausgestattet war. Nach Ansicht der Forscher muss vor ca. 10 000 Jahren (nach anderen Quellen ca. 8 000 Jahren) beim Menschen im kaukasischen Raum eine Mutation aufgetreten sein, die die Laktosetoleranz auf die gesamte Lebensspanne ausgedehnt hat. Somit zeigen alle Nachkommen dieses Menschen zeit ihres Lebens keine gesundheitliche Beeinträchtigung beim Verzehr von Milch, wie sie andererseits noch heute u.a. bei Asiaten oder Afrikanern aufrtitt, die damals von dieser Mutation nicht betroffen waren und es deshalb auch heute nicht sind (siehe Lactoseintoleranz).
- Gehirnentwicklung des Menschen. Die Gene Microcephalin und ASPM steuern beim Menschen das Größenwachstum des Gehirns und insbesondere das der Hirnrinde. Offensichtlich ist die Entwicklung des menschlichen Gehirns jedoch keineswegs abgeschlossen. Forscher um Bruce Lahn vom Howard Hughes Medical Institute der University of Chicago (USA) haben herausgefunden, dass zwei Mutationen in der jüngeren menschlichen Stammesgeschichte dem Gehirn ermöglichten, sich den veränderten Anforderungen besser anzupassen. Die Haplogruppe D als Ergebnis einer Mutation des Microcephalins entstand vor 37 000 Jahren im menschlichem Genom und verbreitete sich etwa zeitgleich zu den ältesten Funden, die von der Beschäftigung des Menschen mit Kunst, Musik und Religion zeugen. Diese Mutation findet man heute bei etwa 70% aller Menschen. Bei einer weiteren Mutation entstand vor circa 5 800 Jahren die Haplogruppe D des ASPM und breitete sich etwa zeitgleich zur ersten Zivilisation in Mesopotamien aus, von der auch die ältesten Schriftfunde der Menschheitsgeschichte stammen. Diese zweite Mutation hat sich bis heute bei etwa 30% der Weltbevölkerung durchgesetzt. Beide durch Mutation entstandenen Genvarianten kommen nun nach Angaben der Forscher besonders in Europa und den angrenzenden Gebieten Asiens und Afrikas vor. Die Parallelität der beschriebenen Ereignisse werden von den Wissenschaftlern dahin gehend interpretiert, dass auf Grund positiver Selektion der evolutionäre Erfolg der beiden Mutationen mit ihrem günstigen Einfluss auf die Entwicklung des menschlichen Gehirns und dessen Leistungsfähigkeit in Zusammenhang steht.

Gartenbau

Im Gartenbau wird eine Mutation, aus der eine neue Sorte entsteht, auch „Abart“ oder „Sport“ genannt. Kategorie:Genetik Kategorie:Evolution ja:突然変異 ko:돌연변이

Gen

Gen, das Introns und Exons enthält, und im Hintergrund den zu einem Chromosom kondensierten DNA-Strang]] Ein Gen ist ein Abschnitt auf der Desoxyribonukleinsäure (DNA), der die Grundinformationen zur Herstellung einer RNA enthält. Das oft daraus entstehende Protein prägt durch seine Funktion ein oder mehrere Merkmal(e). Allgemein werden Gene daher auch als Erbanlage oder Erbfaktor bezeichnet, ein Träger von Erbinformation. Durch Reproduktion kann diese Information an die Nachkommen weitergegeben werden.

Aufbau

Auf molekularer Ebene besteht ein Gen aus zwei unterschiedlichen Komponenten: #Einem DNA-Abschnitt, von dem durch Transkription eine einzelsträngige RNA-Kopie hergestellt wird #alle zusätzlichen DNA-Abschnitte, die an der Regulation dieses Kopiervorgangs beteiligt sind. Gene kodieren nicht nur die mRNA, aus der dann die Proteine translatiert werden, sondern auch die rRNA und die tRNA sowie weitere RNAs, die andere Aufgaben in der Zelle haben, beispielsweise bei der Proteinbiosynthese oder der Genregulation. Ein Gen, welches für ein Protein kodiert, enthält eine Beschreibung der Aminosäure-Sequenz eines Proteins. Diese Beschreibung liegt in einer chemischen Sprache vor, nämlich im genetischen Code in Form der Nukleotid-Sequenz der Desoxyribonukleinsäure (im internationalen wissenschaftlichen Sprachgebrauch DNA abgekürzt, deutsch auch DNS). Die einzelnen 'Kettenglieder' (Nukleotide) der DNA stellen - in Dreiergruppen (Tripletts) zusammengefasst - die 'Buchstaben' des genetischen Codes dar. Der codierende Bereich, also alle Nukleotide, die direkt an der Beschreibung der Aminosäuresequenz beteiligt sind, wird als offener Leserahmen bezeichnet. Ein Nukleotid besteht aus einem Teil Phosphat, einem Teil Desoxiribose(Zucker) und einer Base. Eine Base ist entweder Adenin, Thymin, Guanin oder Cytosin. Die Erforschung des Aufbaus und der Funktion und Vererbung von Genen ist Gegenstand der Genetik. Die Erforschung der Gesamtheit aller Gene eines Organismus ist Sache der Genomik (engl. genomics). Demgegenüber bezeichnet man als Genom allerdings die Gesamtheit der DNA, also Gene plus nichtkodierende Bereiche. Die DNA, welche die Gene enthält, ist bei Lebewesen mit Zellkern (Eukaryonten) zu Chromosomen kondensiert (zusammengefasst). Gene können mutieren, sich also spontan oder durch Einwirkung von außen (beispielsweise durch Radioaktivität) verändern. Diese Veränderungen können an verschiedenen Stellen im Gen erfolgen. Demzufolge kann ein Gen nach einer Reihe von Mutationen in verschiedenen Zustandsformen vorliegen, die man Allele nennt. Eine DNA-Sequenz kann auch mehrere überlappende Gene enthalten. Durch Genduplikation verdoppelte Gene können sequenzidentisch, trotzdem aber unterschiedlich reguliert sein und damit zu unterschiedlichen Aminosäuresequenzen führen, wären also keine Allele. Allel In der Zeichnung wird der Aufbau eines typischen eukaryotischen Gens dargestellt. Es enthält (in diesem Fall) sechs Introns und sieben Exons. Vor der Transkriptionseinheit liegen regulatorische Elemente wie zum Beispiel Enhancer oder Promotor. Die prä-mRNA wird in einem Reifungsprozess Prozessierung zur mRNA modifiziert. Die mRNA enthält neben dem direkt proteincodierenden Offenen Leserahmen noch untranslatierte Bereiche, den 5' untranslatierten Bereich (5' UTR) und den 3' untranslatierten Bereich (3' UTR).

Geschichte

1854 begann Gregor Mendel, die Vererbung von Merkmalen bei Erbsen zu untersuchen. Er schlug als erster die Existenz von Faktoren vor, die von Eltern auf die Nachkommen übertragen werden. Bei seinen Kreuzungsversuchen beschrieb er, dass Merkmale voneinander unabhängig vererbt werden können, sowie dominante und rezessive Merkmale. Er entwickelte die Hypothese, dass es homo- und heterozygote Zustände geben kann und legte damit die Grundlage für die Unterscheidung zwischen Genotyp und Phänotyp. Der Name "Gen" wurde 1909 von dem Dänen Wilhelm Johannsen geprägt. Thomas Hunt Morgan begann 1910 mit Kreuzungsversuchen an Drosophila melanogaster. Er konnte als erster zeigen, dass Gene auf Chromosomen liegen und später, dass sie an bestimmten Stellen auf den Chromosomen liegen. 1928 wies Frederick Griffith in dem als "Griffiths Experiment" bekannt gewordenen Versuch zum ersten mal nach, dass Gene von Organismen auf andere übertragen werden können. Der von ihm nachgewiesene Vorgang war die Transformation. 1941 zeigten George Wells Beadle und Edward Lawrie Tatum, dass Mutationen in Genen für Defekte in Stoffwechselwegen verantwortlich sind, was zeigte, dass spezifische Gene spezifische Proteine kodieren. Diese Erkenntnisse führten zur "Ein-Gen-ein-Enzym-Hypothese". Oswald Avery, Collin Macleod und Maclyn McCarty zeigten 1944, dass die DNA die genetische Information enthält. 1953 wurde die Struktur der DNA von James D. Watson and Francis Crick, basierend auf den Arbeiten von Rosalind Franklin, entschlüsselt. 1969 gelang Jonathan Beckwith als erstem die Isolierung eines einzelnen Gens.

Genetische Variation und genetische Variabilität

Als genetische Variation bezeichnet man das Auftreten von genetischen Varianten (Allele, Gene oder Genotypen) bei individuellen Lebewesen. Sie entsteht durch Mutationen, aber auch durch Vorgänge bei der Meiose, durch die Erbanlagen der Großeltern unterschiedlich auf die Geschlechtszellen verteilt werden. Genetische Variabilität ist dagegen die Fähigkeit einer gesamten Population, Individuen mit unterschiedlichem Erbgut hervorzubringen. Hierbei spielen nicht nur genetische Vorgänge, sondern auch Mechanismen der Partnerwahl eine Rolle. Die genetische Variabilität spielt eine entscheidende Rolle für die Fähigkeit einer Population, unter veränderten Umweltbedingungen zu überleben und stellt einen wichtigen Faktor der Evolution dar.

Organisation von Genen

Bei allen Lebewesen codiert nur ein Teil der DNA für definierte Proteine. Die übrigen Teile der DNA sind für die Genregulation notwendig, beispielsweise für die Regulation des alternativen Splicings), oder bei höheren Lebewesen, für die Architektur der Chromosomen wichtig (beispielsweise im Heterochromatin). Bei eukaryotischen Genen wird zwischen Protein codierenden Exons und nicht codierenden Introns unterschieden. Im Allgemeinen haben Gene einen bestimmten Genort auf einem bestimmten Chromosom. Um diesen Genort zu finden, kann man eine Kartierung durchführen. Dabei nutzt man aus, dass es im Zuge der Meiose durch das Crossing over zu einer Rekombination der väterlichen und mütterlichen Chromosomen kommen kann. Auch sind durch Mutationen Wechsel auf ein ganz anderes Chromosom möglich. Daher kann man einander entsprechende Gene, so genannte Homologe, die beim Menschen auf einem bestimmten Chromosom liegen, bei Mäusen auf einem anderen Chromosom finden. Nicht selten stehen benachbarte Gene in funktionellem Zusammenhang. So sind etliche der Gene auf dem das Geschlecht bei Säugetieren bestimmenden Y-Chromosom für die Ausprägung der sekundären männlichen Geschlechtsmerkmale zuständig. Gene, deren Proteine ähnliche Funktion haben, können aber auch auf verschiedenen Chromosomen liegen.

Genaktivität und Regulation

Gene sind dann "aktiv", wenn ihre Information in RNA umgeschrieben wird, d.h. die Transkription stattfindet. Je nach Funktion des Gens entsteht also mRNA, tRNA oder rRNA. In der Folge kann also, muss aber nicht zwingend, bei mRNA aus dieser Aktivität auch ein Protein translatiert werden. Zellen regulieren die Aktivität einzelner Gene über eine Vielzahl von Kontrolmechanismen. Ein Weg ist die Steuerung über die Rate ihrer Transkription in RNA. Ein anderer Weg ist der Abbau der mRNA, bevor sie translatiert wird, beispielsweise über siRNA. Da dieser Stelle können auch Pseudogene in die Kontrolle der Aktivität über siRNA eingreifen. Kurzfristig erfolgt die Genregulation durch Bindung und Ablösung von Proteinen, so genannten Transkriptionsfaktoren, an spezifische Bereiche der DNA, die so genannten "regulatorischen Elemente". Langfristig wird dies über Methylierung oder das "Verpacken" von DNA-Abschnitten in Histonkomplexe erreicht. Auch die regulatorischen Elemente der DNA unterliegen der Variation. Der Einfluss von Änderungen in der Genregulation einschließlich der Steuerung des alternativen Splicings dürfte vergleichbar mit dem Einfluss von Mutationen proteincodierender Sequenzen sein. Mit klassischen genetischen Methoden - durch Analyse von Erbgängen und Phänotypen - sind diese Effekte in der Vererbung normalerweise nicht voneinander zu trennen. Lediglich die Molekularbiologie kann hier Hinweise geben. Siehe auch: Genexpression

Besondere Gene

RNA-Gene in Viren

Obwohl bei allen zellbasierten Lebensformen Gene als DNA-Abschnitte vorliegen, gibt es einige Viren, deren genetische Information in Form von RNA vorliegt. RNA-Viren befallen eine Zelle, die dann sofort mit der Produktion von Proteinen direkt nach Anleitung der RNA beginnt; eine Transkription von DNA nach RNA entfällt. Retroviren hingegen übersetzen ihre RNA bei der Infektion in DNA, und zwar unter Mitwirkung des Enzyms Reverse Transkriptase.

Pseudogene

Als Gen im engeren Sinne bezeichnet man in der Regel eine Nukleotid-Sequenz, die die Information für ein Protein enthält, das unmittelbar funktionsfähig ist. Pseudogene stellen dagegen Genkopien dar, die kein funktionelles Protein in voller Länge codieren. Oftmals sind diese durch Genduplikationen entstanden und/oder durch Mutationen, welche sich in der Folge ohne Selektion auch im Pseudogen akkumulieren (anhäufen), und ihre ursprüngliche Funktion verloren haben. Einige scheinen dennoch eine Rolle bei der Regulierung der Genaktivität zu spielen. Das menschliche Genom enthält etwa 20.000 Pseudogene.

Springende Gene

Sie werden auch als Retrotransposons bezeichnet und sind mobile Erbgutabschnitte, die sich innerhalb der DNA einer Zelle frei bewegen können. Aus ihrem angestammten Ort im Erbgut schneiden sie sich selbst aus und fügen sich an einer beliebig anderen Stelle wieder ein. Biologen um Fred Gage vom Salk Institute in La Jolla (USA) haben nachgewiesen, dass diese springenden Gene nicht nur wie bislang angenommen in den Zellen der Keimbahn vorkommen, sondern auch in Nerven-Vorläuferzellen aktiv sind.

Typische Genomgrößen und Genanzahl

Literatur

- Wolfram Henn: Warum Frauen nicht schwach, Schwarze nicht dumm und Behinderte nicht arm dran sind. Der Mythos von den guten Genen. (2004)
- Inge Kronberg: Welche Gene machen den Menschen zum Menschen? In: Biologie in unserer Zeit 34(4), S. 206 - 207 (2004),
- Jaroslav Krizenecky: Gregor Johann Mendel, 1822-1884; Texte und Quellen zu seinem Wirken und Leben. In: Lebensdarstellungen deutscher Naturforscher 11, Barth, Leipzig 1965
- Benjamin Lewin: (2002) Molekularbiologie der Gene. ISBN 3827413494
- englisch: Genes. ISBN 0131439812

Siehe auch

Gentherapie, Homöobox, Erbkrankheit, Das egoistische Gen, Wilhelm Johannsen Kategorie:Genetik Kategorie:Bioinformatik ja:遺伝子 ko:유전자 simple:Gene th:หน่วยพันธุกรรม

Chromosom

Ein Chromosom (v. griech.: chromos = Farbe + soma = Körper; also anfärbbares Körperchen) ist die Organisationsstruktur der Desoxyribonukleinsäure (DNA) mancher eukaryotischer Organismen. Ein Chromosom ist ein langer, kontinuierlicher DNA-Doppelstrang, der um eine Vielzahl von Histonen (Kernproteinen) herumgewickelt und mehrfach zu einer kompakten Form spiralisiert werden kann. Chromosomen liegen in verschiedenen Spiralisierungszuständen vor. Während der Zellkernteilung (Mitose) werden sie so kompakt verdichtet, dass sie anfärbbar und im Lichtmikroskop bereits bei geringerer Vergrößerung erkennbar sind. Die Chromosomen wurden 1843 von Carl Wilhelm von Nägeli entdeckt, jedoch als "transitorische Zytoblasten" missgedeutet. 1910 zeigte Thomas Hunt Morgan, dass die Chromosomen die Träger der Gene, also der Erbinformation, sind. Auch die bei Prokaryoten frei im Cytoplasma befindlichen DNA-Moleküle werden als Bakterienchromosom bezeichnet. Jedes Chromosom der Eukaryoten besteht sowohl bei haploiden als auch bei diploiden Organismen zu Beginn einer Zellkernteilung aus zwei Chromatiden, die am Centromer miteinander verbunden sind (Zwei-Chromatiden-Chromosom). Nach erfolgter Kernteilung besteht das Chromosom nur noch aus einem Chromatid (einer Chromatide), liegt also als Ein-Chromatid-Chromosom vor, doch verdoppelt sich dieses nach einiger Zeit wieder zu einem Zwei-Chromatiden-Chromosom.

Die kompakte Form des Chromosoms

Ein-Chromatid-Chromosom Während der Mitose (Zellkernteilung) verkürzen sich die Chromatinfäden zu so genannten Metaphasechromosomen (Zwei-Chromatiden-Chromosomen). Dabei wird das mit den Histonen verbundene fädige Material der DNA mehrfach spiralig aufgewickelt, wobei erst die kompakte Form des Chromosoms entsteht. Nur in diesem spiralisierten Zustand sind die Chromosomen unter einem Lichtmikroskop sichtbar. Wenn keine Kernteilung stattfindet, existieren die Chromosomen in Eukaryoten im "entspannten" (entspiralisierten) Zustand als längere DNA-Fäden im Zellkern, wobei die DNA in größeren Abständen immer wieder um Pakete aus 8 Histonen (strukturellen Proteinen, siehe Abbildung 1) gewickelt ist, so dass sie mit den vielen Histonen einer Perlenkette nicht unähnlich sieht. In diesem Zustand werden die Chromosomen als Chromatin bezeichnet. Nur in diesem entspannten, nicht spiralisierten Zustand ist die DNA zur Transkription, Regulation und Duplikation (Replikation) fähig. Prokaryonten besitzen keine Histone und keinen Zellkern; der Großteil ihres Erbmaterials liegt in Form eines einzelnen, ringförmig geschlossenen DNA-Strangs vor, der sich vergleichsweise ungeordnet im Plasma der Bakterienzelle befindet. Manchmal wird er auch als "Bakterienchromosom" bezeichnet, obwohl er mit den eukaryotischen Chromosomen nicht viel gemein hat, so dass diese Bezeichnung nicht universell empfohlen wird.

Chromosomen in Eukaryoten

Bakterienchromosom # DNA-Doppelhelix # Chromatinstrang (DNA mit Histonen) # Kondensiertes Chromatin während der Interphase mit Centromer # Kondensiertes Chromatin während der Prophase (nun aus zwei Chromatiden bestehend, weil sich die DNA verdoppelt hat) # Metaphasechromosom (Zwei-Chromatiden-Chromosom)

Chromatin-Typen

Es werden zwei Typen von Chromatin unterschieden:
- Euchromatin, dessen DNA aktiv ist, d.h., in Protein exprimiert werden kann. Die euchromatischen Abschnitte des Chromosoms weisen keine Unterschiede in ihrer Struktur auf, gleichgültig, in welchem Kondensationsgrad sich ein Chromosom befindet.
- Heterochromatin, das hauptsächlich aus inaktiver DNA besteht. Es scheint strukturelle Funktionen in den verschiedenen Kondensationsstufen auszuüben. Die heterochromatischen Abschnitte des Chromosoms weisen in der Interphase den gleichen Kondensationsgrad auf wie in der Metaphase. Heterochromatin kann in zwei Untertypen unterteilt werden:
- Konstitutives Heterochromatin, das nie exprimiert wird. Es findet sich im Bereich des Centromers und besteht gewöhnlich aus repetitiven (sich wiederholenden) DNA-Sequenzen.
- Fakultatives Heterochromatin, das manchmal exprimiert wird.

Ausbildung und Transport der Chromosomen während der Kernteilung (Mitose)

- Prophase: In den frühen Stadien der Mitose kondensieren die Chromatinfäden zunehmend. Sie werden so von einer zugänglichen Quelle genetischer Information zu einer nicht mehr lesbaren, kompakten Transportform. Im Verlauf dieses Prozesses bilden die beiden zusammengehörigen Chromatiden (kondensierte Chromatinfäden) über das verbindende Centromer ein Zwei-Chromatiden-Chromosom.
- Metaphase: Die Chromosomen werden in der Äquatorialebene der Zelle nebeneinander angeordnet.
- Anaphase: Ein Spindelapparat sorgt für die Trennung der Chromatiden jedes Metaphasechromosoms und ihren Transport zu entgegengesetzten Zellpolen. Dazu werden lange Mikrotubuli sowohl an den Kinetochoren des Centromers als auch an gegenüberliegenden Enden (Polen) der Zelle befestigt. Während der Mitose ziehen die Mikrotubuli die beiden Chromatiden auseinander, so dass jede Tochterzelle ein Chromatid (eine Chromatide), d.h. je ein Ein-Chromatid-Chromosom, erhält.
- Telophase: Sobald sich die Zelle geteilt hat, werden die Tochterchromatiden zu Chromatinfäden dekondensiert, die dann wieder als Träger der genetischen Information zugänglich sind und sich später wieder zu Zwei-Chromatiden-Chromosomen verdoppeln.

Struktur

Ein-Chromatid-Chromosom Chromosomen sind hochgradig strukturiert (Abbildung 2). So liegen Gene mit ähnlicher Funktion im Chromosom häufig nebeneinander. Das ist bei einem linearen Chromatinfaden nicht der Fall. Die Chromosomen besitzen eine primäre Einschnürungsstelle, das Centromer. Durch diese wird das Chromosom in zwei meist unterschiedlich lange Arme (Schenkel) unterteilt. Der kurze Arm eines Chromosoms kann bei Satellitenchromosomen (SAT-Chromosomen) durch einen Satelliten verlängert sein. Die DNA-Abschnitte in diesem Bereich kodieren für die ribosomale RNA. Die Enden des Chromosoms werden als Telomere bezeichnet. Dort wird die DNA bei jedem Teilungsvorgang ein wenig kürzer und die Telomere spielen daher bei Alterungsprozessen eine wichtige Rolle. Neben Centromer und Telomer sind ARS-Elemente (autonom replizierende sequenzen) essentielle Bestandteile eines Chromosoms, die eine Replikation des Chromosoms in der Zelle erst ermöglichen. # Chromatid (Chromatide). Eines der beiden identischen Teile des Chromosoms. # Centromer. Der Punkt, an dem sich die beiden Chromatiden berühren, und an dem die Mikrotubuli ansetzen. # Kurzer Arm. # Langer Arm.

Chromosomenzahl

Tabelle 1: Beispiele für Chromosomenzahlen (im diploiden Satz)
Innerhalb einer Spezies ist die Chromosomenzahl in den meisten Fällen gleich (Tabelle 1). Sich asexuell reproduzierende Organismen haben einen Chromosomensatz, der in allen Körperzellen gleich ist. Sich sexuell fortpflanzende Tier- und Pflanzenarten haben oft somatische Zellen (normale Körperzellen) mit einem diploiden (doppelten) Chromosomensatz [2n] (d.h. mit je einem Chromosom von den beiden Elternorganismen) sowie Keimzellen (Gameten), die haploid sind und nur ein Chromosom jedes Chromosomentyps enthalten. Bei manchen Spezies können aber auch polyploide Chromosomensätze [xn] vorkommen. Wenn zwei passende (haploide) Keimzellen verschmelzen (Befruchtung), entsteht eine Zelle mit diploidem Chromosomensatz, die Zygote. Diese kann sich durch mitotische Zellteilungen zu einem diploiden Organismus entwickeln. Es gibt aber auch Fälle, bei denen die Zygote, oft nach einer mehr oder weniger langen Ruhepause, eine Meiose (Reifeteilung) durchläuft, ohne sich vorher mitotisch geteilt zu haben. Aus den dabei entstehenden vier haploiden Zellen entwickeln sich haploide Organismen. Daneben gibt es noch die Möglichkeit, dass Organismen der gleichen Art in ihrem Lebenslauf abwechselnd sowohl haploid als auch diploid sind. Dies kommt z.B. bei den Moosen und Farnen vor. (Näheres hierzu ist unter dem Stichwort Generationswechsel zu finden.) Bei den diploiden Organismen kommt es erst später, wenn sich Keimzellen in den Keimdrüsen des geschlechtsreifen Lebewesens entwickeln, zu einer Meiose. Während einer solchen Meiose können die Chromatiden sich gegenüberliegender homologer Zwei-Chromatiden-Chromosomen Teile austauschen (Crossing over oder Crossover). Dadurch entstehen genetisch neu zusammengesetzte Chromosomen, die sich von denen der Elternorganismen unterscheiden.

Karyogramm

Um die Anzahl der (diploiden) Chromosomen eines Lebewesens festzustellen, werden sie während der Metaphase im Reagenzglas mit Colchizin, einem Spindelgift, arretiert, so dass sie nicht mehr zu den Zellpolen gezogen werden können. Danach werden die Zellen angefärbt (der Name Chromosom leitet sich von seiner Anfärbbarkeit her), fotografiert und in einem Karyogramm der Größe nach angeordnet, sodass der Karyotyp bestimmt werden kann (Abbildung 3).

Chromosomen beim Menschen

Der Mensch besitzt im diploiden Zustand 46 Chromosomen. Diese werden in zwei Chromosomengruppen aufgeteilt:
- ; Autosomen:das sind alle Chromosomen außer den Geschlechtschromosomen. Beim Menschen sind das 22 Chromosomenpaare, von denen im doppelten Chromosomensatz jeweils zwei homolog sind. Sie können im Karyogramm paarweise nach ihrer Größe und ihrem (nach Anfärbung) übereinstimmenden Bandenmuster angeordnet werden, wobei man sie mit Ziffern von 1 bis 22 versieht.
- ; Gonosomen:das sind die Geschlechtschromosomen. Wie viele andere sich sexuell reproduzierende Spezies hat auch der Mensch neben den Autosomen noch zwei spezielle Geschlechtschromosomen, die unter anderem für die Geschlechtsbestimmung zuständig sind. Es gibt beim Menschen zwei verschiedene Geschlechtschromosomen:
- das X-Chromosom
- und das Y-Chromosom Menschen mit zwei X-Chromosomen sind Frauen (XX), Menschen mit einem X- und einem Y-Chromosom sind Männer (XY). Eine Frau besitzt also 22 Autosomenpaare und zwei identische Geschlechtschromosomen, ein Mann 22 Autosomenpaare und zwei unterschiedliche Gonosomen. Bei Frauen wird eines der X-Chromosomen inaktiviert und erscheint unter dem Mikroskop als Barr-Körperchen oder Geschlechts-Chromatin. Das Y-Chromosom des Menschen enthält an den beiden Enden noch kurze Regionen, die mit den homologen Regionen des X-Chromosoms rekombinieren können. Die nicht rekombinierende Region enthält etwa zur Hälfte Gene, die auch auf dem X-Chromosom vorkommen. Dies sind vor allem Gene des Grundstoffwechsels. Zwei Gene, die auch auf dem X-Chromosom vorkommen, sind nur im Hoden aktiv. Die übrigen Gene ohne Entsprechung auf dem X-Chromosom sind ebenfalls nur im Hoden aktiv, bestimmen das männliche Geschlecht und steuern die Spermien-Produktion. Ein Verlust eines Stückes des langen Armes nahe dem Zentromer führt zu Kleinwuchs.

Genom- und Chromosomenmutationen durch Fehler bei der Kernteilung

Fehler bei der Chromosomentrennung oder beim Crossing over können zu Besonderheiten mit zum Teil schwer wiegender Symptomatik führen. Diese lassen sich in zwei Klassen einteilen:
- Chromosomenaberrationen oder teilweise Chromosomendysplasie, gewöhnlich das Resultat eines fehlerhaften Crossover.
- Cri-du-chat-Syndrom (Lejeune-Syndrom / Katzenschrei-Syndrom), das durch Deletion (Stückverlust) des kurzen Arms von Chromosom 5 hervorgerufen wird. Im frühen Kindesalter fallen die Kinder durch die Art und Weises ihres Schreiens auf, das an das Schreien einer Katze erinnert. Sie haben weit auseinanderliegende Augen, einen kleinen Kopf und Kiefer und sind in ihrer Intelligenz gemindert.
- Wolf-Hirschhorn-Syndrom, hervorgerufen durch teilweise Deletion (Stückverlust) des kurzen Arms von Chromosom 4. Betroffene sind kognitiv schwer beeinträchtigt und haben Wachstumsstörungen.
- Fehlende oder zusätzliche Chromosomen als Resultat einer unvollständigen chromosomalen Segregation.
- Down-Syndrom oder Trisomie 21 (dreifaches / trisomies Vorliegen von Erbmaterial des 21. Chromosoms in allen oder einigen Körperzellen). Unterschieden werden vier Formen. Häufige Symptome sind u.a. Muskelschwäche, vielfach vergleichsweise leichte Intelligenzminderung, Herzfehler.
- Pätau-Syndrom oder Trisomie 13 (dreifaches / trisomies Vorliegen von Erbmaterial des 13. Chromosoms in allen oder einigen Körperzellen). Häufige Symptome sind u.a. Herzfehler, Lippen-, Kiefer-, Gaumenspalten, Polydaktylie (Vielfingrigkeit), deutlich herabgesetzte Lebenserwartung.
- Edwards-Syndrom oder Trisomie 18 (dreifaches / trisomes Vorliegen von Erbmaterial des 18. Chromosoms in allen oder einigen Körperzellen). Häufige Symptome sind u.a. Herzfehler, eine besondere Stellung der Finger, deutlich herabgesetzte Lebenserwartung.
- Trisomie 8 (dreifaches / trisomies Vorliegen von Erbmaterial des 8. Chromosoms in allen oder einigen Körperzellen). Häufige Symptome sind u.a. Skoliose, Neuralrohrfehlbildungen (häufig Spina bifida), Brachydaktylie(Kurzfingrigkeit), überzählige Brustwarzen, Gaumenspalte.
- Kleine überzählige Markerchromosomen - heterogene Gruppe von Patienten mit Karyotyp 47,XY,+mar oder 47,XX,+mar; Beinhaltet z.B. Pallister-Killian-Syndrom, Cat-Eye Syndrom, Derivativ-Chromosom 15 Syndrom, Derivativ-Chromosom 22 Syndrom, u.v.a.
- Klinefelter-Syndrom (XXY). Männer mit diesem Syndrom sind gewöhnlich unfruchtbar, sehr groß, haben ungewöhnlich lange Arme und Beine, eine Tendenz zur Ausbildung von Brüsten (Gynäkomastie) und eine reduzierte Körperbehaarung.
- Turner-Syndrom (X0). Frauen mit diesem Syndrom haben unterentwickelte weibliche Geschlechtsmerkmale. Sie haben eine kleine Statur, einen tiefen Haaransatz, eine ungewöhnliche Augen- und Knochenentwicklung, eine Trichterbrust und sind meist unfruchtbar. Die Intelligenz ist durchschnittlich ausgeprägt.

Literatur

- Henn, Wolfram: Warum Frauen nicht schwach, Schwarze nicht dumm und Behinderte nicht arm dran sind. Der Mythos von den guten Genen. (2004)
- Gholamali Tariverdian: Chromosomen, Gene, Mutationen: humangenetische Sprechstunde. Berlin: Springer-Verlag 1995
- Walther Traut: Chromosomen: klassische und molekulare Cytogenetik. - Berlin: Springer-Verlag 1991
- Walter Nagl: Chromosomen: Organisation, Funktion und Evolution des Chromatins. 2. Aufl. Berlin: Parey-Verlag 1980
- Rigomar Rieger: Struktur und Strukturumbauten der Chromosomen vielzelliger Organismen. Berlin: Akademie-Verlag 1979
- Friedhelm Göltenboth: Chromosomenpraktikum. Stuttgart: Thieme-Verlag, 1978

Siehe auch

- Geschlechtschromosom
- Genmutation
- Chromosomenmutation
- Chromosomenbesonderheit
- Genom
- Genommutation
- Genetik
- FISH Technik zur Chromosomenanalyse
- Liste der Syndrome

Weblinks

- [http://www.biologie.uni-hamburg.de/b-online/d11/11.htm Chromosomen; Chromosomentheorie (Teil II)]
- [http://www.biologie.uni-hamburg.de/b-online/d11/11c.htm Chromosomenstrukturen und strukturelle Veränderungen der Chromosomen]
- [http://fachberatung-biologie.de/Themen/klassgenetik/seitengenetik/chromosomen.htm Bau der Chromosomen]
- [http://www.zum.de/Faecher/Bio/SA/stoff12/chromosomen.htm Feinbau der Chromosomen]
- [http://www.uni-mainz.de/FB/Medizin/Anatomie/workshop/EM/EMChromosom.html Miniaturbildübersicht Chromosomen] Kategorie:Genetik Kategorie:Zellbiologie ja:染色体 ko:염색체

Galle

Die Galle ist eine gelbe zähe Körperflüssigkeit, die sich aus Gallensäuren bzw. ihren Amiden mit Glycin und Taurin, Bilirubin, Wasser und Cholesterin zusammensetzt. Sie wird in der Leber produziert, in der Gallenblase gespeichert, zu den Mahlzeiten in den Dünndarm (Duodenum) ausgeschüttet und dient der Fett verdauung. Sie emulgiert das Fett, zersetzt es also in kleine, für fettspaltende Enzyme (Lipasen) angreifbare Tröpfchen.

Bedeutung

Die Galle spielt eine wichtige Rolle bei der Aufnahme von Fetten aus der Speise. Sie dient auch der Ausscheidung verschiedener Substanzen aus dem Körper wie Cholesterin, Bilirubin und viele Medikamente und ihre Stoffwechselprodukte. Die Gallebildung ist deshalb wesentlich für das Gleichgewicht des Cholesterins im Körper. Hauptfunktionen der Galle: #Ausscheidung von Cholesterin #Ausscheidung von Abbauprodukten von Medikamenten #Ausscheidung von Schwermetallen #Neutralisierung des Zwölffingerdarms nach Magenentleerung #Ausscheidung von Stoffwechselprodukten wie Bilirubin #Ausscheidung von Gallesalzen; diese Abbauprodukte des Cholesterins sind wichtig für die Fettverdauung #Aktivierung der Bauchspeicheldrüsenenzyme Der Menschliche Körper produziert täglich etwa 600 ml Galle, die während der Fastenperiode in der Gallenblase gespeichert wird.

Beschwerden

Wenn die Gallebildung oder Gallesekretion beim Menschen gestört ist, kommt es zu folgenden Symptomen:
- Gelbsucht (Ikterus)
- Gallenkolik
- Fettunverträglichkeit
- Fieber und entzündliche Schmerzen rechter Oberbauch

6F-Regel

Im angloamerikanischen gibt es die 6F-Regel, die Risikofaktoren für die Bildung von Cholesterinsteinen aufzeigt: 1 female weiblich Frauen sind fast dreimal so häufig betroffen 2 fair hellhäutig genetischer Zusammenhang mit der Hautfarbe 3 fat Übergewicht mehr als 20% Übergewicht verdoppelt das Risiko 4 forty >40 Jahre Risikozunahme im Alter 5 fecund fruchtbar Frauen die mehrere Kinder geboren haben 6 family Familie familiäre Häufung (genetische Prädisposition)

Siehe auch

- Gallenblase, Gallengang, Gallenkolik, Gallenstein, Gallenblasenkrebs
- Pflanzengalle

Literatur

- G.Hahn, J. Riemann: Klinische Gastroenterologie; 1996; S. 1262-1269; ISBN 3-13-477703-7

Weblinks

- http://linus.rad.rwth-aachen.de/lernprogramm/gal_un.htm
- http://www.cx.unibe.ch/ikp/lab2/Pp/INDEX.html Kategorie:Körperflüssigkeit Kategorie:Verdauungsapparat Kategorie:Gastroenterologie simple:Bile

ZNS

ZNS der Wirbeltiere

Niedere Tiere

Coeruloplasmin

Coeruloplasmin (Synonym: Ferrioxidase I) ist ein Plasmaprotein der alpha-2-Globulinfraktion von Säugetier und Mensch. Dieses bläuliche Enzym (Oxidase) wirkt als Kupferspeicher- und Transportprotein. Bei schweren Infektionskrankheiten und in der Schwangerschaft können die Serumwerte ansteigen. Im Gegensatz hierzu finden sich bei der Morbus Wilson (syn. hepatolentikuläre Degeneration) erniedrigte Werte (d.h. < 0,2 g/l). Kategorie:Protein

Blutserum

Unter Blutserum, auch kurz nur Serum genannt, versteht man jenen flüssigen Anteil des Blutes, den man erhält, wenn man aus einer geronnenen Blutprobe die zellulären Bestandteile (rote und weiße Blutkörperchen), die mit den Blutplättchen und den Gerinnungsfaktoren zu einem sogenannten Blutkuchen verbacken sind, durch zentrifugieren abtrennt. Dieser Überstand enthält bis auf die schon verbrauchten Gerinnungsfaktoren alle üblicherweise in der Blutflüssigkeit gelösten Stoffe. Durch das gelöste Bilirubin ist es gelblich gefärbt. Das Blutserum entspricht also dem Blutplasma abzüglich der Gerinnungsfaktoren (vor allem Fibrin).

Zusammensetzung

- 91% Wasser
- 7% Proteine:
- Albumine
- Globuline
- 2% Elektrolyte, Nährstoffe und Hormone

Siehe auch

Antikörper, Heilserum, Immunologie, Serologie Kategorie:Hämatologie

Urin

Urin, auch Harn genannt, ist ein flüssiges Ausscheidungsprodukt des Menschen und verwandter Säugetiere.

Zusammensetzung

Urin dient zur Regelung des Flüssigkeitshaushalts sowie zur Entsorgung von Harnstoff, Harnsäure und anderer Stoffwechsel-Endprodukte. Ein erwachsener Mensch produziert pro Tag etwa 1 bis 1,5 Liter Urin, wobei ca. 30 Gramm Harnstoff ausgeschieden werden. Urin enthält ferner geringe Mengen an Zucker (Glucose). Erst ein erhöhter Glucosegehalt im Urin deutet auf Diabetes mellitus hin. Viele weitere Substanzen wie Hormone oder Duftstoffe kommen in geringen Mengen im Urin vor. Die gelbe Farbe des Urins kommt von sogenannten Urochromen, zu denen zum Beispiel Sterkobilin und Urobilin gehören, welche durch Derivatisierung von Bilirubin entstehen. Eine andere als leicht gelbe Färbung kann auf Krankheiten hindeuten. Der pH-Wert des Urins liegt zwischen 4,5 und 8,0. Urin wird in den Nieren produziert und konzentriert (Diurese), durch die Harnleiter in die Blase geleitet und auch dort gesammelt und über die Harnröhre abgegeben. Das Abgeben des Harns heißt Miktion (siehe dort auch für soziale und psychische Komponenten des Urinierens). Bei der Bildung in den Nieren und der Lagerung in der Blase ist Urin beim gesunden Menschen noch völlig keimfrei. Da die untere Harnröhre jedoch nicht keimfrei ist, enthält Urin beim Austritt bis zu 10.000 Keime pro Milliliter. Nach dem Verzehr von Spargel tritt bei knapp der Hälfte der Menschen ein charakteristischer Geruch des Urins auf. Er ist auf die Abbauprodukte wie S-Methyl-thioacrylat sowie auf dessen Methanthiol-Additionsprodukt S-Methyl-3-(methylthio)thioproponiat zurückzuführen. Die Fähigkeit zum Abbau dieser Substanzen wird dominant vererbt. Außerdem kann es bei manchem Menschen zu einer kurzzeitigen Rotfärbung des Urins kommen, ohne dass durch eine Wunde oder Entzündung Blut in den Harn gelang, wenn die Person vermehrt Carotin aufgenommen hat. Ob dies genetisch vererbt wird, ist unbekannt.

Urinuntersuchung

Mit der Urinuntersuchung beschäftigt sich die Urologie, die entsprechenden Ärzte nennt man Urologen. Die Urologie ist die Lehre von den harnableitenden Organen. Die Nieren als harnbereitende Organe gehören zu dem internistischen Fachgebiet der Nephrologie. Nephron kommt aus dem Griechischen und bedeutet Niere. Somit beschäftigt sich längst nicht nur der Urologe intensiver mit Urin sondern auch der Nephrologe. Die Untersuchung des Urins bringt Aufschluss über zwei Bereiche:
- Der Zustand und die Funktionsfähigkeit von Niere und Blase können festgestellt werden, z. B. Niereninsuffizienz, Blaseninfektion.
- Am Vorhandensein von Substanzen, die normalerweise nicht im Urin vorkommen oder an einer veränderten Konzentration von Stoffen kann auf Stoffwechselerkrankungen geschlossen werden, z. B. Diabetes. Daneben kann durch Urintests auch die Einnahme von Medikamenten, Drogen oder Dopingmitteln nachgewiesen werden. Jedoch können diese Untersuchungen, die z. B. bei der Suchttherapie gegen Heroin eingesetzt werden, durch diverse Zusätze – wie Bleichmittel, Seife oder Kochsalz – verfälscht werden. Der Urin eines gesunden Menschen sollte weder Proteine, Nitrit, Ketone noch Blutbestandteile wie Hämoglobin enthalten. Eine qualitative Harnuntersuchung weist nach, ob eine Substanz im Urin vorhanden ist oder nicht. Eine quantitative Untersuchung des Urins gibt an, wieviel genau von einer Substanz enthalten ist. Eine semiquantitative Untersuchung gibt in etwa an, wieviel von einer Substanz im Harn vorhanden ist.

Verwendung von Urin

Urin, insbesondere "gefaulter", wurde über Jahrtausende als Reinigungsmittel eingesetzt. So wurden in Rom an belebten Straßen amphorenartige Urinale aufgestellt, um den von den Wäschern benötigten Urin einzusammeln. Kaiser Vespasian erhob darauf eine spezielle Urinsteuer. Darauf angesprochen soll er an einer Münze gerochen und "Non olet" ("sie stinkt nicht") geantwortet haben. Gefaulter Urin wurde noch bis ins 20. Jahrhundert zum Entschweißen frisch geschorener Schafwolle und zum Walken von Wolltuchen eingesetzt, des Weiteren im Gerberhandwerk. In der Medizin werden Urin und aus Urin gewonnene Substanzen vielfältig eingesetzt. So wurde in Kriegs- und Katastrophenfällen Urin als wirkungsvolles Wunddesinfektionsmittel eingesetzt. Aus dem Urin tragender Stuten werden beispielsweise Hormone für die "Pille" gewonnen. Auch ein Mittel gegen die Lungenembolie und eines gegen Fruchtbarkeitsstörungen wird aus menschlichem Urin hergestellt. Da neuerdings Prionen - falsch gefaltete Eiweiße, welche Krankheiten wie BSE oder Scrapie auslösen können - im Urin gefunden wurden, unterliegt die Gewinnung von Arzneien aus menschlichem Urin strengen Vorschriften.[http://tagesanzeiger.ch/dyn/news/vermischtes/550494.html] Im paramedizinischen Bereich ist ebenfalls die sogenannte Eigenurintherapie bekannt.

Sonstiges

Tiere verwenden Urin auch zur Kommunikation (Chemokommunikation). Am bekanntesten dürfte dabei der Hund sein, der wie viele andere Tiere auch, sein