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Die Grundlagen der Cytologie und Histologie tierischer Zellen werden in jeweils 75-minütigen Vorlesungen im Sommer- und Wintersemester gelesen. Die Vorlesung ist direkt an an ein Praktikum gekoppelt. Die Vorlesung gliedert sich in deskriptive und funktionelle Zellbiologie. Themen der Cytologie und Histologie tierischer Zellen sind:
• Membranen: Aufbau, Struktur und Funktion, Lipide; Lipidmodifikationen, Proteine in Membranen • Zellkern: Aufbau, Strukturen und Funktionen; Aufbau von Chromatin, Scaffoldstruktur, Histone, Histonmodifikationen, nukleäre Matrix, Nukleolus und Bildung von Ribosomen, Kernporenkomplex, Zellkern während der Mitose • Mitochondrien: Aufbau und Struktur, Funktionen des Mitochondriums (Kopplung Glykolyse und Citratzyklus, Atmungskette und Hemmstoffe, Energiegewinnung, ß-Oxidation, Energiebilanz; Evolution anhand des mitchondriellen Genoms, kurz: Rolle der Mitochondrien währen der Apoptose, Aminosäurestoffwchsel) • Endoplasmatische Reticulum: Aufbau, Struktur und Funktionen; Import von Proteinen (Leader-Sequenzen), Modifikationen von Proteinen, Export in den Golgi-Apparat, Detoxifizierung, Insertionen von Membranproteinen, Ca2+-Speicher) • Golgi-Apparat: Aufbau, Struktur und Funktion; vesikulärer Transport, verschiedene Exkretionswege; Hemmstoffe; Modifikationen von Proteinen im Golgi; menschliche Erkrankungen aufgrund von Zucker-modifizierenden Enzymdefekten, Endo- und Exozytose • Endosomen und Lysosomen: Pino- und Phagozytose, Rezeptor-vermittelte Endozytose, Clathrin-System, v- und t-Snares, Lysosomen und ihre Enzyme • Cytoskelett: Aufbau, Struktur und Funktion, Filamentsystem, Tubulinsystem (inkl. Mitose), Aktinsystem, Aktin-regulierende Proteine, Motorproteine und ihre Funktion für den intrazellulären Transport, Fokale Adhäsionsplaque • Zellzyklus: Phasen des Zykluses und ihre funktionelle Bedeutung, M-Phase und Unterphasen, Cycline, Cyclinkinasen, Oncoproteine, Tumorsuppressorproteine, p53, Rb, Zellzyklus-Checkpoints, Exogene Signale • Apoptose: physiologische Funktionen der Apotose, Nekrose, Molekularbiologie der Apoptose, Kennzeichen der Apoptose (Phosphatidylserin, Cytochrom C, DNA-laddering, Membran-Blebbing), FACS, Induktion der Apoptose (Glucocorticoide und Fas-Ligand), Caspasen, T-Zell vermittelte Apoptose • Zelluläre Kommunikation: Interzelluläre Kommunikation, Rezeptoren & Liganden, second messenger, Rezeptorklassen, transiente Phosphorylierungsreaktionen, Signaltransduktion, Genexpression • Signatransduktionswege: Wachstumsfaktor-vermittelte Signaltransduktion (STD), Überlebensfaktor-vermittelte STD, Apoptose-induzierte STD und Cytokin-vermittelte STD
Begleitend zur Vorlesung werden in einem 5-stündigen Praktikum in kleinen Gruppen (6-8 Studenten) einmal pro Woche anhand von ausgewählten Präparaten folgende Lehrkonzepte zur Physiologie des Menschen gesprochen:
• Zellen des Blutes und ihre Funktionen: Erythrozyten, Thrombozyten, Lymphozyten (B und T), Granulozyten (neutrophile, eosinophile und basophile), Monozyten/Makrophagen • Herzmuskelzellen, Skelettmuskel, glatte Muskelzellen: Aufbau, Funktionsweise, Besonderheiten • Leberzellen: Lokalisation, Funktion und Aufgaben der Leber, Leber = Chemiefabrik des Körpers, Krankheiten der Leber • Niere: Funktionsweise, Glomerulus, Filtrationsprinzip (was wird ausgefiltert), Primärharn und Rückresorption • Urether: Aufbau und Pumpprinzip durch peristaltische Bewegungen • Gehirn: Aufbau des embryonalen und adulten Gehirns, Unterschiede, Konzept der Stammzelle • Thymus: wichtiges Primärorgan für T-Zellen, Ausbildung der T-Zellen, TCR und MHC, Aufgaben der T-Killerzellen, Regression des Thymus während der Pubertät • Luftröhre: Flimmerepithel und Mucosaproduktion, Schutzfunktion der Mucosa • Speiseröhre: Struktur und Funktion, Glatte Muskulatur und peristaltische Bewegung • Magen: Funktionen der inneren Epithelschicht, Magensaft dient nicht der Verdauung sondern der chemischen Sterilisation • Zwölffingerdarm = Neutralisationsanlage • Aufgaben der Galle, des Pankreas, Resorption im Dünndarms -> Pfortader -> Leber
Bei der Behandlung der einzelnen Themen werden – wenn möglich – Querverbindungen zu den Themen der anderen Grundvorlesungen hergestellt und die medizinisch/pharmazeutisch relevanten Strukturen und Merkmale besonders hervorgehoben.
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