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Block 5 Toxikologie für Chemiker und andere Naturwissenschaftler PD Dr. Gunter P. Eckert Pharmakologisches Institut für Naturwissenschaftler Universität Frankfurt [email protected] Stand: 11.02.10 Die Vorlesungsunterlagen wurden nach bestem Wissen und Gewissen zusammengestellt, erheben aber nicht den Anspruch auf Vollständigkeit. Keine Gewähr für eventuelle Fehler! TOX_N260

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Block 5

Toxikologie für Chemiker und andere Naturwissenschaftler

PD Dr. Gunter P. Eckert Pharmakologisches Institut für Naturwissenschaftler Universität Frankfurt [email protected] Stand: 11.02.10

Die Vorlesungsunterlagen wurden nach bestem Wissen und Gewissen zusammengestellt, erheben aber nicht den Anspruch auf Vollständigkeit. Keine Gewähr für eventuelle Fehler!

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Organtoxikologie

  Wichtige Organtoxizitäten  nephrotoxisch (Niere)  hepatotoxisch (Leber)  neurotoxisch (Nervenzellen)  hämatotoxisch (blutbildendes System)  immunotoxisch (Immunsystem)  kardiotoxisch (Herz)  myelotoxisch (Knochenmark)  ototoxisch (Ohr)

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 Leber:

 Zentrales Organ des Intermediärstoffwechsels  Speicher und Syntheseort  Entgiftung, Aktivierung, Inaktivierung und

Ausscheidung

Organtoxikologie Leber

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 Makroskopische Anatomie der Leber:

  Leberblutdurchfluß: ca. 1,5 l/min   Blutversorgung: Leberaterie ca. 25% & Pfortader ca. 75 % (venös, Magen,

Darm, Bauchspeicheldrüse, Milz)   4 Leberlappen   Extrahepatische Gallenwege   Leberpforte

Organtoxikologie Leber

Leberpforte

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 Zwei Konzepte bei der Betrachtungsweise:  Läppchenkonzept  Acinuskonzept

Organtoxikologie Leber

Z Zentralvene P portaler Tiras aus Pfortaderast, Ast der Leberaterie und Gallengang

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 Mikroskopische Anatomie der Leber:   Morphologisch sind Blut- und Gallegefäße und die Leberparenchymzellen

(Hepatozyten) in den Leberläppchen angeordnet   Radiär verlaufende einschichtige Zellstränge

> 3D Netzwerk

Organtoxikologie Leber

Periportales Feld

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Organtoxikologie Leber

  Läppchenkonzept   orientiert am lichtmikroskopischen Bild   hexagonales Leberläppchen (Gruppierung um zentrale Lebervene -

umgekehrt wie bei Acinus)   Rolle bei toxikologischer Betrachtung:

zonale Leberschäden:  periportal (um die Pfortader)  zentrilobulär (um Zentralvene - entspricht ungefähr Zone 3 des Acinus)

  zentrilobuläre Nekrose: häufigste zonale Schädigung: Bioaktivierung zu hepatotoxischen Substanzen durch CYP450-Metabolisierung

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 Leber-Acinus:

Organtoxikologie Leber

1. Cytochromoxidase, SuccinatDH (viel O2, Zellatmung)

3. LactatDH, CYP450

1. 2. 3.

Z Zentralvene P portale Tiras aus Pfortaderast, Ast der Leberaterie und Gallengang

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  Leber-Acinus:   Hepatozyten beerenförmig um die portale Trias (Pfortaderast, Ast

der Leberarterie und Gallengang) angeordnet   Einteilung des Parenchyms in 3 Zonen mit unterschiedlicher

Sauerstoffversorgung und Enzymausstattung:   Zone 1: viel O2, Cytochromoxidase → Zellatmung   Zone 3: O2-arm, LDH - Endstrecke der glykolytischen

Energiegewinnung und CYP 450-Metabolismus

Organtoxikologie Leber

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 Mikroskopische Anatomie der Leber:   Lebersinusoide, Leberkapillaren. Gut durchlässige Wand aus: Endothelzellen

und von-Kupffer-Sternzellen (Marophagen).   Disse-Raum   Leberzellen: Mirkovilli   Ito-Zellen (Fettspeicherung)

Organtoxikologie Leber

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Organtoxikologie Leber

  Toxische Effekte von chemischen Noxen auf die Leber:  Zelltod (Nekrose)  Ansammlung von Lipiden (Fettleber, Steatose)  verminderte Galleproduktion (intrahepatische Cholestase)  bindegewebige Einlagerungen (Leberzirrhose)  Neoplasie (Tumorentstehung)

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  Cholestase  Östrogene, anabole Steroide  Chlorpromazin (Neuroleptikum)  α-Naphtylisocyanat  Arsen

  wegen der gestörten biliären Ausscheidung von Häm-Abbauprodukten kommt es zur Gelbsucht (intrazelluläre Galleausfällung - Gelbfärbung der Hepatozyten)

Organtoxikologie Leber

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  Steanose  Methotrexat (Zytostatikum) makrovesikulär  Tetracycline (Antibiotikum)  Valporat (Antikonvulsivum) mirkovesikulär  Ethanol

  Leberzellverfettung: makrovesikuläre Form > großer Fetttropfen in fast ganzer Hepatozyte (Störung der Sekretion durch Hemmung der Apolipoproteinsynthese) mikrovesikuläre Form > viele kleine Fetttröpfchen in Hepatozyte (Störung der β-Oxidation)

Organtoxikologie Leber

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  Leberzellverfettung: > 5 Gewichts-% Fett = Fettleber (Steatose)

  Ansammlung von Triglyceriden in den Hepatozyten  EtOH: abnormal gesteigerte Triglyceridsynthese

  1. Stadium Fettleber: zunächst reversibel

Organtoxikologie EtOH und Leber

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Organtoxikologie EtOH und Leber

  Chronisch toxische Leberschäden: Fettleberhepatitits und Leberzirrhose  EtOH wichtigste Ursache  Häufigkeit der Fettleber und -zirrhose korreliert mit tägl. Alkoholkonsum  Steatose und Lebervergrößerung beschwerdefrei  bei Alkoholabstinenz bildet sich Fettleber nach 2-6 Wochen zurück  bei weiterem Trinken: Alkoholhepatitis mit Leberzellnekrosen -

zunehmende Bindegewebswucherung → Fibrose → Zirrhose (Blutgefäßveränderungen)

 Anstieg der γ-Glutamyl-Transpeptidase (γ-GT) gemessen im Blutserum ist ein sehr empfindlicher Marker f. Leberschäden

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  Lebertumore   Hepatozyten (Leberadenom 1, primäres hepatozelluläres Karzinom 2)   Gefäßen (Hämangiosarkom 3)   Selten Gallengänge (Cholangiokarzinom 4)   Leberkanzerogene  hormonale Kontrazeptiva 1  Arsen 2  Aflatoxin B1 2  Vinylchlorid 3  Kupfersulfat 3  Thoriumdioxid 2+3

Organtoxikologie Leber

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  Lebernekrose  CCl4, Brombenzol, Aflatoxin B1, Dimethylnitrosamin

  Fettleber  CCl4 (Ausfall der für die Ausschleusung von Triglyceriden wichtigen Lipoproteine (VLDL)  Nikotin (Anhäufung von Fettsäuren durch

Mobilisierung der Depotlipide)  Tetrazykline (Antibiotikum)

  Leberkrebs  Aflatoxin B1, Dialkylnitrosamine, Vinylchlorid, CCl3, CCl4,

DDT (Organochlor-Pestizid)

Organtoxikologie Weitere Hepatotoxische Stoffe

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Organtoxikologie Atemwege

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  Lungenfibrose   verstärkte Kollagenablagerung (vermutlich ausgelöst durch

absterbende Makrophagen)   Einschränkung von Gasaustausch und Blutfluß

  Typische Stoffe: - Quarzstaub („Silikose“) - Asbestfaser („Asbestose“) - andere Stäube (Kohle, Carbide, Aluminium)

Organtoxikologie Atemwege

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  Lungenkrebs   beim Menschen hauptsächlich bedingt durch Zigarettenrauchen   beruflich bedingte Lungenkanzerogene:

 Arsenik  Asbest (v.a. in Verbindung mit Rauchen, überadditiv)  Chrom-VI-Salze  Mono- und Bischlormethylether

Organtoxikologie Atemwege

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Tabakrauch

  Haupt- (HSR) und Nebenstromrauch (NSR)   flüchtige Verbindungen (Gasphase) - Partikelphase („Teer“)   Partikelphase - kanzerogene Nitrosamine (20 Z./Tag →

20000mal mehr Nitrosamine wie Passivraucher im NSR)   Tabak: 0.2-0.5% Nicotin   rasche Resorption über Bronchien, schnelle Verteilung, HWZ

2h (Metabolisierung in Leber - Cotinin)   CYP1A1-Induktion

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Nicotin

  Aktivierung des Parasympathikus → Magensaftproduktion steigt → Darmtätigkeit

  Aktivierung des Sympathikus und Nebennierenmarks → Zunahme der Herzfrequenz, Blutdruckanstieg und Abbau von Fett und Glykogen → Glucose

  Schäden durch Tabakrauch  Tumore der Lunge, der Luftröhre, des Kehlkopfs, der Mundhöhle, der

Speiseröhre, des Pankreas, der Niere und der Harnblase  Gefäßerkrankungen (erhöhte Aggregation der Thrombozyten) →

koronare Herzerkrankung, Raucherbein, Schlaganfall  Teer → Raucherhusten

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Organtoxikologie Auge

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Organtoxikologie Auge

  Hornhaut (Cornea): Trübung   Stoffe  Säuren und Basen  org. Lösungsmittel  Kampfstoffe vom Lost-Typ (Alkylierung von Proteinen und

DNA durch Sulfonium-Zwischenstufen

 Tränenreizstoffe  Bestandteile des photochemischen Smogs

(Peroxyacylnitrate)

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Organtoxikologie Auge

  Augenlinse: Kataraktbildung (grauer Star)   Stoffe  2,4-Dinitrophenol  Glucocorticoide  Thallium(II)-salze  Naphthalin (ultimaler Metabolit: 1,2-Naphthochinon, reagiert

mit GSH und Proteinen, Folge: GSH-Spiegel sinkt in Linse)

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Organtoxikologie Auge

  Retina und Sehnerv: Schädigung von Neuronen (!Sehkraft)   Stoffe:

 Methanol (metabolisch wirksam: Ameisensäure, beim Menschen langsame Weiteroxidation zu CO2, deshalb Anreicherung)

 Schwefelkohlenstoff  Thallium(I)-salze  bestimmte Pharmaka

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Nervensystem

Nervensystem Zentralnervensystem (ZNS)

peripheres Nervensystem (PNS)

Nervensystem: Hochkomplexes System, das die große Vielfalt funktioneller Abläufe im Organismus steuert.

Neben dem relativ trägen Hormonsystem werden die meisten willkürlichen und unwillkürlichen Funktionsabläufe des Organismus vom ZNS und PNS kontrolliert.

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Aufbau Neuron

• Zellkörper (Perikaryon) mit Kern (Nucleus) > Orte der Protein- und Transmitterbiosynthese • Zellforsätze: Dentriden & Axone > Informationsaufnahme und Weiterleitung • Synapsen > chemische Informationsweitergabe

CAVE Axone leiten Impulse zur nächsten Nervenzelle oder dem Erfolgsgewebe weiter. Dentriden nehmen Impulse von Axonen und sensorischen Rezeptoren auf.

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Besonderheiten der Nervenzellen,die ihre besondere Anfälligkeit gegenüber Noxen bedingen:

  Starke Abhängigkeit vom Glukosestoffwechsel

  Sehr große Räumliche Ausdehnung

  Sehr geringer Durchmesser von Axonen und Dendriten

  Chemische Neurotransmission, viele synaptische Mechanismen

  Myelinierte Axone1 > Abhängigkeit von lipidreichen Geweben

  Nervenzellen des ZNS durch die Blut-Hirnschranke2 geschützt 1 Bildung der Myelinschicht durch: ZNS = Oligodendrozyten (Gliazelle) PNS = Schwan‘sche Zellen

2 Bluthirn-Schranke: Kappilarsystem des ZNS ist von einem Lipidmantel umgeben, der von Astrozyten (Gliazellen) gebildet wird

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Neurotoxizität

Neuronopathien

Entsprechend dem Angriffpunkt der Noxen kann man folgende neuro- toxische Schädigungen unterscheiden:

Axonopathien

Myelinopathien

Chemische Beeinträchtigung der Neurotransmission

CAVE Noxe = schädigendes Agens „Pathos“ = Leiden

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Neurotoxizität Neuronopathien – führen zum Absterben des Neurons.

Neuropathologische Substanzen stören Funktion des Neurons so nach- haltig, dass es über seinen gesamten Bereich degeneriert.

Freigewordener Raum wird meist durch vermehrtes Wachstum von Glia- zellen ausgefüllt > Gliose

Klassisches Beispiel: Unterbrechung der Zellatmung Bestimmte Areale sehr empfindlich > spezifische neurologische Ausfälle

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Neurotoxizität Neuronopathien – führen zum Absterben des Neurons. MPTP – induzierte Neurotoxizität

MPTP (1-Methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridin):   Chemische Verunreinigung von synthetischen Heroinersatz (70er Jahre).   Bei Abhängigen, traten nach einigen Wochen Symptome auf, die identisch mit einer Parkinson-Erkrankung waren.   Wie bei Parkinson, selektive Schädigung dopaminerger Neurone in der Substantia nigra   Heute: Tiermodell für Parkinson.

Parkinson: Ungeklärter Untergang domamin- erger Neurone besonders in der Substantia nigra beeinträchtigt das Motorische System > Gangstörungen, Zittern.

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Neurotoxizität Neuronopathien – führen zum Absterben des Neurons. MPTP – induzierte Neurotoxizität

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Neurotoxizität Neuronopathien – führen zum Absterben des Neurons.

Substanz Mechanismus Symptome Cyanit Hemmung der Zellatmung Zentrale Ausfälle Kohlenmonoxid Hemmung der Zellatmung Zentrale Ausfälle Sauerstoffmangel Hemmung der Zellatmung Zentrale Ausfälle Methanol Ameisensäure zerstört Sehnerv Erblindung Methylquecksilber Zelluntergang; besonders fötal Minamata-Erkrankung MPTP Zerstörung dopaminerger Neurone Parkinson Hydroxydopamin Zerstörung dopaminerger Neurone Parkinson Blei Interagiert mit NMDA-R. Entwicklungsdefizite IQ Weitere: Mangan, Trimethylzinn und Triethylblei

Hemmung der Zellatumung durch unterschiedliche Mechanismen: Cyanit = Hemmung der mitochondrialen Atmungskette Kohlenmonoxid = Besetzt Sauerstoffbindungsstelle im Hämoglobin Minamata-Erkrankung: Sehstörungen und schwere Störungen der Bewegungskoordination; MPTP = Methylphenyltetrahydropyridin

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Neurotoxizität

Einige Stoffe schädigen spezifisch die Axone von Nervenzellen.

Bei Axonopatien sind hauptsächlich die langen Axone des sensorischen & motorischen peripheren Nervensystems betroffen.

Diese können sich nicht regenerieren (<> vegetativen Axone).

Vergiftungssymptome: sensorische und motorische Störungen > für unterschiedliche Noxen relativ ähnlich.

Axonopathien schädigen das Axon

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Neurotoxizität

Organische Lösungsmittel (Alkohole, aliphatische Kohlenwasserstoffe) können neben einer akut narkotischen Wirkung bei chronischer Exposition auch zu peripheren und zentralen Axonopathien führen:

Chronischer Alkoholmissbrauch > periphere Polyneuropathie1

Andere organische Lösungsmittel > Encephalopathie2

Axonopathien schädigen das Axon

1Polyneuropathie = unspezifische Schädigung von Nervenzellen 2Encephalopathie = hirnorganische Schädigung: diffuse zentrale Ausfälle, v.a. im Bereich der Kognition.

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Neurotoxizität Axonopathien schädigen das Axon

Substanz Mechanismus Symptome n-Hexan Zerstörung der Neurofilamente1 sensor- & motorische Ausfälle Methyl-n-butyl-keton Zerstörung der Neurofilamente1 dito Schwefelkohlenstoff Crosslinking von Proteinen dito + Psyche und Kognition Alkylphosphate Alkylierungen an periph. Axonen ausgeprägte motor. Ausfälle Organophosphate Hemmung neuronale Serinesterase irreversible Polyneuropathien CCKWs2 GABAA – R. Antagonist Krämpfe, Erregung, Tremor Vinca-Alkaloide, Störung der Neurofilamente Enzophalopathien Colchicin, Taxol, Cisplatin Weitere: Acrylamid, Arsen, Ethanol, Iminodipropionitril, Thalium, Zinkpyridinthion

1Neurofilamente: Hauptbestandteil des Zytoskeletts von Axonen und Detriden. 2CCKWs = chlorierte cyclische Kohlenwasserstoffe: DDT, Aldrin, Lindan ....

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Neurotoxizität

Substanzen, die das Myelin schädigen, führen entweder zu einer Trennung der Myelinlamellen, oder sie können zur kompletten Demyelinisierung führen. Myelinopathien auslösende Substanzen sind selten.

Substanz Mechanismus Symptome Hexachlorophen Myelinschwellung u. Splittung Hirnödem, intrakranieller Druck (dermales Anitbiotikum, Fungizid; AknefugR)

AETT1 Myelinschwellung nur am Tier (Parfümindustrie)

Cuprizon (exper.) Chelatbindung mit Kupfer Untergang d. Oligodendendrozyten

Weitere: Anorganisches Blei, Tellur, Triethylzinn

Myelinopathien – Schädigung der Isolierung von Axonen und Dendriten

1AETT: Acetylethyltetramethyltetralin

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Neurotoxizität

Neurotoxische Substanzen, die die Neurotransmission chemisch be-einträchtigen, führen nicht zur Degeneration des Neurons oder seiner Fortsätze (Ausnahme: EAA1).

Hohe Dosen praktisch aller Arzneimittel, die über eine Interferenz mit der chemischen Neurotransmission wirken, sind neurotoxisch.

Neurotoxine, Substanzen aus Pflanzen und Tieren, die hochselektiv bestimmte Mechanismen der Neurotransmission effektive beeinflussen.

Chemische Beeinträchtigung der Neurotransmission

1EAA = excitatory aminio acids: L-Glutamat, Kainat, Aspartat ...

CAVE: Neurotoxine sind wichtige Hilfsmittel bei der experimentellen Erforschung bestimmter neuronaler Mechanismen! Biologisch dienen sie dem Wirtstier oder –pflanze meist als Fraßgift.

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Neurotoxizität

Substanz Mechanismus Symptome Alkylphosphate Hemmung Acetylcholinesterase cholinerge Wirkungen Atropin (Tollkirsche) M-Acetylcholinrezeptor-Antagonist anticholinerge Wirkung Nicotin (Tabak) N-Acetylcholinrezeptor-Agonist Krämpfe, Atemlähmung ... Cytisin (Goldregen) dito dito Muskarin (Fliegenpilz) M-Acetylcholinrezeptor-Agonist cholinerge Wirkungen Strychnin (Brechnuß) Glycin-Rezeptor-Agonist (spinal) Krämpfe Domoinsäure (Algen) exzitatorische Aminosäure glutamaterge Wirkung Glutamat exzitatorische Aminosäure glutamaterge Wirkung

CAVE cholinerge Wirkungen: Schwitzen, Speichelfluss (Hypersalvation), Pupillenverengung (Miosis), langsame Herzfrequenz (Bradykardie), Atembeschwerden... anticholinerge Wirkungen: Trockene Haut, Pupillenerweiterung (Mydriasis), schnelle Herzfrequenz (Tachykardie) ...

Chemische Beeinträchtigung der Neurotransmission

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Neurotoxizität

Substanz Wirkung Herkunft Tabun, Sarin, VX AChE-Hemmung Kampfgas Muscimol GABAA-Agonist Amanita-Pilze Psilocybin Halluzinogen Spitzkegliger Kahlkopf Tetanus-Toxin Interneuronale Blockade von inhibitorischen Clostridium tetani Neurotransmittern Botulinus-Toxine Hemmung der Freisetzung von Ach an Clostridium botulinum neuromuskulärer Endplatte

Weitere neurotoxische Substanzen

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Chemische Kanzerogenese

  Krebs = bösartiger Tumor (Geschwulst)  autonomes und überschießendes Wachstum  pathologische Charakteristika:

•  Zellatypien •  invasives Wachstum - Destruktion der Umgebung •  Metastasierung (Tochtergeschwülste)

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Histopathologische Einteilung von Tumoren

  Gutartig (Bening)   Epithel (Haut, GIT, Drüse)

 Adenom   Mesothel (Muskel, Knochen,

Bindegewebe)  Myom, Osteom, Fibrom

  Nervengewebe (z.B. Gliazellen)  Gliom

  Bösartig (maling)   Epithel (80%)

 Karzinom (karkinos = Krebs)

  Mesothel (15%)  Sarkome (2%)

Osteosarkom, Myosarkom  Leukämie (4%, Knochenmark)  Lymphoma (9%, Milz, Lymphknoten)

  Nervengewebe  Blastome, z.B. Glioblastom

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Chemische Kanzerogenese

  Normalerweise sind Vermehrung, Wachstum und Differenzierung genetisch geregelt

  Tumorzellen entziehen sich den zellulären Regelmechanismen, differenzieren unvollständig, Verhältnis Zellteilung/Apoptose verschoben

  langandauernder Vorgang (Latenzzeit)   verschiedene Ursachen

 genetische Prädisposition  Umwelteinflüsse  Lebensgewohnheiten  Strahlung  Chemikalien

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Chemische Kanzerogenese

  Exogene Noxen - hauptsächliche Risikofaktoren:  Rauchen, auch passiv (1.5faches Risiko)  Alkoholkonsum  Ernährung: Fleischanteil, Aflatoxine, ballaststoffarme Kost

  Kanzerogene:  genotoxische K., Inteagieren mit DNA → wirken mutagen  epigenetische K., nicht-genotoxisch (negativer Mutagenese-Assay)

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Protoonkogene   Onko = groß an Umfang, Onkogene = Krebsgen   Protoonkogene (zelluläre c-Onkogene, Signaltransduktion)

in gesunden Zellen:  z.B.c-myc, c-fos: DNA-bindende Transkriptionsfaktoren,  c-sis, Wachstumsfaktor PDGF, c-erbB, Rezeptor für den

Wachstumsfaktor EGF  deren Proteine wichtige Funktionen im Wachstum/

Differenzierung   Protoonkogene werden durch genetische Schäden zu

Onkogenen aktiviert (höhere Aktivität, vermehrte Bildung)

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Antionkogene

  Antionkogene = Tumorsupressor-Gene   deren Protein-Produkte verhindern, dass gestörte

Wachstumsprozesse ablaufen   wird nach Mutation des Tumorsupressor-Gens ein

inaktives Genprodukt gebildet oder die Genexpression vermindert, wird unkontrolliertes Zellwachstum begünstigt (z.B. p53)

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Mehrstufenmodell der chemischen Kanzerogenese

1. Initiation 2. Promotion 3. Progression

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1. Initiation   Führt zu persistierenden Veränderungen der Zelle (irreversible

Transformation in eine initiierte maligne Zelle, irreversible Veränderung des genetischen Materials - Weitergabe an Tochterzellen)

  Bildung von DNA-Addukten, Reaktivität: G>A>C>T (meist G-Addukte) → nicht-komplementäre Basenpaarung

  Interkalation großer planarer Moleküle in DNA   Direkte (primäre) Kanzerogene (Alkylantien, z.B. Stickstoff-Lost)   Indirekte (sekundäre) Kanzerogene (Präkanzerogene, Mehrheit der

Stoffe): aktiv nach metabolischer Bioaktivierung (reaktiver Metabolit = ultimales Kanzerogen)

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2. Promotion

  Klonale Expansion initiierter Zellen durch Stimulierung des Zellwachstums (Zellpopulation mit identischen Mutationen, Mitogenese)

  Schwellendosis?, reversibel?   Langandauernder Vorgang im Vergleich zur Phase 1   Expansion durch erhöhte Mitoserate und erniedrigte

Apoptoserate

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Tumorpromotoren

  sind selbst nicht kanzerogen, keine metabolische Aktivierung

  erhöhen jedoch die Krebsinzidenz nach Exposition gegenüber kanzerogenen (initiiernenden) Substanzen

  erhöhen entweder die Anzahl der Tumore und/oder verkürzen die Latenzzeit

  Interaktion mit mitogenese relevanten zellulären Signaltransduktionswirkungen (Ah-Rezeptor, PKC), Apoptose

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3. Progression

  Progression zum Tumor:  Zunahme der Wachstumsautonomie und Malignität des

Mikrotumors durch weitere Mutationen und andere Prozesse über einen Zeitraum von Monaten und Jahren

 genotoxische Schäden  weitere Mutationen  Chromosomenschäden

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Komplette Kanzerogene

  = Solitärkanzerogene   mit initiierenden und promovierenden Effekten (kein

zusätzlicher Tumorpromotor notwendig bei genügend hoher Dosierung

  irreversible Wirkung

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Nicht-gentoxische Kanzerogene

  = Epigenetische Kanzerogene

  Mechanismen der krebserzeugenden Wirkung meist nicht hinreichend aufgeklärt

  reagieren nicht direkt mit DNA-Basen   sind nicht mutagen

  können - auch ohne Genmutationen - als komplette Kanzerogene wirken

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Krebserzeugende Stoffe

  Polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK)   aromatische Amine   N-Nitrosoverbindungen   Alkylantien   einige Metalle   bestimmte Naturstoffe   Mineralfasern

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Krebserzeugende Naturstoffe

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Aromatische Amine

  Arylamine, Azofarbstoffe   nicht lokal wirksam   Tumore erst nach systemischer Zufuhr   Substanz-spezifische Zielgewebe   Nagern: Leber-, Harnblase-, Brustkrebs   Anilin-Arbeiter - Blasenkrebs   ultimale Kanzerogene - Nitreniumionen

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Nitrosamine

  Lebensmittel und Tabakrauch   stark wirksame Kanzerogene in allen Spezies,

Organotropie   ultimale Kanzerogene durch Bioaktivierung:

alkylierende Zwischenprodukte

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  > 100oC , v.a. > 200oC, aus Zucker- und Eiweißbausteinen gebildet

  beim Bräunungsprozess: Frittieren, Backen, Braten, Rösten, Grillen von Kartoffel- und Getreideprodukten

  Baustein von Polyacrylamid (Farben, Faser-, Kunststoffe)   Wissenschaftler und Behörden vermuten, dass Acrylamid

Krebs erregend und Erbgut schädigend ist   WHO: 1µg/Tag/kg KG   IARC (1994): wahrscheinlich krebserregend

Acrylamid

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  Tierversuch: kanzerogen in sehr hohen oralen Dosen in Langzeitversuchen, erbutschädigend, nervenschädigend (Axonopathie)

  Schwedische Studie 2002: verhältnismäßig hohe Konz. im Blut- Eßgewohnheiten - Krebsrisiko

  Studie in 90er Jahren: keine Hinweise (Essverhalten von Krebspatienten: kein erhöhtes Risiko von Darm-, Nieren- oder Blasenkrebs (v.a. Patienten > 50 J., Kekse, Bratkartoffeln)

  Fazit: abwarten auf neue Forschungsergebnisse

Acrylamid

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Vorbesprechung Klausur

•  20 Multiple Choice Fragen und freie Fragen. (Muster anbei!)

•  Zeitvorgabe: 2 Minuten MC-Frage, 3 Minuten freie Frage.

•  Bestanden bei 50%.

•  Fragen aus allen Blöcken (nicht nur „Folienwissen!“).

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• 20 Fragen

• 2 Typen Freie Frage MC

• Freie Frage alles hinschreiben was im Kopf ist

• MC immer 5 Antwortmöglichkeiten nur eine ist richtig! drei Fragetypen

• Nur eine Markierung kann richtig sein!  Bei falscher Kreuzung deutlich kennzeichnen was gilt!

Klausur

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1.Einfachauswahl: Auf eine Frage oder unvollständige Aussage folgen fünf Antworten oder Ergänzungen, gekennzeichnet mit (A) bis (E). Es soll eine einzige Antwort oder Aussage ausgewählt werden, und zwar entweder die einzig richtige oder auch im Sinne der Fragestellung die einzig falsche oder die am ehesten bzw. am wenigsten zutreffende.

Beispiel:

Welche Aussagen über Wasser ist falsch? (A) Wasser ist nass (B) Wasser ist unter normalen Bedingungen flüssig (C) Eis ist die feste Form von Wasser (D) Wasser ist ein wichtiges Lebensmittel (E) Wasser brennt bei 120°C

Richtige Antwort: E

Klausur - Fragetypen

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2. Zuordnungsaufgaben (Aufgabengruppe mit gemeinsamem Antwortangebot):

Beispiel: z.B. Fragen Nr. 1. und 2. Ordnen Sie den in Liste 1 aufgeführten Substanzen einen in Liste 2 genannten charakteristischen Begriff zu.

Liste 1 1. Aflatoxin B1 2. Phenobarbital

3. Liste 2 (A) Solitärkanzerogen (B) Ultimales Kanzerogen (C) Promotor (D) Neurotoxin (E) Direktes Kanzerogen Antworten: 1.A und

2.C

Klausur - Fragetypen

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3. Aussagenkombination: Bei diesem Aufgabentyp werden mehrere durch eingeklammerte Zahlen gekennzeichnete Aussagen gemacht. Auszuwählen ist die zutreffende Lösung unter den 5 vorgegebenen Aussagenkombinationen (A) bis (E).

Beispiel:

Welche Aussagen über Pflanzenöle treffen zu?

(1) Pflanzenöle sind mit Wasser mischbar (2) Pflanzenöle haben einen hohen Fettgehalt (3) Pflanzenöle können fest oder flüssig sein (4) Der Wassergehalt von Pflanzenölen liegt bei über 20% (5) Pflanzenöle enthalten essentielle Fettsäuren

(A) Alle (1-5) sind richtig (B) 1 und 3 sind richtig (C) 2, 3 und 4 sind richtig (D) 1,2 und 5 sind richtig (E) 2,3 und 5 sind richtig

Richtige Antwort E

Klausur - Fragetypen

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Viel Erfolg !!

Am Dienstag 13. April 2010 08:00 s.t. Hörsaal NU H1