Molekulare Mechanismen der intrazellulären Hormonwirkung: Niveau A
Zellen der Leber sind in der Lage, Glukose bei erhöhtem Blutzuckerspiegel vermehrt aufzunehmen und in Form langer, wasserunlöslicher Ketten von Glukosebausteinen (Glykogen) zu speichern. Ebenso sind die Zellen in der Lage, bei zu geringem Blutzuckerspiegel Glykogen wieder abzubauen und Glukose aus der Zelle freizusetzen. Die dafür notwendigen Prozesse in den Leberzellen werden durch die Hormone Insulin und Glukagon ausgelöst. Daher besitzen Leberzellen in ihrer Zellmembran Rezeptoren für beide Hormone. Material 1 zeigt schematisch molekulare Prozesse, die durch Insulin in Leberzellen ausgelöst werden. Material 2 zeigt einen weiteren durch Insulin ausgelösten Prozess, Material 3 einen durch Glukagon ausgelösten Prozess in Leberzellen. Abbildung 4 zeigt ganz allgemein eine Abfolge von Reaktionen in einer Zelle nach Bindung eines Hormons an einem Rezeptor.
Aufgaben zu Material 1:
1.1 Beschreiben Sie die in Material 1 dargestellten molekularen Prozesse.
1.2 Erklären Sie die Bedeutung des Vorgangs für die Regulation des Blutzuckerspiegels.
1.3 Erklären Sie die Notwendigkeit des Vorgangs in Abbildung 1.5.
Aufgaben zu Material 2 und 4:
2.1 Begründen Sie, dass ohne Insulin trotz Anwesenheit von Glukose keine Glykogensynthese stattfinden
kann.
2.2 Erläutern Sie die durch Insulin ausgelösten molekularen Prozesse.
2.3 Erklären Sie die Bedeutung des Vorgangs für die Regulation des Blutzuckerspiegels. Verwenden Sie
auch Ihre Erkenntnisse aus Material 1.
2.4 Begründen Sie, dass die Speicherung großer Mengen an Glukose in Leberzellen in Form von
Glykogen erforderlich ist.
Aufgaben zu Material 3 und 4:
3. Erläutern Sie die durch Glukagon ausgelösten molekularen Prozesse.
Bilanzierende Aufgabe:
Verschiedene Hormone binden über ihre spezifischen Rezeptoren an unterschiedlichen Zielzellen. Sie
weisen jedoch grundsätzlich vergleichbare Wirkmechanismen auf.
4. Formulieren Sie für die in den Materialien 1-4 dargestellten Prozesse je einen prägnanten Merksatz, in welchem der grundsätzliche Wirkungsmechanismus von Hormonen in Zielzellen zum Ausdruck gebracht wird
Hinweis zu den Abbildungen im Material:
Rot dargestellte Symbole zeigen den aktivierten Zustand, graue den inaktivierten Zustand eines Enzyms
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